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. SISTEMAS DE APLICACIÓN DE BARNICES

• PISTOLAS DE APLICACIÓN

HVLP (High Volume Low Pressure)

La tasa de transferencia de un sistema de aplicación es la cantidad de material que efectivamente llega al soporte aplicado. A mayor tasa de transferencia, menor desperdicio y menor material se emite al ambiente. El sistema de pulverización HVLP es un sistema capaz de alcanzar una tasa transferencia de producto superior al 65 % con los consiguientes ahorro de producto (hasta un 26%) y reducción de nieblas (hasta un 60% menos), por lo que emite menos cantidad de disolventes a la atmósfera, de ahí su calificación ecológica, ya que reducen tanto el consumo de barniz tanto como la cantidad de residuos generados en su aplicación.

También se caracteriza por una presión relativamente baja de trabajo con lo que se alarga la vida de todos los elementos (pistola, purificadores, manguera, etc.). El barniz atomizado por el sistema HVLP es enviada a baja velocidad evitando molestos rebotes y nieblas, que son los problemas tradicionales de la pintura aerográfica.

Figura 3.1. Pistola HVLP

Las dos mayores ventajas son:

1. Menos niebla. Al reducir la presión del aire de pulverización, se consigue una reducción significativa de la proporción de material perdido. Las consecuencias positivas son menor consumo de pintura, menor limpieza, menor contaminación y menor gasto de filtración en cabinas.
2. Mejor acabado al tener menos presión el aire de proyección rebota mucho menos y el recubrimiento de las superficies que pintar es mucho más uniforme.

Ventajas de los Equipos HVLP Comparados con los Convencionales

• Aumento en la tasa de transferencia de un 35 a un 65% respecto a equipos neumáticos.
• Menor emisión de disolventes a la atmósfera por una
• Menor pérdida de pintura.
• Reducción del costo de mantenimiento de la cabina.
• Pulverización más controlada.
• Por la baja neblina de barniz generada, el ambiente de trabajo es más saludable.

PULVERIZACION AIRLESS

La pulverización AIRLESS consiste en hacer pasar un producto a alta presión a través de una pequeña boquilla. La pulverización se realiza únicamente gracias a esta presión sin necesidad de ser mezclado con aire comprimido, por ello una única tubería alimenta la pistola. La bomba de alimentación debe proporcionar una presión que en función del tipo de aplicación se sitúa entre 90 y 360 bar. Los parámetros siguientes intervienen en la buena calidad de la pulverización: viscosidad, cargas, presión del producto, paso de la boquilla (diámetro).

                                                                                                                                         

                                                                                  Figura 3.2. Pistola Airless                                                              Figura 3.3. Datos de aplicación

La pistola está equipada con una aguja y su asiento, que permite mediante el gatillo, su desplazamiento, abriendo o cerrando el paso del material. Cuando el barniz pasa a través de la boquilla de carburo de tungsteno, la rápida evaporación del disolvente en combinación con la resistencia mecánica, produce la atomización del producto en pequeñísimas gotas. La boquilla de carburo de tungsteno se monta, mediante su soporte, delante del asiento. Para productos de secado rápido o con cargas puede utilizarse una boquilla reversible que permite una desobturación rápida del orificio sin necesidad de desmontar la boquilla. La aguja y el asiento del pico de fluido son también de carburo de tungsteno para evitar el rápido desgaste por fricción con el material aplicado.

El abanico depende únicamente de la forma de la boquilla:

El mecanizado de la boquilla determina el ángulo del abanico, mientras que su paso determina el caudal de pintura. El ángulo del abanico y el paso de pintura pueden variarse cambiando la boquilla reversible.

Ventajas:

• Grandes velocidades
• Apenas existe niebla
• Más micraje sin descuelgues

HS (Hybrid System)

La pulverización mixta fue la última tecnología en aparecer. Las pistolas mixtas o pistolas airmix combinan las ventajas de las pistolas aerográficas con las ventajas de las pistolas airless, dando lugar a un tipo de pistola con los que se obtienen unos buenos acabados estéticos junto con unas altas tasas de velocidad de aplicación y transferencia de pintura.

Airmix hace referencia a la marca de pistola que fue la primera en lanzar al mercado esta tecnología mixta de pulverización. Fue la empresa Kremlin en la década de los 70 la que lanzó la primera pistola Airmix, otras marcas llaman a esta tecnología mixta de pulverización como pistolas airless asistidas por aire, Air combi, Mistless, etc.

Figura3.4. Pistola airmix de Kremlin MVX200

Las pistolas mixtas son las pistolas de aplicación de pintura que atomizan el barniz mediante un doble pulverizado:

• El primero correspondería al pulverizado (airless) que se produce al hacer pasar la pintura a una alta-media presión por un estrecho orificio, donde impacta y la pulveriza.
• Una vez la pintura se ha pulverizado, se aporta un caudal bajo de aire (aerográfica) el cual vuelve a pulverizar la pintura y contribuye a la formación correcta del abanico de pintura definiendo el ángulo y la cantidad de pintura aplicada.

Las pistolas mixtas consiguen un abanico muy uniforme, con un reparto de capas estable. Por todo ello se aprecia aún más su altísimo aprovechamiento de la pintura ya que su tasa de transferencia medio es del 78%, mientras que una buena tasa de trasferencia en el sistema Aerográfico (también llamado neumático) puede ser del 40% y en Airless del 60%.

La originalidad y el éxito de las pistolas AIRMIX ® y por tanto de las siguientes pistolas mixtas fue el método de dirigir el aire adicional sobre el flujo de pintura, permitiendo un perfecto control sobre el abanico formado.

Beneficios

Eliminan en más del 80% la “niebla” del pulverizado a pistola y ahorra el 35% del consumo de pintura.

Consiguen una pulverización fina y unos acabados excelentes sin necesidad de dar a las partículas pulverizadas una gran velocidad. Esta es su gran ventaja, la baja velocidad. Solo 0,7m/s frente a los 10m/s que precisa dar a las partículas el sistema Aerográfico, o los 1,2m/s del sistema Airless. Una menor velocidad implica una mejor deposición de las partículas proyectadas y por tanto una mejor nivelación y extensibilidad de la película. Las partículas proyectadas por la pistola chocan contra el soporte y generalmente provocan problemas de extensibilidad o nivelación que hay que corregir añadiendo más solvente o solventes más lentos, para que la película pueda extender y nivelarse.

A continuación realizamos una comparativa entre los dos equipos industriales más utilizados:

Ventajas pistolas mixtas	Desventajas pistolas mixtas
·       Altas tasas de transferencia de pintura. ·       Menor porcentaje de niebla. ·       Menor consumo de diluyentes comparado con las pistolas aerográficas. ·       Bajo consumo de aire comprimido. ·       Elevada calidad del recubrimiento aplicado (buenos acabados) ·       Regulación del abanico	·       Menor velocidad de aplicación comparadas con Airless ·       Mayor consumo de diluyentes comparadas con Airless ·       Menor nivel de acabado comparado con las aerográficas. ·       Dificultad de limpieza de boquillas comparadas con Airless.

                                                 Tasa de trasferencia                                            La velocidad de las partículas                                            Consumo de aire

                                                                                      

                                                   

Figura.3.5. Comparativa entre distintos tipos de aplicación

SISTEMAS ELECTROSTÁTICOS

Asociada a una pulverización aerográfica, la aplicación electrostática consiste en cargar eléctricamente la pintura a aplicar, para que posteriormente sea atraída por la pieza a pintar, consiguiendo un incremento de la tasa de transferencia respecto al sistema convencional no electrostático.

El chorro de pintura se carga eléctricamente (+) al pasar por la boquilla de la pistola y la pieza a pintar se conecta a la masa (-).El campo electroestático creado modifica la trayectoria de las partículas que son atraídas por la pieza. Este efecto envolvente orienta la nube de pintura pulverizada hacia la pieza, logrando que el material que iba a desperdiciarse se deposite en la pieza. El efecto electroestático permite una mayor tasa de transferencia sobre la pieza.

Campos de aplicación y gama de pistolas:

 Las pistolas electrostáticas están concebidas para todas las aplicaciones industriales o artesanales. En el sector del metal, madera, plástico, maquinaria agrícola, muebles, sillas, bicicletas, paragolpes de automóviles, aeronáutica, etc.

Están estudiadas para la pulverización de todo tipo de pinturas fluidas (pinturas o barnices mono o bicomponentes, en frio o en caliente) incluidas las hidrosolubles (con el entorno adaptado)

Composición de un equipo electrostático: 

Un equipo standard aerográfico electrostático consta de una bomba, una unidad de control, dos tuberías y una pistola. Los aspectos generales de estos equipos son:

• La bomba suele ser de pistón, dependiendo su tamaño del volumen necesario a aplicar.
• La unidad de control transforma la tensión de la red en baja tensión. Integra un sistema de seguridad que autoriza el efecto electrostático únicamente si la pistola esta en acción, pues reduce automáticamente la tensión cuando se acerca a la masa. Un botón permite regular de forma continua la tensión en la pistola de 20 a 85 kV. Unos pilotos de control informan sobre el estado del sistema constantemente.
• Las dos tuberías suministran el aire y el producto a la pistola. La tubería de producto, que es específica, se elige en función de la pistola y de la resistividad de la pintura.
• La pistola puede estar equipada con abanico plano o redondo según el trabajo a realizar. La empuñadora, cargada con fibras de carbono es conductora para mantener al pintor unido a la tierra. Un cable ligero y flexible suministra la baja tensión (12 V) a la pistola. El generador miniaturizado de alta tensión está situado en el cañón. Genera una tensión de 85 kV en el electrodo alojado en cabezal de pulverización. Un piloto y un selector situados en la parte posterior de la pistola permiten al pintor visualizar el efecto electrostático y anularlo si es necesario.

Figura 3.6. Esquema de un Equipo electrostático

Versiones de pistolas

Las pistolas electrostáticas manuales pueden encontrarse en cuatro versiones:

• En aerográfico las pistolas existen en versión chorro plano (con la forma de abanico de la M21) en chorro redondo (para las piezas con muchos rincones).
• En media presión existen también las versiones chorro plano (como la pulverización Airmix) y chorro hueco.

Los beneficios

Los beneficios de la pulverización electrostática son importantes en una producción que emplea más de 50 kg. De pintura por semana:

• Ganancia de producto por efecto envolvente de 25 a 30%.
• Ganancia de tiempo de aplicación: Rincones difíciles se pintan más fácilmente, tasa de aceptación de la pieza máxima.
• Mejor calidad de aplicación.
• Espesor depositado más regular.
• Recubrimiento perfecto de las aristas.
• Ambiente mejorado para el pintor: Captación de niebla.
• Protección del entorno: Envío a la atmosfera de COV (componentes orgánicos volátiles) fuertemente reducido.
• Mantenimiento simplificado: Menor polución de la cabina.

CABINAS DE ACABADO

Son las instalaciones donde se realizan las operaciones de aplicación del tintado, barnizado y/o pintado utilizando pistolas como mecanismo de aplicación. Pueden ser abiertas o cerradas. Las cabinas abiertas se utilizan para facilitar el proceso productivo. Cuando queremos un ambiente de trabajo exento de polvo y suciedad, para realizar la etapa de acabado, utilizamos cabinas cerradas. Como dentro de la cabina cerrada se genera una succión, es necesario inyectar aire a presión para mantener la presión constante. Las cabinas cerradas se denominan, cabinas presurizadas.

Dependiendo del diferencial de presión generado en el interior de la cabina, hablamos de cabinas de presión positiva o negativa. Generalmente, en el sector del mueble se suelen instalar cabinas de presión positiva, con el fin de que al abrir la puerta de la cabina salga una corriente de aire que impida la entrada de partículas de polvo muy presente en las carpinterías.

Dependiendo de la orientación del flujo de aire inyectado a la cabina, hablamos de presión descendente o transversal.

Figura.3.7. Tipos de presión en las cabinas de aplicación.

Existen dos tipos de cabinas, dependiendo de si el medio filtrante es vía seca o vía húmeda. Hablamos de cabinas secas y cabinas húmedas.

3.2.1 Cabinas Secas

Este tipo de cabinas utilizan filtros de fibras o cartón para la aspiración y filtración de la pulverización o neblina formada en la aplicación de productos como pinturas, lacas, barnices y colas sobre piezas.

Presentan la ventaja de que el filtro una vez saturado, se retira con facilidad y se sustituye por uno nuevo en cuestión de minutos. Este filtro impregnado en la pulverización del barniz se convierte en un resido sólido, lo que permite una gestión de residuos con mayor facilidad y menor precio.

Inconvenientes

·      Bajo nivel de retención de impurezas.

·      Dificultad de limpieza.

·      Riesgo de incendio.

Figura3.8. Cabina seca.

 

3.2.2 Cabinas húmedas

En las cabinas húmedas o también llamadas de cortina de agua, la eliminación de la contaminación se realiza aspirando el aire contaminado y haciéndolo pasar a través de múltiples cortinas de agua, exteriores e interiores. La aspiración se realiza frontalmente y las cortinas exteriores pueden tener una cortina, dos, tres o toda la sección útil de la cabina. El aire, una vez filtrado, es evacuado al exterior a través de las tuberías de extracción.

Figura 3.9. Cabina húmeda.

 

Características: ·      Necesitan un depósito de recogida de agua. ·      Una bomba de recirculación. ·      Un aspirador. Alta retención

Inconvenientes ·      Alto costo. ·      Alto volumen de contaminantes que se generan. Gestión de residuos. ·      Limitada vida por oxidación y desgaste.

• CORTINAS

Este sistema de aplicación se basa en el principio de formar una cascada o cortina de material. El recubrimiento líquido se bombea desde un depósito hasta el cabezal de la cortina, donde se vierte formando una cortina continua de material a través de la cual se hacen pasar las piezas a barnizar.

Se utiliza para aplicación de lacas principalmente y de fondos cuya viscosidad y formulación, pues algunas pueden espumar excesivamente o ser muy inestables, lo permita.

En la aplicación a cortina el gramaje depende principalmente de dos factores. El espesor de la cortina de producto y la velocidad con la que la atraviese la pieza. Obteniendo a mayor espesor de la cortina un mayor gramaje y a mayor velocidad de la banda transportadora un menor gramaje. Y viceversa para ambos casos.

Figura 3.10. Cortina.

Es de entenderse que formar cortinas muy delgadas es difícil ya que depende de la tensión superficial de la lamela formada. La cortina formada es inestable y susceptible de moverse o incluso romperse por las corrientes de aire.

Las velocidades típicas de aplicación a cortina van desde 20 a 60m/min. Debido a que este tipo de aplicación suele instalarse en una línea de trabajo, la zona de cortina debe tener antes y después bandas de transferencia aceleradoras y desaceleradoras, ya que el resto de la línea no trabaja a velocidades tan altas. Esto implica un gasto extra si lo comparamos con otras formas de aplicación, ya que el espacio es algo difícil de encontrar en cualquier planta.

En resumen: la aplicación a cortina logra acabados a gramajes medios y altos (aprox. de 60 a 300 gr/m2), con un aspecto generalmente favorable. A cambio de eso, es imprescindible el uso de productos especiales para aplicación a cortina, productos con cierta viscosidad y cohesión, que no formen espuma con facilidad y que permitan la formación de cortinas estables.

Por su forma de funcionamiento existen dos tipos principales:

 

3.3.1 Cortinas de rebosadero

Tras bombear el producto a una zona abierta colocada a una altura fija, el producto cae por la acción de la gravedad estando el caudal del mismo sometido a la acción atmosférica. Se debe controlar periódicamente la abertura y limpieza del rebosadero, asegurando el espesor uniforme y adecuado del ancho de la cortina.

Figura 3.11. Cortina de rebosadero.

3.3.2 Cortina de labios

Tras bombear el producto a una zona herméticamente cerrada, colocada a una determinada altura, el producto cae por la acción de la presión y como consecuencia del bombeo para el ascenso del material. Hay que controlar la abertura y limpieza de los labios, así como el espesor uniforme y la anchura de la cortina.

El principal inconveniente de este tipo de cortinas es que en espacios abiertos, si cae contaminación sobre el producto y llega a estos labios, puede quedar atrapado, provocando defectos en la cortina e incluso rompiéndola, causando retrasos de producción.

Al igual que en la cortina de rebosadero el gramaje se controla, por la velocidad de la banda transportadora y por la separación entre los labios.

Tanto la cortina de rebosadero como la cortina de labios requieren de un constante ajuste de la viscosidad del producto bombeado, ya que al estar en contacto con el aire atmosférico evapora constantemente los disolventes, más rápidos, presentes en el producto. En ambos casos se recomienda un control continuo de la viscosidad, ya que las bombas utilizadas varían el caudal con variaciones mínimas de viscosidad, lo que afecta directamente al gramaje y por tanto a la cubrición y brillo.

Además si nuestra línea de aplicación no consta con un tren de evaporación de disolventes adecuado, un incremento de gramaje puede ocasionar problemas de disolvente ocluido, en el caso de aplicar productos de curado UV.

Figura 3.12. Cortina de labios.

3.4 RODILLOS

Los sistemas a rodillo permiten la aplicación de un rango más amplio de viscosidades en productos UV con un gran control del gramaje y con gran calidad. Específicamente en el caso de masillas, los rodillos son la única opción viable (la alta viscosidad de una masilla impide que pueda aplicarse a pistola o a cortina).

Los rodillos se limitan a aplicar exclusivamente sobre piezas planas (tableros). Además las piezas que se apliquen deben estar calibradas para poder garantizar un gramaje homogéneo del material, lo cual tiene una incidencia directa en el curado.

Figura 3.13. Línea de fabricación a recubrimiento UV de rodillos. Lámparas de curado UV incluidas.

Aunque hay diversas variaciones para usos específicos, el principio básico de funcionamiento es siempre el mismo. El material de recubrimiento se bombea hasta el espacio que hay entre el rodillo aplicador y el rodillo dosificador. De allí, se reparte a todo lo largo del rodillo principal para que en contacto con la pieza a aplicar, sea “depositado” o “aplicado” el material sobre la superficie de la pieza que pasa por debajo.

A continuación, mostramos un diagrama general de partes que componen una mñaquina de rodillos y una descripción de cada componente.

Figura 3.14. Diagrama general de Sistema de rodillos.

Rodillo aplicador: El que entra en contacto directo con la pieza a recubrir. Casi siempre giran en sentido opuesto a las manecillas del reloj, “acompañando” en su recorrido a la pieza que pasa debajo, depositando el recubrimiento al entrar en contacto con la superficie a recubrir. La excepción al sentido de giro son el rodillo “reverse” y el espatulador, que giran en sentido opuesto, como se verá más adelante. Generalmente la presión con la que el rodillo aplicador actúa sobre la pieza, es de 0,1 a 0,3 mm. Se mide en mm, ya que si la pieza mide 12 mm, el rodillo aplicador se sitúa unos mm por debajo, lo que genera una presión cuando entra en contacto. A mayor presión, menor cantidad se deposita y un exceso de presión puede dañar irreversiblemente el rodillo, por lo que se empieza con una presión de 0,1 mm y se va ajustando la presión o distancia entre rodillo y pieza.

Rodillo dosificador: Es un rodillo metálico, más pequeño que el rodillo aplicador y capaz de girar en ambas direcciones y a diferentes velocidades. Este rodillo permite que el recubrimiento líquido se vierta en el espacio que hay entre él y el rodillo aplicador, con lo que el material se distribuye a todo lo largo de este último. El gramaje aplicado depende de la velocidad, separación entre el rodillo aplicador y dosificador y sentido de giro del rodillo dosificador.

Rasqueta (o cuchilla): Pieza semejante a una regla que al ajustarse para que quede en contacto con el rodillo dosificador (metálico) impide que el material (en caso de giro en sentido opuesto) se derrame. Por otra parte al estar en continuo movimiento, va limpiando de impurezas la superficie del rodillo dosificador, realizando una deposición más limpia.

Cabezal Conjunto de rodillo aplicador y dosificador, con todas sus partes, que puede desplazarse arriba o abajo como un grupo único.

Existen 5 tipos generales de sistemas a rodillo:

1. Rodillo sencillo.
2. Rodillo doble.
3. Rodillo “reverse”.
4. Rodillo espatulador.
5. Rodillo estriado.

Según la función buscada o el proceso a efectuar, en el diseño de una misma línea se pueden combinar diferentes tipos de rodillos.

A continuación, una revisión más específica de cada uno de ellos:

3.4.1. RODILLO SIMPLE

Como su nombre lo indica, consta de un rodillo aplicador recubierto único, con giro en sentido de la línea de producción y un rodillo dosificador metálico. Su uso es típicamente para sellado, fondeado y entintado de piezas. Los sustratos aquí usados suelen ser de poro cerrado (MDF o pino) o semi-abierto (aglomerado y okumé previamente lijado, y caobilla).

La dureza del recubrimiento tiene relación directa con el tipo de material que se va a aplicar. Los recubrimientos más blandos, de 20 a 30 Shore de dureza, se utilizan para aplicar tintas. Durezas más elevadas, de 40 Shore, son utilizadas para masillas, fondos y acabados.

                

Figura 3.15. Ilustraciones lateral e isométrica de un equipo de rodillo simple.

3.4.2 DOBLE RODILLO

Se trata simplemente de un sistema con doble cabezal de rodillos simples. Para casos en los que es requerido un mayor gramaje, o para aplicación de fondos en una sola pasada. Con frecuencia un cliente consigue un equipo de rodillo doble y simplemente eleva uno de ellos cuando no es requerido, abarcando así más posibilidades sin tener que recurrir a pasar dos veces la pieza por la máquina.

              

Figura 3.16. Ilustraciones lateral e isométrica de un equipo de rodillo doble.

3.4.3. RODILLO “REVERSE” (O REVERSIBLE)

Consta de dos cabezales de rodillo simple, pero colocados simétricamente (con los rodillos dosificadores hacia la parte de afuera). Sus respectivos giros son opuestos (el primero, contando en la dirección que se mueve la pieza, en sentido de la línea y el segundo en sentido inverso).

El primer grupo de rodillos realiza una aplicación sobre el sustrato. El segundo grupo de rodillos, gira en sentido opuesto al primero, realizando la aplicación sobre el material depositado por el primer grupo, lo que permite un alisado de la aplicación.

Se utiliza en aplicación de sustratos muy porosos, ya que son capaces de aplicar el alto gramaje requerido para sellar las piezas.

Tal como en el caso de los rodillos dobles, el segundo cabezal puede elevarse para usar el primero como un rodillo simple.

                  

Figura 3.17. Ilustraciones lateral e isométrica de un equipo de rodillo reversible.

3.4.4 RODILLO ESPATULADOR

Este sistema utiliza también un doble cabezal. El primero es de rodillo simple, pero el segundo es un rodillo sin recubrir, que gira en sentido opuesto (como en el caso del reversible). Este último rodillo no tiene rodillo dosificador ya que no se aplica material, en cambio, su función es alisar, espatulando el recubrimiento contra el sustrato.

Este tipo de rodillo es el que se utiliza para el caso de masillas (productos consistentes en resinas y cargas sin disolvente, cuya función es la de rellenar los poros de la madera o sustrato a aplicar), ya que su acción asemeja a la de sellado de un sustrato usando espátula manual. También puede usarse para fondear, prefiriéndose siempre para sellar sustratos porosos en menos pasadas.

El uso de este tipo de rodillos espatuladores mejora por una parte la producción, ya que para sellar el soporte tan solo necesita pasar por el rodillo espatulador y a continuación por unas lámparas de curado Uv, durando todo el proceso de espatulado apenas unos segundos. En cambio para sellar la porosidad de la madera usando productos convencionales base disolvente serían necesarias varias aplicaciones, dejando secar mínimo 30 minutos en cada aplicación y un lijado posterior.

Por otra parte reduce el coste de material, pues aunque generalmente el precio de estos productos suele ser casi el doble que los base disolvente (40% materia no volátil (MNV)), su rendimiento frente a éstos al ser 100% MNV es superior al doble.

                        

Figura 3.18. Ilustraciones lateral e isométrica de un equipo de rodillo espatulador.

3.4.5 RODILLO ESTRIADO

Este tipo de rodillo es más apropiado para la aplicación de lacas (aunque a veces también se aplican fondos de baja viscosidad). Es equivalente a un rodillo simple, pero con la diferencia de que el recubrimiento del rodillo aplicador está estriado (las estrías de su cubierta se rellenan con mayor cantidad de producto y al realizarse la aplicación, el rodillo presiona al soporte depositando el material de manera muy uniforme, permitiendo una aplicación de mucha mayor calidad que con un rodillo simple. Se encuentra en el mercado bajo el nombre de Rill Roller y Optiroller.

También existe la versión de doble rodillo estriado. Realmente es un rodillo doble con el último rodillo aplicador estriado. En este caso el rodillo estriado realiza la aplicación sobre la capa de producto previamente depositado por el rodillo simple. Además de conseguir mayor gramaje de material, cercano a los 40g/m² se consigue una excelente extensibilidad. En el mercado se encuentran bajo el nombre de Laser Roller.

Los rodillos estriados son el tipo de rodillo que mayor calidad de aplicación consigue, logrando un acabado de calidad equivalente a la conseguida con pistolas o cortinas, con la ventaja de ser un producto con 100% de materia no volátil, lo que lo convierte en un producto de muy alto valor ecológico al reducir las emisiones de COVs a valores casi nulos, sin perder por ello calidad ni productividad. Las líneas de rodillos combinan los rodillos antes mencionados, espatuladores, simples y dobles para el proceso de fondeado con los rodillos estriados para el acabado, pudiendo trabajar a velocidades desde 8m/min a 20 m/min, lo que proporciona una excelente producción.

Variables de proceso en la aplicación a rodillo.

La mayor influencia de un ajuste de variables de proceso se refleja en el gramaje aplicado y el aspecto final del recubrimiento. Se hacen necesarias por la diferente necesidad de sellado que puede requerir cada sustrato, por el aspecto que se quiere desear (poro abierto o poro cerrado) o por ligeros ajustes causados por variación de la viscosidad (para un mismo ajuste, una viscosidad más alta causa que el gramaje aplicado sea más alto). Al reflexionar un poco en cada variable, es fácil ver que hay dependencia entre ellas, o que el efecto de una se hace patente solo si otra lo permite.

Velocidad de la banda

A la par de otros factores, determina el gramaje de producto. En general, la velocidad de la banda o transporte se sincroniza con la del rodillo aplicador. Esta variable es, en principio, la que menos se mueve, pues como es sabido, la velocidad de la banda en realidad es la velocidad de toda la línea y no es posible cambiarla de forma independiente y sin ocasionar problemas en el proceso.

Sentido y Velocidad de giro del rodillo dosificador.

Interviene también de forma directa en el gramaje. Si el rodillo gira en sentido opuesto al sentido del rodillo aplicador, el gramaje se reduce. También puede dejarse detenido, reduciendo el gramaje, pero menos que en sentido opuesto. Esta es una posibilidad obvia, pero existiendo otras alternativas de control de gramaje, el aplicador debe tomar una decisión respecto a si utiliza esta o no, por el potencial peligro de daño al rodillo aplicador (si la distancia entre rodillos es poca y/o el recubrimiento se hace más viscoso) y por la inevitable fricción y desgaste a la que se verá sujeto.

Velocidad del rodillo aplicador.

En conjunto con la velocidad del transporte, define el gramaje de la pieza en la forma arriba mencionada. Por supuesto, el aspecto final también se ve influido por la diferencia de velocidades entre el rodillo aplicador y la banda, que no debería ser mayor a 1 m/min.

Separación entre rodillos

Mayor separación permite mayor paso de producto y por tanto, mayor gramaje.

Separación entre el rodillo aplicador y la pieza. Presión

Esta variable es una de las que más efecto tienen en el aspecto final del recubrimiento, específicamente la lisura, la aparición de rayas, etc. También tiene efecto en el gramaje.

3.5. ROBOT DE PISTOLAS

Un sistema a robot es un sistema que emplea pistolas de aspersión como las tradicionales para la aplicación del producto. La diferencia radica en que las pistolas son directamente operadas por un sistema automatizado. Esto permite hacer aplicaciones más precisa y repetibles (la principal característica de cualquier robot es su capacidad de realizar las cosas muchas veces de la misma precisa manera, con lo cual se asegura la homogeneidad de las aplicaciones pieza a pieza). Esto es casi imposible en la práctica para un aplicador humano.

A diferencia de un rodillo, una pistola tiene algo de flexibilidad para aplicar a los laterales de las piezas, cantos, si se ajustan adecuadamente, con un ángulo de 30º a 45º. Por supuesto, como en el caso de cualquier sistema programable, la calidad de la aplicación depende en última instancia de una programación y ajuste iniciales apropiados. La habilidad del encargado sigue siendo aquí primordial.Los sistemas a robot se utilizan para recubrimientos fluidos (de baja viscosidad), así que permiten aplicación de tintes, acabados y fondos de viscosidad apropiada.

Figura 3.19.Cabezal de aplicación de un robot de pistolas.

Los sistemas “a robot” pueden clasificarse en tres grupos principales:

• Reciprocantes
• Rotativos
• Móviles

3.5.1 Robots Reciprocantes

Las pistolas se encuentran fijas sobre una estructura móvil que se desplaza de un extremo a otro de la cámara del robot, en dirección transversal al sentido de avance de la banda transportadora.

El sistema de aplicación se inicia cuando un sensor percibe la llegada de las piezas. El mismo sensor lee el ancho y largo de la pieza a aplicar y basándose en estas lecturas se inicia y finaliza la aplicación Cada pieza logra una aplicación completa sobre su cara superior y en sus bordes.

El nombre de este tipo de sistema a robot lo recibe por el movimiento “recíproco” o alternado de un lado al otro de la cámara, del grupo de pistolas.

Dependiendo del número de piezas a aplicar se dimensionan estos robots con 1,2 o 4 cabezales, que pueden tener cada uno 2 o 4 pistolas de aplicación.

En la siguiente ilustración puede verse un cabezal de cuatro pistolas con sistema reciprocante.

Figura 3.20. Cabezal de robot reciprocante.

La regulación de la aplicación se realiza mediante la inclinación y dirección de pistolas, tipo de boquillas, activación o desactivación de pistola, “sensibilidad” de sensor electrónico, presión de la pistola, la presión de la bomba de alimentación del recubrimiento líquido, la velocidad de desplazamiento transversal y la velocidad longitudinal a la que se mueve la banda con la pieza.

La velocidad de la banda, es la que marca la producción y en este tipo de aplicación suele ser relativamente baja, de 2 a 6m/min. Comparado con una línea de rodillos, cuya velocidad suele ser de 8 a 25m/min, la disminución es notable. Sin embargo la calidad conseguida es superior y sobre todo es mucho más versátil, pues mientras las líneas de rodillos trabajan exclusivamente con geometrías planas, los robots d pistolas permiten aplicar geometrías de bajo relieve, como molduras y piezas con decoraciones de bajo relieve.

La limpieza de la línea se lleva de forma semiautomática, existiendo al regreso de la banda un borde ligeramente afilado de plástico que barre a fondo el material que cayó sobre la banda y que permite recuperarlo. Sin embargo la neblina formada en el interior de la cabina de aplicación, obliga a una limpieza, sino diaria al menos semanal.

3.5.2 Robots Rotativos

El sistema rotativo, como su nombre indica, se basa en una serie de brazos, en los que están emplazadas las pistolas, que giran respecto a un eje central. A diferencia del robot reciprocante cuyo movimiento es transversal, el robot rotativo confiere mayor ángulo de aplicación a las pistolas.

El robot de pulverización rotativo tiene un carrusel rotativo con corrección angular de pistolas. Suelen estar equipados con una noria rotativa de 2,4 u 8 pistolas y 1,2 0 3 circuitos independientes, para poder aplicar diferentes tintas o barnices sin necesidad de vaciar y limpiar el circuito.

El barniz o tinte pulverizado llega a todos los rincones de la pieza eliminando así las zonas muertas, a las que es difícil llegar con un robot reciprocante convencional. La baja altura de pulverizado contribuye a mejorar la precisión y el ahorro en producto aplicado obteniendo un acabado de la más alta calidad. Su efectivo sistema de limpieza consigue recuperar el 98% del producto posado sobre los flejes de acero o bien transporte de banda, disminuyendo el tiempo dedicado al mantenimiento de la máquina.

Figura 3.21.Cabezal de robot rotativo de 8 pistolas.

3.5.3 Robots Móviles

En este tipo de robots, la pistola está al extremo de un brazo articulado. Gracias a esto, la aplicación se puede hacer con una sola pistola en casi todos los ángulos y direcciones sobre la pieza a ser aplicada.

Como algo así sería más complicado de programar (en comparación, en el robot reciprocante solo hay movimiento lateral), una forma típica de hacerlo es “enseñar” al robot los movimientos realizados por un aplicador profesional al que se le ponen unos sensores que transmiten al robot los movimientos realizados. Con esto, si colocamos siempre la pieza en el mismo sitio y posición, el robot “recordará” cómo hacer la aplicación. Es muy utilizado en sillería, donde la geometría no permite más que la aplicación manual.

Figura 3.22. Robot móvil de brazo articulado.

3.6. FLOW COATING

La tecnología de aplicación por lluvia flow-coating presenta una serie de ventajas sustanciales que la convierten en el sistema más adecuado para efectuar la impregnación con productos protectores de base acuosa en los cerramientos externos de madera.
Sus ventajas principales son:

• simplicidad de funcionamiento
• eficaz penetración en el interior de la madera
• fácil cambio de producto o de color
• ningún desperdicio de producto
• alta velocidad de trabajo
• ninguna contaminación del ambiente de trabajo

Generalmente se aplica con productos base agua, para la aplicación de carpinterías expuestas al exterior, donde se exige una mayor durabilidad.  Se trata de dirigir numerosas proyecciones individuales de recubrimiento sobre el soporte a recubrir, a modo de lluvia o ducha. El soporte se colocar en las barras de una línea aérea dedos railes. Se desplaza horizontalmente y al llegar a la zona de aplicación, dotado con un sistema de boquillas rociadoras, que mojan abundantemente la pieza. El producto penetra en la madera. El excedente gotea y es recogido, filtrado y mezclado con recubrimiento fresco, para luego volver a utilizarse. Una vez aplicado, la pieza pasa a un secadero con aire forzado para acelerar el secado de la misma.

La razón principal para usar el procedimiento flow-coating es lograr una superficie lisa de alto espesor en una sola aplicación, en oposición a la aplicación de varias capas.

Figura 3.23. Sistema de aplicación Flow Coating.

El método de aplicación flow-coating puede ser utilizado para recubrir superficies multi-dimensionales de una gran variedad de formas. Es adecuado para piezas grandes o de formas extrañas que son difíciles o imposibles de aplicar por el método de inmersión .Este método posee las ventajas y limitaciones del proceso de inmersión en general, , sin embargo presenta la ventaja de no necesitar recipientes de gran tamaño y por tanto con gran volumen de material , para aplicar piezas de grandes dimensiones.

Ventajas de flow-coating sobre otros métodos de recubrimiento incluyen:

• la eficiencia de transferencia
• calidad
• rendimiento
• costo
• simplicidad de funcionamiento
• eficaz penetración en el interior de la madera
• fácil cambio de producto o de color
• ningún desperdicio de producto
• alta velocidad de trabajo
• ninguna contaminación del ambiente de trabajo

El proceso requiere un cuidadoso control de evaporación para obtener recubrimientos uniformes. Cuando se requiere el uso productos base agua, es necesario controlar la formación de espuma mediante los desaireantes y antiespumantes necesarios. Muy importante es el control de la viscosidad y del pH del producto, ya que generalmente el pH suele ser básico y las aminas presentes en la formulación suelen evaporarse, dependiendo de la temperatura y humedad relativa, por lo que hay que renovarlas a medida que el pH baje.

En el flow-coating, la posición en la que se cuelga la pieza es importante para su aspecto final. Se debe colocar de tal manera que permita el escurrido uniforme sin generar acumulaciones de material, para ello hay que evitar las superficies a 90º, donde el material no puede fluir. El ángulo adecuado es de 15º. También se suelen realizar perforaciones para facilitar la salida del material acumulado, en el caso de que la geometría de la pieza favorezca las acumulaciones de material.