Sơn hàng loạt bằng các phương pháp ngoài sơn phun

Khi nghe đến sơn, nhiều người nghĩ ngay đến sơn phun.

Phun sơn bằng súng.
Người thao tác quan sát sản phẩm trong khi sơn.
Sơn bằng súng tự động hoặc robot.
Sơn trong buồng sơn, rồi làm khô trong lò sấy.

Đây là phương pháp thường dùng trong sơn công nghiệp.

Tuy nhiên, phương pháp sơn không chỉ có sơn phun.

Khi xem xét hình dạng sản phẩm, sản lượng, yêu cầu độ dày màng sơn, yêu cầu ngoại quan, gánh nặng của người thao tác và lượng sơn hao hụt, các phương pháp ngoài sơn phun có thể mang lại hiệu quả.

Các phương pháp tiêu biểu gồm những phương pháp sau.

• Sơn nhúng
• Sơn quay
• Sơn màn chảy

Các phương pháp này không phun sơn dưới dạng sương như sơn phun, mà sơn bằng cách nhúng sản phẩm vào sơn, quay sản phẩm hoặc cho sản phẩm đi qua một màn sơn.

Chúng không phù hợp với mọi sản phẩm.
Tuy nhiên, nếu điều kiện phù hợp, có thể sơn hiệu quả hơn, ổn định hơn và giảm gánh nặng thao tác so với sơn phun.

Điều quan trọng không phải là lựa chọn vì “trước giờ vẫn sơn phun”, mà làchọn phương pháp sơn phù hợp với hình dạng sản phẩm và điều kiện sản xuất.

1. Sơn phun không phải lúc nào cũng tối ưu

Sơn phun là phương pháp sơn có tính ứng dụng rất rộng.
Phương pháp này dễ đáp ứng hình dạng phức tạp và cũng phù hợp với sản xuất nhiều chủng loại, số lượng ít.

Mặt khác, sơn phun cũng có những vấn đề sau.

• Sương sơn phát tán
• Phát sinh sơn phun vượt ra ngoài vật cần sơn
• Dễ hao hụt sơn
• Dễ xuất hiện khác biệt do tay nghề người thao tác
• Dễ xuất hiện biến động độ dày màng sơn
• Cần vệ sinh buồng sơn
• Tư thế thao tác gây gánh nặng lớn cho người lao động
• Cần quản lý mùi và phơi nhiễm dung môi

Đặc biệt, khi sơn hàng loạt chi tiết có hình dạng đơn giản hoặc chi tiết nhỏ, sơn phun chưa chắc là phương pháp hợp lý nhất.

Tùy sản phẩm, việc xem xét sơn nhúng, sơn quay hoặc sơn màn chảy có thể giúp đơn giản hóa quy trình.

Khi chọn phương pháp sơn, trước hết cần đặt câu hỏi sau.

Sản phẩm này có thực sự cần sơn bằng phương pháp phun không?

2. Sơn nhúng là gì?

Sơn nhúng là phương pháp tạo màng sơn bằng cách nhúng vật cần sơn vào bể sơn rồi đưa lên.

Trong tiếng Anh, phương pháp này đôi khi được gọi là dip coating.

Trình tự cơ bản như sau.

1. Xử lý bề mặt vật cần sơn
2. Nhúng vào bể sơn
3. Giữ trong một khoảng thời gian nhất định
4. Đưa lên khỏi bể
5. Để sơn dư thoát ra
6. Làm khô và sấy đóng rắn
7. Kiểm tra

Đặc điểm của sơn nhúng là nhúng toàn bộ vật cần sơn vào sơn.
Vì vậy, trong một số trường hợp, sơn dễ đi vào mặt trong và mặt sau vốn khó sơn bằng phương pháp phun.

Ngoài ra, do dễ xử lý nhiều chi tiết cùng lúc, sơn nhúng có thể đạt năng suất hàng loạt cao đối với chi tiết nhỏ hoặc có hình dạng đơn giản.

3. Ưu điểm của sơn nhúng

Sơn nhúng có những ưu điểm sau.

• Dễ phủ sơn lên toàn bộ bề mặt
• Sơn dễ đi vào mặt trong và mặt sau
• Dễ xử lý nhiều chi tiết nhỏ cùng lúc
• Ít sương sơn hơn so với sơn phun
• Ít phụ thuộc vào thao tác súng phun của người lao động
• Có thể đơn giản hóa công đoạn sơn trong một số trường hợp
• Có thể phù hợp với xử lý hàng loạt
• Có thể dùng thiết bị sơn tương đối đơn giản trong một số trường hợp

Đặc biệt, khi cần xử lý nhiều chi tiết nhỏ với chất lượng ổn định, sơn nhúng là một lựa chọn hiệu quả.

Ngoài ra, với sản phẩm có hình dạng đơn giản và dễ thoát sơn dư, có thể dễ ổn định độ dày màng sơn và ngoại quan.

Tuy nhiên, sơn nhúng cũng có những điểm cần chú ý riêng.

4. Trong sơn nhúng, cần chú ý đọng sơn và chảy sơn

Điểm quan trọng trong sơn nhúng là để sơn dư thoát ra.

Sau khi đưa vật cần sơn lên khỏi bể, cách sơn dư chảy xuống sẽ làm thay đổi độ dày màng sơn và ngoại quan.

Nếu thoát sơn dư kém, sẽ xảy ra những lỗi sau.

• Chảy sơn
• Đọng sơn
• Màng dày
• Độ dày màng sơn không đều
• Khô không đạt
• Sủi khí do bay hơi
• Lỗ chân kim
• Dính vào nhau
• Lỗi ngoại quan

Đặc biệt, sơn dễ đọng tại hốc lõm, lỗ, kết cấu dạng túi kín, mặt nằm ngang và góc cạnh.

Trong sơn nhúng, không chỉ việc nhúng vào sơn mà cả cách để sơn dư thoát ra sau khi đưa vật lên đều quan trọng.

Các hạng mục cần kiểm tra gồm:

• Tốc độ đưa lên khỏi bể
• Thời gian thoát dung dịch
• Hướng của vật cần sơn
• Cách treo
• Độ nhớt của sơn
• Hàm lượng chất rắn
• Tốc độ khô
• Có hay không có hốc lõm và lỗ
• Vị trí đọng sơn
• Thời điểm đưa vào lò sấy

Trong sơn nhúng, thiết kế đồ gá để ngăn đọng sơn cũng quan trọng.

5. Cũng cần chú ý túi khí

Trong sơn nhúng, vật cần sơn được nhúng vào bể sơn.
Tuy nhiên, tùy hình dạng sản phẩm, không khí có thể còn lại bên trong.

Vùng không khí mắc lại này gọi là túi khí.

Khi có túi khí, sơn không đi vào phần đó.
Kết quả là bỏ sót sơn, thiếu độ dày màng sơn hoặc chống gỉ kém.

Những hình dạng dễ phát sinh túi khí như sau.

• Chi tiết dạng túi kín
• Dạng hộp
• Chi tiết dạng ống
• Kết cấu có ít lỗ
• Hốc sâu
• Phần bên trong khó thoát khí
• Hình dạng có nhiều mặt gần nằm ngang

Có thể xem xét các hướng xử lý sau.

• Thay đổi góc treo
• Thay đổi hướng nhúng
• Bố trí lỗ thoát khí
• Bố trí lỗ thoát sơn
• Điều chỉnh thời gian nhúng
• Tạo chuyển động lắc
• Điều chỉnh cách đưa vật lên khỏi bể

Trong sơn nhúng, cần xem xét đường đi vào của sơn và đường thoát ra của không khí.

6. Sơn quay là gì?

Sơn quay là phương pháp sơn trong khi quay vật cần sơn hoặc vật chứa.

Phương pháp này có thể được dùng khi xử lý nhiều chi tiết nhỏ cùng lúc hoặc khi dùng chuyển động quay để văng sơn dư ra.

Ý tưởng của sơn quay là không giữ sản phẩm đứng yên để sơn, mà phân bố sơn đồng đều trong khi sản phẩm chuyển động.

Ví dụ, phương pháp này có những mục đích sau.

• Sơn nhiều chi tiết nhỏ cùng lúc
• Đưa sơn đến toàn bộ sản phẩm
• Loại bỏ sơn dư
• Làm độ dày màng sơn gần đồng đều hơn
• Giảm công việc thủ công của người thao tác
• Nâng khả năng sản xuất hàng loạt

Sơn quay có nhiều cách khác nhau tùy hình dạng và mục đích sử dụng.
Điểm quan trọng là kiểm soát sự bám sơn và việc thoát sơn dư bằng cách quay sản phẩm.

7. Ưu điểm của sơn quay

Ưu điểm của sơn quay như sau.

• Dễ xử lý nhiều chi tiết nhỏ cùng lúc
• Dễ giảm công việc thủ công của người thao tác
• Dễ loại bỏ sơn dư
• Có thể dễ hạn chế biến động độ dày màng sơn trong một số trường hợp
• Dễ nâng cao hiệu suất sản xuất
• Có thể đáp ứng những hình dạng khó sơn phun trong một số trường hợp
• Có thể dễ tự động hóa quy trình trong một số trường hợp

Đặc biệt, nếu đang sơn phun từng chi tiết nhỏ một, nên xem xét sơn quay.

Tuy nhiên, khi sơn quay, các chi tiết có thể tiếp xúc với nhau.
Vì vậy, cần chú ý vết xước, dính nhau, sứt màng sơn và dấu tiếp xúc.

8. Trong sơn quay, điều kiện quay quyết định chất lượng

Trong sơn quay, tốc độ quay và thời gian quay ảnh hưởng lớn đến chất lượng.

Nếu quay quá yếu, sơn không phân bố đủ rộng, vẫn còn đọng sơn và độ dày màng sơn không đều.
Nếu quay quá mạnh, sơn có thể văng ra quá nhiều, màng sơn có thể quá mỏng hoặc chi tiết có thể bị trầy xước.

Các hạng mục cần kiểm tra gồm:

• Tốc độ quay
• Thời gian quay
• Chiều quay
• Lượng chi tiết đưa vào
• Sự tiếp xúc giữa các chi tiết
• Độ nhớt của sơn
• Lượng sơn
• Thời gian thoát dung dịch
• Thời điểm bắt đầu làm khô
• Hình dạng chi tiết

Trong sơn quay, cần quản lý điều kiện sơn và điều kiện máy cùng nhau.

Đây không phải quy trình đơn giản theo kiểu “cứ quay là sẽ đồng đều”.
Quay quá mạnh hoặc quá yếu đều gây lỗi.

9. Sơn màn chảy là gì?

Sơn màn chảy là phương pháp cho sơn chảy thành một màn, rồi cho vật cần sơn đi qua màn sơn đó để phủ sơn.

Có thể hình dung là tạo một màn sơn chảy đều từ trên xuống, rồi cho tấm phẳng đi bên dưới.

Phương pháp này hiệu quả khi sơn liên tục tấm phẳng hoặc sản phẩm dạng tấm.

Trình tự cơ bản như sau.

1. Cấp sơn với lưu lượng ổn định
2. Cho sơn rơi xuống thành màn
3. Cho vật cần sơn đi qua với tốc độ ổn định
4. Phủ sơn đồng đều lên bề mặt
5. Thu hồi sơn dư
6. Làm khô và sấy đóng rắn

Sơn màn chảy ít phát tán sương sơn hơn so với sơn phun, đồng thời có thể sơn liên tục tấm phẳng ở tốc độ cao.

10. Ưu điểm của sơn màn chảy

Sơn màn chảy có những ưu điểm sau.

• Có thể sơn liên tục tấm phẳng
• Dễ quản lý lượng sơn phủ
• Ít sương sơn
• Dễ hạn chế hao hụt
• Có thể phù hợp với sơn tốc độ cao
• Dễ phủ đồng đều lên bề mặt
• Dễ giảm phụ thuộc công nhân
• Dễ tích hợp vào dây chuyền tự động

Phương pháp này đặc biệt hiệu quả khi cần sơn đồng đều theo chiều rộng, như đối với vật liệu tấm hoặc tấm panel.

Tuy nhiên, trong sơn màn chảy, dòng sơn phải ổn định.
Nếu màn sơn bị rối loạn, sự rối loạn đó sẽ trực tiếp tạo độ dày màng sơn không đều hoặc vệt sọc.

11. Trong sơn màn chảy, độ nhớt và lưu lượng sơn rất quan trọng

Trong sơn màn chảy, cần làm sơn chảy thành màn ổn định.

Vì vậy, độ nhớt và lưu lượng sơn rất quan trọng.

Nếu độ nhớt quá thấp, màn sơn có thể khó ổn định hoặc sơn có thể chảy quá nhiều.
Nếu độ nhớt quá cao, dòng chảy trở nên không ổn định, có thể xuất hiện vệt sọc hoặc độ dày màng sơn không đều.

Các hạng mục cần kiểm tra gồm:

• Độ nhớt của sơn
• Hàm lượng chất rắn
• Lưu lượng
• Nhiệt độ sơn
• Áp suất cấp sơn
• Bề rộng màn sơn
• Tốc độ cấp vật
• Bọt trong sơn
• Tạp chất
• Tình trạng sơn thu hồi

Trong sơn màn chảy, dòng sơn chính là yếu tố trực tiếp tạo chất lượng.
Vì vậy, cần quản lý hệ thống cấp sơn, lọc, bọt và biến động độ nhớt.

12. Những lỗi dễ xảy ra trong sơn màn chảy

Trong sơn màn chảy, có thể xảy ra những lỗi sau.

Những lỗi này liên quan không chỉ đến sơn mà còn đến lưu lượng, độ nhớt, tốc độ đưa sản phẩm qua, lọc và điều kiện làm khô.

Trong sơn màn chảy, duy trì màn sơn ổn định là trọng tâm của quản lý chất lượng.

13. So sánh ba phương pháp

Có thể so sánh sơn nhúng, sơn quay và sơn màn chảy như sau.

Phương pháp phù hợp thay đổi theo hình dạng sản phẩm và điều kiện sản xuất.

Điều quan trọng không phải là tên của phương pháp.
Điều quan trọng là phương pháp nào có thể tạo chất lượng ổn định nhất, không gây quá sức đối với sản phẩm đó.

14. Trình tự kiểm tra tại hiện trường

Khi xem xét phương pháp sơn ngoài sơn phun, kiểm tra theo trình tự sau sẽ dễ hệ thống hóa hơn.

1. Kiểm tra hình dạng sản phẩm

Là tấm phẳng?
Là chi tiết nhỏ?
Có hình hộp?
Có mặt trong?
Có dễ đọng sơn không?

Trước hết, kiểm tra hình dạng.

2. Kiểm tra sản lượng

Sản xuất nhiều chủng loại với số lượng ít?
Hay sản xuất liên tục với số lượng lớn?
Kiểm tra quy mô lô sản xuất.

3. Kiểm tra độ dày màng sơn yêu cầu

Màng mỏng?
Hay màng dày?
Kiểm tra phạm vi biến động độ dày màng sơn được phép.

4. Kiểm tra yêu cầu ngoại quan

Có cần ngoại quan chất lượng cao không?
Kiểm tra xem có chấp nhận vệt sọc, chảy sơn, đọng sơn và vết trục lăn không.

5. Kiểm tra đặc tính sơn

Kiểm tra độ nhớt, hàm lượng chất rắn, tính khô, bọt và khả năng tự san phẳng.

6. Kiểm tra điều kiện làm khô

Nếu màng sơn trở nên dày, kiểm tra xem lò sấy và công đoạn bay hơi dung môi có đáp ứng được không.

7. Kiểm tra đồ gá và vận chuyển

Kiểm tra cách treo, điều kiện quay, tốc độ đưa sản phẩm qua và tư thế sản phẩm.

8. Hệ thống hóa rủi ro chất lượng

Kiểm tra đọng sơn, túi khí, vết xước do tiếp xúc, vệt sọc, độ dày màng sơn không đều và các yếu tố khác.

Như vậy, khi chọn phương pháp, cần xem xét tổng thể sản phẩm, thiết bị, thao tác và làm khô, cùng với sơn.

15. Những trường hợp nên xem xét phương pháp ngoài sơn phun

Trong những trường hợp sau, nên xem xét phương pháp sơn ngoài sơn phun.

• Đang sơn hàng loạt chi tiết nhỏ với số lượng lớn
• Đang sơn liên tục tấm phẳng
• Lượng sơn hao hụt do sơn phun lớn
• Gánh nặng của người thao tác lớn
• Biến động độ dày màng sơn lớn
• Gánh nặng vệ sinh buồng sơn lớn
• Muốn rút ngắn nhịp sản xuất của công đoạn sơn
• Có nhiều sản phẩm hàng loạt cùng hình dạng và cùng quy cách
• Muốn đẩy mạnh tự động hóa và giảm nhân lực
• Muốn cải thiện môi trường làm việc

Tuy nhiên, thay đổi phương pháp đòi hỏi đầu tư thiết bị, sơn thử và phê duyệt chất lượng.

Vì vậy, trước hết cần hệ thống hóa vấn đề của quy trình hiện tại và làm rõ muốn giải quyết vấn đề nào bằng việc đổi phương pháp.

16. CoatureVietnam có thể hỗ trợ gì?

CoatureVietnam hỗ trợ xem xét phương pháp sơn phù hợp với hình dạng sản phẩm và sản lượng, bao gồm cả các phương pháp ngoài sơn phun.

Nội dung có thể hỗ trợ gồm:

Kiểm tra khả năng áp dụng phương pháp sơn

Từ hình dạng sản phẩm, sản lượng, độ dày màng sơn và yêu cầu ngoại quan, kiểm tra mức độ phù hợp của sơn nhúng, sơn quay và sơn màn chảy.

So sánh với sơn phun hiện tại

So sánh lượng sơn hao hụt, công lao động, biến động độ dày màng sơn, tải thiết bị và môi trường làm việc.

Hệ thống hóa rủi ro lỗi

Hệ thống hóa rủi ro theo từng phương pháp, như đọng sơn, túi khí, vết xước do tiếp xúc, vệt sọc và độ dày màng sơn không đều.

Thiết kế thử nghiệm sơn

Lập kế hoạch điều kiện thử trên sản phẩm thực tế, đo độ dày màng sơn, kiểm tra ngoại quan và kiểm tra quá trình khô.

Hỗ trợ đưa thiết bị vào sử dụng

Xem xét tổng thể bể sơn, thiết bị quay, thiết bị sơn màn chảy, vận chuyển, lò sấy và đồ gá.

Tiêu chuẩn hóa thao tác

Đưa tốc độ đưa vật lên khỏi bể, tốc độ quay, tốc độ đưa sản phẩm qua, độ nhớt sơn và điều kiện làm khô vào SOP.

Đào tạo nội bộ

Đào tạo dễ hiểu cho đội ngũ kinh doanh, kỹ thuật và hiện trường về đặc điểm của các phương pháp sơn ngoài sơn phun.

17. Tổng kết: Xem xét phương pháp sơn từ hình dạng sản phẩm và sản lượng

Phương pháp sơn không chỉ có sơn phun.

Sơn nhúng là phương pháp nhúng sản phẩm vào bể sơn để phủ sơn lên toàn bộ bề mặt.
Sơn quay là phương pháp kiểm soát sự bám sơn và việc thoát sơn dư trong khi quay sản phẩm hoặc vật chứa.
Sơn màn chảy là phương pháp sơn liên tục tấm phẳng bằng cách cho đi qua một màn sơn.

Nếu điều kiện phù hợp, các phương pháp này có thể hiệu quả hơn sơn phun.

Mặt khác, mỗi phương pháp có những điểm cần chú ý riêng.

• Sơn nhúng: đọng sơn, chảy sơn, túi khí
• Sơn quay: vết xước do tiếp xúc, điều kiện quay, độ dày màng sơn không đều
• Sơn màn chảy: độ nhớt, lưu lượng, độ ổn định của màn sơn

Khi chọn phương pháp sơn, cần xem xét hình dạng sản phẩm, sản lượng, yêu cầu chất lượng, gánh nặng của người thao tác và điều kiện thiết bị, thay vì chỉ dựa vào phương pháp đã quen dùng.

Mang khoa học và sự tận tâm vào công việc sơn.

Khoa học là chọn phương pháp sơn dựa trên hình dạng, số lượng, độ dày màng sơn, quá trình khô và rủi ro chất lượng thay vì cảm tính.
Sự tận tâm là xây dựng quy trình có thể sản xuất hàng loạt ổn định, giảm phụ thuộc vào thao tác thủ công và tư thế quá sức của người lao động.

CoatureVietnam cùng khách hàng xem xét phương pháp sơn phù hợp với sản phẩm và quy trình của họ, bao gồm sơn nhúng, sơn quay và sơn màn chảy, bên cạnh sơn phun.

Bài viết liên quan

• Máy sơn trục lăn là gì — Phương pháp sơn tấm phẳng hiệu quả
• Sơn ly tâm và sơn bằng khuôn gạt — Kiểm soát lượng sơn dư
• Kim loại được sơn trước là gì — Ý tưởng sơn trước khi gia công
• Kiến thức cơ bản về sơn phun khí nén — Sự phun sương, khoảng cách và áp suất khí làm thay đổi độ dày màng sơn
• Danh sách kiểm tra khi chọn phương pháp sơn — Xem xét hình dạng sản phẩm, sản lượng và yêu cầu chất lượng