Cataforesis: Qué es, características y ejemplos
Debido a las exigencias que afrontamos las empresas por parte de nuestros clientes, debido al mayor grado de conocimiento del servicio y de alta competitividad, las empresas hemos tenido que especializarnos e intentar proporcionar a nuestros clientes una ventaja competitiva que nos diferencia y cause la elección de nuestro servicio frente a otro.
Formamos parte de un sector especializado en pintura e intentamos ofrecer soluciones óptimas, maximizando el beneficio del cliente dado que mejoramos un paso de su producción.
A continuación, vamos a intentar explicarles de forma sencilla los conceptos más técnicos del sector.
Cataforesis, ¿en qué consiste este método de pintado de superficies?
La pintura por cataforesis es una electrodeposición catódica, técnica de pintado hidrosoluble. El proceso consiste en un proceso de pintado por inmersión, en el desplazamiento de partículas cargadas (pintura) dentro de un campo eléctrico, de cuyos polos, uno (cátodo) es la pieza a pintar y otro (ánodo) es un electrodo auxiliar (Cataforesis ≈ Desplazamiento hacia el cátodo).
La cataforesis, electrocoating (e-coat) o KTL, que se deriva de la terminología alemana Dische Kath-Tauch Lackierung; se aplica solo a piezas metálicas dado que permite la conducción de la corriente eléctrica para que se pueda generar la película de pintura uniforme garantizándose un pintado correcto, incluso en los interiores y cuerpos huecos, aportando una gran protección anticorrosiva y resistencia a deformaciones mecánicas (gravillonado, doblado, impactos, etc.…) y accediendo a lugares difíciles de pintar, permitiendo una mejora de calidad en el trabajo del empleado, incrementando su rendimiento y reduciendo su esfuerzo físico y posibles lesiones. Cada vez más empresas deciden introducir la cataforesis como forma de recubrimiento debido a su óptimo acabado y alta productividad.
Este proceso consiste en sumergir las piezas a pintar, en un baño de pintura diluida con agua, que mediante la aplicación de una corriente eléctrica y hasta una diferencia de potencial determinada se consigue el espesor de capa de pintura adecuado.
¿Cuáles son las características de este método?
- Disminución de los costes. La técnica de aplicación de la cataforesis es muy automatizada, lo que permite disminuir los rechazos.
- Evita la corrosión de las piezas.
- Incremento de la productividad dado que es una técnica automática y muy rápida,
- El rendimiento del material es muy superior a otros métodos como la pulverización de pintura en polvo o liquidas debido a sus perdidas mínimas.
- Uniformidad en los espesores
- Buen impacto medioambiental, reduce las emisiones
¿Condiciones necesarias para el pintado por cataforesis?
Las superficies a pintar han de ser conductoras, como comentábamos se necesita que la pieza sea metálica para que exista la conducción de corriente eléctrica. Además, las piezas a pintar deben someterse a un tratamiento que permita que la superficie quede uniforme, limpia y desengrasada, de forma que proporcionen un buen anclaje de la capa de cataforesis. Cuando se realice el baño de cataforesis debe estar en continua agitación, lo que permita una electrodeposición uniforme y que evite la sedimentación del baño. La aplicación de una corriente continua a la pintura entraña el transporte de la corriente por la migración de iones y partículas eléctricamente cargadas.
Los principales factores físicos que hay que tener en cuenta, y regular, para una correcta electrodeposición son el voltaje, la intensidad, el tiempo de electrodeposición, la temperatura y la agitación.
Todos estos factores físicos están interrelacionados entre sí, de tal modo que la variación de algunos de ellos implica el ajuste de los demás. La obtención de unas condiciones de electrodeposición óptimas implica definir muy bien los valores de estos parámetros.
En relación con el voltaje y la intensidad de la corriente, sabemos por la ley de Ohm que están relacionadas por la corriente que fluye y la diferencia de potencial establecida en un conductor metálico. En lo referente al tiempo, influye el espesor de película y el poder de penetración. Durante el tiempo de electrodeposición se genera calor, ya que parte de la energía eléctrica se disipa en energía térmica, de modo que la temperatura tiende a aumentar. Esto debe controlarse y limitarse para obtener una correcta electrodeposición esto se realiza mediante agua subenfriada a través de un intercambiado. La temperatura óptima depende del tipo de pintura. Temperaturas altas de aplicación originan pérdidas de disolventes y habrán de hacerse ajustes frecuentes sobre la pintura. En situación extrema se llega a ruptura de película y la degradación de la resina contribuyente de la pintura. Temperaturas bajas originan electrodeposiciones demasiado lentas y defectos de aspecto.
En relación con la agitación, es necesario la correcta electrodeposición. Es necesaria para producir una correcta electrodeposición. Un baño poco agitado, debido a las bajas viscosidades empleadas tiene tendencia a que sedimenten sus componentes pigmentarios. Una agitación demasiado fuerte, origina turbulencias y afecta a la velocidad de electrodeposición.
Algunos ejemplos de trabajos nuestros empleando la técnica de cataforesis
Diferencia entre pintura en polvo y pintura líquida
Debido a las exigencias que afrontamos las empresas por parte de nuestros clientes, debido al mayor grado de conocimiento del servicio y de alta competitividad, las empresas hemos tenido que especializarnos e intentar proporcionar a nuestros clientes una ventaja competitiva que nos diferencia y cause la elección de nuestro servicio frente a otro.
Formamos parte de un sector especializado en pintura industrial para diferentes sectroes, e intentamos ofrecer soluciones óptimas, maximizando el beneficio del cliente dado que mejoramos un paso de su producción.
En la píldora técnica de hoy, les vamos a intentar explicar de forma clara y concisa el concepto de pintura desde una perspectiva más técnica y la existencia de otras técnicas de pintura aparte de las comúnmente conocidas.
Habitualmente solemos oír que nuestros familiares, amigos o vecinos se disponen a pintar su casa y generalmente lo asociamos con un proceso muy manual y accesible para casi todos. Además, el pintar un mueble, una habitación o una puerta, lo unimos a pigmentos líquidos e instrumentos fáciles como un rodillo o una cubeta.
Diferencias entre recubrimiento pintura en polvo y pintura líquida
A niveles industriales en los que se exige mayores niveles de automatización para aumentar el rendimiento productivo de la empresa, se ha propagado la técnica de pintura en polvo y líquida. Algo que creemos importante mencionar es que el pretratamiento es igual en ambas
técnicas. Es crucial que cualquier residuo de suciedad que haya en la pieza se elimine para que no interfiera con la adherencia de la pintura en la pieza y pueda afectar a la calidad del resultado final. En muchos lugares encontramos la pintura líquida referida como pintura húmeda y la pintura en polvo como pintura electrostática. La pintura en polvo se ha propagado en aquellos trabajos los cuales se espera un resultado en la pieza con un especial cuidado. Aporta una apariencia compacta y de calidad. Al adherirse el polvo en la pieza, se obtiene un resultado más prieto, con mayor grosor y elimina el efecto de la corrosión y como consecuencia dura la pintura intacta más tiempo, logrando un resultado más resistente. Este ultimo hecho, la resistencia, permite que las inclemencias del tiempo como la lluvia, el viento, los rayos ultravioletas o la alta temperatura no afecte al acabado de la pieza. Además, no suelen presentar rayaduras y si se producen golpes no afectan a la pintura.
La pintura en polvo suele emplearse en piezas metálicas para reducir el efecto de la corrosión, por tanto, obteniendo dos objetivos en una misma técnica. En cambio, si pintásemos una pieza metálica con pintura líquida, se podría perfectamente y el acabado es prácticamente igual pero no estaríamos reduciendo el efecto de la corrosión en la pieza como si lo hubiésemos hecho con pintura en polvo. La pintura en polvo es como materia prima más económica que la líquida, reduciendo los costes de la empresa significativamente. Otra de las cualidades de este procedimiento es el que se considera más ecológico, está catalogada como pintura ecológica y muestra un impacto ambiental bajo dado que los solventes no están presentes ni en el proceso de aplicación ni en el de fabricación. la pintura húmeda contiene solvente, pero el recubrimiento en polvo no.
La pintura húmeda contiene solvente, pero el recubrimiento en polvo no. El solvente en pintura húmeda mantiene todos los otros componentes en forma de líquido suspendido. En contraste, el recubrimiento en polvo se aplica como un polvo seco y se cura
mediante calor. Con lo cual, una de las principales diferencias es que la pintura líquida lleva solvente y en polvo no. Existen materiales como el plástico, que no aceptan la técnica de pintura en polvo por la naturaleza de la materia, por tanto, no quedaría otra opción que la pintura liquida.
¿Cómo se aplica cada proceso?
La pintura en polvo, mediante una pistola electroestática se aplica. Su función es darle al polvo la carga negativa que necesita para ser atraído por la parte positiva de la pieza metálica, situada en tierra. Con lo cual, de forma rápida y uniforme se consigue un excelente resultado. Tras haber pintado la pieza, se coloca en un horno de curado en donde se producen las uniones térmicas consiguiendo que el polvo se gelifica. La pintura líquida, mediante un spray se aplica, por profesionales altamente cualificados en la materia, para evitar goteos, dado que su aplicación es más compleja. También tiene el componente electroestático, pero con menor impacto. Tras pintar, se puede secar la pintura en un horno de curado como la técnica explicada anteriormente o bien puede secarse al aire.
En nuestras instalaciones disponemos de cabina para que puedan venir a ver que dimensiones pueden llegar a tener y conozcan de primera mano el proceso. Si usted está pensando en incorporar el proceso de pintura en su cadena de producción, no dude en consultar con nosotros. Le proporcionaremos de forma personalizada la solución que necesita, diseñamos, fabricamos y montamos la instalación en casa del cliente.
Cabinas de pintura para la industria automotriz
Cuando hablamos de cabina de pintura nos tiene que venir a la cabeza un recinto cerrado en el que suele haber sobrepresión y el aire que circula es caliente.
La cabina de pintura es un espacio cerrado donde se inserta el vehículo o la pieza. Suele verse de forma regular en los talleres de pintura. Se ha vuelto una herramienta indispensable por los múltiplos de beneficios que tiene, aparte de la calidad del acabado que presenta sino desde una perspectiva de seguridad tanto laboral como ambiental, dado que reduce la emisión de partículas de pintura y compuestos orgánicos al aire.
El objetivo del diseño de la cabina es que pinte y seque en el menor tiempo con la mayor calidad posible. Con lo cual, en un mismo lugar se cumplen dos funciones distintas. En relación con la función de cabina, para que sea estanca se necesita sobrepresión y para ello se inyecta aire previamente filtrado. El ventilador de extracción ayuda a sirve para evacuar el aire más fácilmente en el proceso de pintado. En relación con la función que cumple de horno, se integra el sistema de recirculación de aire para recuperar el calor interior de forma que se homogeniza la temperatura en el interior.
Tipos de cabina de pintura
Existen diferentes tipos de cabina, si bien es cierto que el funcionamiento de las mismas es para todos igual, lo que cambia son las exigencias del taller donde se ubica la cabina. Pueden variar los caudales de aire, el equipo de depuración, etc.
Cabinas de infrarrojos
Este tipo de cabina es conocido por la reducción del tiempo de secado, siendo el idóneo para aquella persona interesada en aumentar la productividad de su empresa. Su principal diferencia es que seca de forma inversa del formato tradicional, esta forma seca de dentro
hacia fuera. Consiste en que el vehículo o la pieza se introduce en la cabina, de forma que la pantalla emisora de radiación emite los rayos sin elevar la temperatura. La película de pintura de acabado apenas absorbe energía esta es atravesada por completo y llega hacia la superficie o chapa pintada la cual si absorbe la radiación y se calienta.
Cabinas – hornos de pintura.
La pieza que ya ha sido previamente pintada se introduce en la cabina. Habitualmente suele emplearse ambas funciones en la misma cabina, como comentaba anteriormente, en la que en la primera
fase se pinta la pieza y en la segunda fase se seca. Suele encontrarse entre los 18ºC o superiores en el caso de querer acelerar el proceso de secado, en ese caso entre 30 hasta 60ºC.
Mientras se está pintando la pieza, las turbinas de impulsión y de extracción realizan un barrido interno de aire limpio desde la admisión, eliminando las partículas de polvo cuando el aire limpio pasa a través de los primeros filtros, entonces el aire limpio es enviado a la parte
superior del plenum (techo) de la cabina. El aire ha sido previamente filtrado por los filtros de algodón, fluye hacia abajo desde la parte superior y se descarga hacia fuera de la cabina por las rejillas del suelo al basamento. Durante el proceso, el interior de la cabina mantendrá una sobre presión en todo momento para evitar que entre el polvo.
El techo de las cabinas está compuesto por marcos metálicos, suelen ser individuales para que si se tienen que sustituir y reparar sea más fácil. Los marcos fijan la manta filtrante e incorporan una junta de estanqueidad perimetral para que se quede fijo y no pueda pasar el polvo.
Transferencia de calor
Es una técnica que consiste en transferir energía en forma de calor entre diferentes partes de una pieza o entre diferentes piezas. El calor puede ser transferido mediante 3 procesos convección, radiación o conducción, estos procesos pueden realizarse simultáneamente o también puede ocurrir que solo se de uno de ellos.
En nuestra empresa disponemos de un departamento de ingeniería especializados en el diseño de las cabinas. Somos ingeniería de alto componente innovador. Más de 35 años de experiencia en el sector del diseño, fabricación, montaje y puesta en marcha de instalaciones para el tratamiento y pintado de superficies.
Apostamos por la integración global de todos los procesos, desde el diseño hasta la puesta en marcha y la mejora continua y por ello disponemos de la mejor tecnología del mercado.
Sistemas de tratamiento de superficies: ¿Qué tipos existen y por qué son importantes en el recubrimiento?
El hecho de que vivamos en un mundo globalizado ha permitido que el consumidor tenga el poder de exigir, dada la gran cantidad de opciones a las que puede recurrir. El efecto de que la economía esté globalizada a permitido el acceso a nuevos competidores. Con lo cual, tenemos que proporcionar mejores características que nos diferencien del resto.
Antiguamente el pintado industrial se realizaba con un enfoque decorativo y por tanto no invertían en pintura de buena calidad. Actualmente, el consumidor cada vez más exige productos más competitivos, de mayor calidad a un menor precio. Otro factor que ha influido son las normas, que se han ido generando a lo largo de la historia industrial y ha velado por la seguridad del consumidor cada vez con más restricciones y niveles de control. Las necesidades y requisitos de resistencia a la corrosión, resistencia al impacto y a los agentes química hacen que nos encontremos técnicas y métodos de trabajo completamente diferentes a las prácticas anteriores. Nuestra filosofía es la de aplicar siempre la mejor calidad posible con las técnicas mas novedosas del mercado.
La práctica habitual es la de primero realizar el pretratamiento del acero. Los pasos seguidos dependen de muchos factores. Existen muchas formas de que se produzca la limpieza, pero el objetivo final es el de eliminar el resto de impurezas y aceites que pueda tener la pieza, para permitir que se adhiera bien la pintura a la pieza y si por el tipo de pieza que produce el cliente lo requiere proporcionarle a la pieza un tratamiento anticorrosivo previo a la pintura. No obstante, una de las funciones de la pintura además de la decoración es recubrir la pieza permitiendo que sea más longeva en el tiempo.
Las formas más habituales de tratar la pieza podrían ser:
- Uso del tricloroetileno. Es una sustancia organoclorada. Se usa principalmente como solvente para eliminar grasa de partes metálicas, aunque también es un ingrediente en adhesivos, líquidos decapantes de pintura, para corregir escritura a máquina y quitamanchas. Actualmente y ante el problema de emisiones de disolventes al medio ambiente y los controles de seguridad e higiene en las empresas se está dejando de usar. Consiste en un método de condensación en un tanque. La resistencia en el tanque calienta el derivado clorado más comúnmente utilizado (Percloro) y genera una neblina de vapor de solvente que cuando entra en contacto con el material, por efecto de la condensación se limpian las piezas. El solvente gotea en el fondo del tanque y se recicla nuevamente.
- Sistemas de tratamiento mediante abrasión, también conocido como granallado. Es una técnica de tratamiento superficial por impacto con la que se puede conseguir un excelente grado de limpieza y un correcto acabado superficial en una amplia gama de piezas metálicas y no metálicas. En general, podemos decir que el granallado es el bombardeo de partículas abrasivas a alta velocidad, que impactando con la pieza elimina los residuos que pueda haber en ella.
- Cuando la demanda del mercado hace que la calidad del recubrimiento sea mayor, es necesario ingresar al sistema de protección química mediante conversión o filiforme. Entre estos identificamos el sistema phosgreen, que sustituye al sistema desengrasante en fase gaseosa, que no solo puede eliminar la grasa a la perfección, sino también tratar químicamente la superficie para asegurar una perfecta adhesión al material. Además de este, se encuentran los tratamientos químicos en sistemas automáticos. Se basa en que el lavado cuando se limpia es por aspersión y con productos alcalinos y calientes. Posteriormente a este paso se pasa a limpiar con ácido fosfórico.
Historia de la pintura en la automoción
Durante los diez primeros años del siglo XIX aparecieron los primeros vehículos. Desde los comienzos ha evolucionado el proceso de pintura para intentar obtener un proceso más respetuoso con el medio ambiente, de forma que al principio se utilizaban productos naturales y actualmente polímeros de alta tecnología.
En las primeras décadas del siglo XX, el proceso de pintura se basó en la misma técnica y que se utilizaban para la madera en ese momento, la limitación que tenían era que solo producían color negro, aunque con un buen resultado. Según Henry Ford decía: ''Siempre que quiera que sea negro, el cliente puede configurar el color de su coche con el color que desee''; La aplicación de estos líquidos es engorrosa y requería mucho tiempo de secado, lo que creaba un cuello de botella en el proceso.
La aplicación de los barnices se remonta a los carruajes de caballos donde, en sus inicios, se usaban grasas animales. Posteriormente, se utilizaban las ceras y los aceites para ayudar a sellar el recubrimiento de las piezas de madera, donde se colaba el agua y no se veía. De tal forma permitía que la pieza permaneciese seca. Como consecuencia del uso de ceras quedaba un brillo en la pieza que hasta entonces desconocían y les gustó el resultado. No obstante, se tenía que replicarle frecuentemente ya que sus propiedades protectoras se perdían con el tiempo. Toda esta “tecnología” era aplicada a los primeros coches de la época que iban sustituyendo a los carruajes y que montaban marcos de maderas con capas similares.
Más adelante la industria de la automoción va evolucionando y realizando automóviles de más calidad, introduciendo la carrocería metálica, generalmente de tipo ferroso, la cual debía estar recubierta para evitar su deterioro, y a pesar de que al principio algunas partes eran galvanizadas pronto se dieron cuenta de la doble función que tiene la pintura, aparte de pintar y decorar, protege la pieza, todo al mismo tiempo. El hecho de que no existiesen productos que fueran de fácil aplicación, que durasen en el tiempo y que además su secado fuese rápido, hizo que la eficiencia de la producción fuese muy poca. En 1923, E. I. DuPont de Nemours desarrolla los sistemas de laca basadas en nitrocelulosa, la cual ofrece una gran cantidad de colores y su aplicación es muy sencilla, por medio de pistolas, uno de los grandes avances del momento. Sin embargo, la consecución de las propiedades deseadas no era tan sencilla ya que necesitamos aplicar entre 3 y 4 capas para obtenerlas, además de no ser resistente a disolventes químicos.
Las pinturas basadas en nitrocelulosa supusieron un gran avance para el proceso de aplicación ya que pasó a ser pulverizada, lo que conllevaba un tiempo de secado más corto. La química a los pocos años trajo los esmaltes alquídicos, concretamente a lo largo de la década de 1930. Estos eran derivados de la glicerina que se procesaba a partir de grasas animales y vegetales. A partir de la creación de los esmaltes alquídicos, se crea la primera etapa donde podemos reconocer como el proceso moderno de pintado en la industria de automoción. Dichos esmaltes ofrecían una cantidad de colores aceptable y un brillo de buena calidad para la época, mejorando la aplicación y la rapidez en el secado. Tras la Guerra Mundial, la tecnología se desarrolló de forma sorprendente y la química por tanto no iba a ser menos. Se desarrolló el OEM (original equipment manufacturer) y el repintado industrial ofreciendo un tiempo de secado muy rápido en comparación a los inicios, lo que hizo que el proceso de pintura dejase de ser el problemático cuello de botella que era, haciendo que la productividad de las líneas mejorara notablemente.
A partir de 1957, hubo una gran demanda de automóviles. En aquel momento la laca acrílica fue cogiendo protagonismo, por sus colores metálicos y brillos diferentes. Los esmaltes superaron a los barnices eliminando el pulido necesario que se necesitaba una vez secado para obtener un alto brillo, además de mejorar la resistencia a los rayos ultravioletas. La mejora de los métodos de aplicación y el aumento de la durabilidad en el aspecto hizo que los usuarios se beneficiaran. Alrededor de los años setenta se introdujo el uso de catalizadores los cuales aumentaban el rendimiento hasta un 50% más, mejorando los acabados y realizando un proceso muy parecido al actual de “capa base y capa transparente”.
El sistema de pintura de capa final se dividió en una capa base de esmalte pigmentado, seguido de un acabado de esmalte trasparente, La clave de esa tecnología fue el desarrollo de una capa trasparente de materiales con durabilidad superior para todos los climas. Este
sistema en sus inicios era prohibitivo y como es de suponer se utilizaba en algunos constructores de gama alta. A lo largo de la década de 1980, este sistema se ha popularizado y ahora se ha convertido en el sistema más común en el proceso de pintura.
Los beneficios de este sistema de dos niveles son muchos. El brillo ha aumentado, lo que no se compara con ningún otro sistema de pintura. También permite que se agreguen absorbentes de UV a la pintura para proteger las imprimaciones y los pigmentos de la oxidación.
Actualmente se intenta buscar la sinergia entre calidad, el control de los costes y la sostenibilidad.