27 Juin 2018  |  Traitement de surfaces
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 04/2018

Des processus de peinturage et de revêtement performants

Lorsqu’il est question de processus de peinturage et de revêtement, l’objectif est évident: réduire les coûts unitaires des pièces traitées. Cela n’est réalisable qu’à la condition d’obtenir la qualité de surface définie et une forte productivité pour une consommation de matériel et d’énergie aussi réduite que possible.

Le peinturage est une technique générique à laquelle pratiquement aucune branche ne peut se soustraire pour la fabrication de ses produits. Le peinturage ou le revêtement des substrats en métaux, en matières synthétiques, en bois et matériaux dérivés du bois, en verre ou en matériaux composites, doit répondre à des exigences fonctionnelles, décoratives ou tactiles des plus diverses, pour une qualité bien précise.
Des spécifications personnalisées et un niveau de durabilité toujours plus élevé, tels sont les autres défis que les entreprises du secteur du peinturage doivent relever. Parallèlement, la pression croissante exercée par la concurrence exige de diminuer les coûts unitaires par pièce à peindre ou revêtir. Une utilisation aussi optimisée que possible des ressources mises en œuvre en matériel et en énergie devient capitale en vue de réaliser cet objectif. Des approches pour la réalisation d’économies se concrétisent tout au long de de la chaîne de processus.
 
Les nouveaux pistolets de vaporisation électrostatiques permettent d’augmenter le rendement de l’application de peinture liquide, qu’elle soit manuelle ou automatisée.(Photo: Wagner Group)
 
 
Simulation du prétraitement jusqu’au séchage
La qualité et la rentabilité des processus de peinturage sont fondamentalement dépendantes de l’interaction optimale entre les différents composants techniques et la peinture. Les innovations et perfectionnements réalisés dans le secteur de la simulation numérique permettent aujourd’hui de reproduire virtuellement toutes les étapes du processus de peinturage.
C’est ainsi qu’il est possible de modéliser, par exemple, le comportement à l’entrée et à la sortie du prétraitement, l’application par des systèmes pneumatiques, électrostatiques, sans air et à rotation rapide, le flux d’air dans la cabine, la formation du film, le comportement du film de peinture et l’épaisseur de la couche, les brouillards de peinture, la diffusion du solvant, ainsi que le séchage. La mise en œuvre des outils de simulation adaptés rend ce procédé rentable pour les petites entreprises également, dans le but de concevoir des processus de peinturage performants ou d’optimiser les installations existantes.
 
Les systèmes poudre sur poudre permettent un revêtement sans réticulation intermédiaire. Il en résulte des économies d’énergie et des durées de procédé plus courtes.(Photo: Frei Lacke)
 
 
Optimiser les peintures
Il n’est pas rare d‘être en mesure de réaliser une économie substantielle de matériel grâce à l’utilisation d’un nouveau système de peinture. On dispose ainsi aussi bien de peintures liquides, que de peintures en poudre, permettant de répondre aux exigences de qualité du revêtement.
Parmi les peintures en poudre, par exemple, les solutions appelées «poudre sur poudre» permettent une application sans passer par une réticulation intermédiaire très coûteuse en énergie. De nouveaux systèmes sont également présentés pour les processus techniques du «mouillé sur mouillé». Ceux-ci permettent de réaliser non seulement une réduction des cycles de processus, mais aussi de réduire les coûts de fabrication, tout en augmentant la productivité sans la moindre perte de qualité. Une réduction sensible des coûts s’obtient aussi avec les peintures dont le séchage, voire la réticulation, s’effectuent à des températures moins élevées.
 
Les scanners laser pour l’analyse des contours permettent le positionnement exact des pistolets en fonction de la pièce, ainsi que l’adaptation des paramètres de revêtement pour la mise en œuvre automatisée de peinture en poudre. (Photo: GEMA)
 

Augmenter le taux de recouvrement, minimiser les pertes
Pour réaliser des économies substantielles dans le processus de peinturage, il est impératif d’éliminer les sources potentielles de pertes, telles que les brouillards de vaporisation ou la survaporisation des pulvérisateurs ou les pertes lors du changement de peinture au moment de l’application, ainsi qu’au niveau de l’alimentation en peinture. Cela est fréquemment réalisable par le biais de transformations ponctuelles.
Une bonne stratégie consiste à augmenter le rendement de l’application par le biais d’une formation du jet adaptée à la géométrie de la pièce, à utiliser des pistolets de peinture et des vaporisateurs à rotation rapide assistés électrostatiquement, qui permettent, par exemple, de régler la largeur du jet.
Une orientation optimale du système d’application par rapport à l’objet exerce également une influence importante sur l’efficacité du matériel. Pour les peintures liquides comme pour les revêtements par poudre, des systèmes de scanner laser captent avec précision les contours de l’objet à revêtir, puis traduisent ceux-ci avec précision par le biais d’un logiciel 3D, en une forme numérisée précise de la pièce, que la commande du système pourra exploiter, permettant ainsi de positionner avec exactitude les axes des pistolets et d’adapter les paramètres d’application.
 
Par sa technologie étagée, la nouvelle solution en carton pliable pour la séparation sèche, se charge de l’arrière vers l’avant en brouillard de peinture, ce qui permet une capacité d’absorption près de quatre fois plus élevée. (Photo: Neufilter)
 

Le rôle de l’alimentation de la peinture
L’alimentation de la peinture joue également un rôle essentiel. Un équipement défini de manière optimale permet d’éviter les erreurs de revêtement, de simplifier et d’optimiser les processus, ainsi que de minimiser les coûts de production.
L’industrie propose notamment des systèmes de malaxage mécaniques et gérés par électronique, adaptés à la proportion toujours croissante des peintures à deux composants lors du revêtement de substrats en métal, de matières synthétiques et de bois. Ils assurent la précision du dosage des composants et un malaxage homogène de la peinture. Par ailleurs, le mélange n’est effectué qu’avec la quantité exacte de peinture nécessaire.
Après l’application de la peinture ou après un changement de couleur, seuls les éléments de l’installation alimentés par les matières mélangées devront être rincés. Il en résulte une réduction significative des pertes de peinture et de la consommation de produits de nettoyage.
 
Le séchage aux infrarouges représente une solution alternative ou complémentaire convenant aux pièces sensibles à la chaleur. (Photo: Heraeus)
 
 
Cabines de peinturage et unités de séchage – les principaux consommateurs d’énergie
La tendance en faveur de l’application automatisée au moyen de robots de peinturage reste toujours aussi forte. Rien d’étonnant, car en effet, outre les économies de matière qu’ils permettent de réaliser, les robots assurent une plus grande reproductibilité du résultat de peinture et une réduction des rebuts.
L’effet positif de l’économie réalisée par l’application automatisée résulte de la transition du système d’évacuation d’air et d’alimentation d’air frais vers un conditionnement d’air des cabines de peinture par un système de circulation d’air. Cela permet une économie d’énergie de 60 à 70 %.
Dans les cabines de peinture pour application manuelle, la consommation d’énergie peut être réduite, notamment, par une circulation d’air optimisée et une quantification précise du volume d’air, ainsi que par la récupération de la chaleur de l’air évacué. Le rinçage à l’eau classique des brouillards ou survaporisations de peinture consomme également beaucoup d’énergie et d’eau. Les systèmes de séparation sèche sont alors tout indiqués pour réaliser des économies.
Diverses solutions sont proposées. Ces systèmes fonctionnent avec différents concepts de séparation, par brosses, électrostatique, poudres ou basés sur des structures spéciales en carton, par exemple.
Parallèlement au conditionnement et à la séparation des brouillards de peinture, les installations de séchage comptent parmi les plus grands consommateurs d’énergie du processus de peinturage. Dans le domaine du séchage de peinture conventionnel, un flux d’air optimisé passant par des zones de sas et de tunnel, ainsi que le perfectionnement des dispositifs de chauffage et des systèmes de récupération de chaleur perdue, assurent une gestion optimisée de l’énergie.
Le séchage aux infrarouges représente une solution alternative ou complémentaire. Il convient également pour les pièces sensibles à la chaleur. Le rayonnement pénètre dans la matière et sèche le film de peinture de l’intérieur vers l’extérieur. Ce procédé évite la formation d’une fine peau ou de bulles en surface, et accélère le séchage. Il en résulte fréquemment des lignes de séchage plus compactes et des processus de peinturage plus rapides.
 
Le bon choix du procédé
La condition préalable pour un processus de revêtement performant en matière de matériel et d’énergie, pour des coûts unitaires aussi réduits que possible, est le bon choix du procédé. Qu’il s’agisse de peinturage liquide, de revêtement par peinture-poudre, de peinture UV ou même d’une combinaison de divers procédés, le choix dépendra de la pièce à peindre, de la qualité exigée et de la souplesse requise. De nos jours, l’importance de l’enjeu justifie certainement de remettre en question les procédés utilisés depuis des années, voire même depuis des décennies, et de les confronter à des solutions novatrices.
 
Auteur: Doris Schulz
 
PaintExpo – Le salon des technologies de peinture industrielle
Le salon PaintExpo ouvrira ses portes du 17 au 20 avril 2018 au parc des expositions de Karlsruhe. Ce salon des technologies de peinture industrielle couvre la totalité de la chaîne des processus et offre une vue globale des développements les plus récents dans les domaines de la peinture liquide, du revêtement par peinture-poudre et du coil coating, et ce du prétraitement jusqu’au contrôle de qualité.
La gamme des produits présentés comprend les installations pour le revêtement par des peintures liquides et peintures en poudre, par procédé UV, par immersion et coil-coating, les peintures pour tous les procédés, les systèmes d’application et les pistolets vaporisateurs, les techniques d’automatisation et de mécanutention, de nettoyage et prétraitement, de séchage et de durcissement, l’ingénierie de l’environnement, la technique de l’air comprimé, les systèmes de ventilation et d’épuration de l’air, le traitement des eaux usées, le recyclage et l’élimination, les accessoires, le masquage, la technique de mesure et de contrôle, l’assurance qualité, le marquage, le délaquage, l’enduction à façon, les services et toute la documentation spécialisée.
Pratiquement tous les grands fournisseurs de techniques de peinturage participent à ce salon. L’offre complète et représentative du salon permet une information ciblée et détaillée, ainsi qu’une comparaison directe des différents systèmes et procédés. De plus amples informations ainsi que la liste des exposants figurent sur le site www.paintexpo.de.
 


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