Pigmenttipastan viskositeetti pinnoitteissa: leikkausvoiman pitäminen hallinnassa keraamisilla pyörivillä lohkopumpuilla
Pinnoitetehtaissa pigmenttipastan siirtäminen säiliöstä toiseen näyttää päivän vähiten kiinnostavalta osalta. Se voi myös olla syynä siihen, että erästä tulee heikko kiilto, huono piilotus tai väri, joka ei vastaa viimeistä ajoa. Pigmenttipastan viskositeetti muuttuu leikkausvoimalla, ja pumppu yleensä käynnistää tämän muutoksen. Siirtolaitteet, toisin sanoen, ovat osa muotoilua, kohteleeko joku niitä niin tai ei. Se muokkaa erästä-eriin-väriä, hienouden stabiilisuutta ja tiksotropiaa.
Pigmenttihiukkasten on oltava deagglomeroituja, dispergoituja ja orientoituja. Dispergointiaineet käärivät hiukkaset ja aiheuttavat sähköstaattista hylkimistä tai steeristä estettä. Tämä kerros pitää tahnan vakaana. Se ei ole tuhoutumaton. Riittävän korkeat työntöleikkausnopeudet-30 000 s⁻¹ on yleinen teollisuuslinja, ja jo erotetut hiukkaset voivat kasautua takaisin yhteen tai dispergointiainekerros voidaan vetää pois. Dispersion laatu laskee. Pumpussa ei näytä olevan mitään vikaa. Pinnoite näyttää sen myöhemmin: vähemmän kiiltoa, heikompi peitto, väri on liikkunut.
Keskipakopumpuissa ongelmat yleensä alkavat. Nopeasti-pyörivällä siipipyörällä on suuri kärkinopeus, mikä aiheuttaa voimakasta leikkausta tahnaan. Samalla virtausnopeudella keskipakopumppu tuottaa usein yli 45 000 s-1 leikkausnopeuksia. Pyörivä lohkopumppu voi pysyä lähellä 12 000 s⁻¹. Kun tahna on yli 5 000 mPa·s, keskipakopumppu ei ole vain tehoton; se lisää jatkuvasti leikkausenergiaa, jota tahna ei kestä. Hammaspyöräpumput eivät myöskään ole puhdas vastaus. Kiinnitysvälys aiheuttaa paikallista leikkausvoimaa, joka voi ylittää tahnan rajan.
Keraaminen pyörivä lohkopumppu toimii eri periaatteella. Se on positiivista siirtymää. Kaksi keilaa pyörivät synkronoidusti ja aiheuttavat liikkuvan tilavuuden muutoksen kammioon. Tuote työnnetään läpi, ei heitetään. Loikot eivät koskaan kosketa toisiaan tai kammion seinää. Välit ovat yleensä 0,1-0,5 mm. Virtaus kammion läpi on pehmeää, eikä siipipyörän kärjessä ole turbulenssia. Keilan nopeus on tyypillisesti 200 - 500 rpm; keskipakopumppu voi käydä noin 2900 rpm. Tuote pysyy lähellä laminaarista, ja leikkausnopeus voidaan pitää noin 10 - 50 s⁻¹. Keskipakopumput käyvät yleensä 1 000 - 10 000 s⁻¹.
Leikkausnopeus ja leikkausvoima eivät ole samoja. Leikkausnopeus on se, kuinka nopeasti nopeusgradientti muuttuu nesteessä. Leikkausvoima on se, mikä itse asiassa vaikuttaa pigmenttiagglomeraatteihin. Alhainen nopeus alentaa leikkausnopeutta, mutta todellinen suoja tulee keilaprofiilista. Evoluuttiset tai sykloidiset muodot puristavat tuotetta vähitellen sen sijaan, että se iskeisi siihen. Agglomeraatit muotoutuvat hitaasti pikemminkin kuin äkillisesti. Jos tahna on jo levitetty, erolla on merkitystä.
Keramiikka auttaa toisella tavalla. Titaanidioksidia tai rautaoksidia sisältävä pigmenttitahna on hankaavaa. Metallipumput kuluvat, keilat ja kammion seinämät menettävät materiaalia, välykset avautuvat ja leikkauskäyttäytyminen muuttuu. Keraaminen vuoraus voi saavuttaa Vickersin kovuuden yli 1600 HV. Se kestää kulumista kolmesta viiteen kertaa paremmin kuin runsas-kromivalurauta, ja hankaavassa käytössä se kestää neljästä kuuteen kertaa pidempään kuin perinteinen metallipumppu. Leikkausparametrit pysyvät vakaina pumpun ikääntyessä. Keramiikka ei myöskään huuhdo metalli-ioneja, mikä on tärkeää erittäin-puhtaissa pinnoitteissa, joissa rautakontaminaatio voi muuttaa pigmentin sävyä tai horjuttaa järjestelmää.
Käynnistys- ja käyttöasetuksella on merkitystä myös alhaisella{0}}leikkauspumpulla. Pigmenttipastalla on usein korkeampi näennäinen viskositeetti liikkumattomana. Suoraan täydelle nopeudelle siirtyminen voi aiheuttaa paineen vaihteluita kammiossa ja lyhyen paikallisen leikkauspiikin. Taajuusmuuttaja, jossa on lineaarinen ramppi, nostaa nopeutta hitaasti. Jos väritahna on yli 5 000 mPa·s, pidä huippunopeus lähellä 200 rpm. Purkauspainetta on myös tarkkailtava. Liian suuri vastapaine pakottaa lisää virtausta keilan-kammion{11}}välykseen, ja paikallinen leikkausvoima pahenee.
Putket jäävät huomiotta. Liitä leikkurit vain virtaamalla putken läpi. Kyynärpäät, supistimet ja venttiilit luovat suuria-leikkausvyöhykkeitä muuttamalla nopeutta. Monimutkainen poistolinja voi lisätä leikkausvoimaa, vaikka pumppu on hellävarainen. Suorat juoksut ja vähemmän kiinnikkeitä pienentävät riskiä.
Pigmenttipastan siirtäminen ei ole kysymys "jos se liikkuu, se toimii". Viskositeetti reagoi leikkausvoimaan, joten siirtolaitteistosta tulee osa lopputuotteen suorituskykyä. Keraaminen pyörivä lohkopumppu ei poista leikkausta. Se pitää leikkausvoiman siinä, mitä tahna kestää, ja materiaalit ja geometria pitävät tämän hallinnassa ajan myötä.
