É uma história comum. Um fabricante analisa quanto tempo as peças gastam em cada processo. Corte a laser, dobra, solda – estes e outros departamentos internos geralmente podem ser medidos em minutos e horas. Mas envie peças para subcontratados externos, e o tempo é normalmente medido em dias, às vezes semanas. Não é de admirar que tantos fabricantes optem por trazer muitos serviços internos, incluindo o revestimento em pó.

Still, nem todos os fabricantes têm uma linha de revestimento em pó, e por uma boa razão. Se uma loja tem uma rede próxima de aplicadores personalizados na área, fazer o salto para o revestimento em pó talvez simplesmente não faça sentido. Afinal de contas, lançar uma linha de revestimento em pó não é uma proeza simples. Mas sem uma rede próxima e responsiva de revestimentos em pó personalizados, um fabricante às vezes simplesmente não tem escolha. Se vai continuar a servir os clientes, uma loja às vezes precisa dar o mergulho.

Fabricadores precisam aprender o básico do equipamento, do pré-tratamento ao próprio revestimento em pó até os requisitos de secagem. Mas as lojas não devem esquecer uma peça crítica do puzzle: os requisitos de treino. O revestimento em pó é enganosamente simples. Danificando ou raspando uma peça no revestimento e acabamento em pó é um erro caro, considerando todo o valor – do corte a laser à solda – que foi adicionado antes do processo de revestimento.

Ao pensar nisso, o FABRICADOR falou com Rodger Talbert da Grand Rapids, Consultoria Talbert com sede em Michigan, que é especializada em treinamento para a indústria de revestimento em pó. Acontece que esta indústria enfrenta os mesmos desafios que a fabricação de metais. A qualidade de um revestimento em pó depende não apenas da tecnologia, mas das pessoas que administram e utilizam essa tecnologia. Tudo começa com um operador, uma pistola de pulverização e a peça à mão.

No primeiro dia

Observando um operador de revestimento em pó novato em seu primeiro dia, Talbert nota várias coisas. Primeiro vem a concepção errada de que é um trabalho fácil. “É estranho, mas é verdade. Revestimento em pó pode parecer simples no sentido de que a pessoa comum pode descobrir como obter pó em uma peça. Mas logo descobrem que não conseguem obter um filme uniforme e não conseguem cobrir certas áreas de uma peça como esperavam”

Essa clássica inconsistência de cobertura vem de um mal-entendido básico de como funciona exatamente o revestimento em pó. Ao contrário da tinta húmida, o pó não tem a tensão superficial que o mantém aderido a uma superfície. É um pó, afinal de contas, não um líquido. Um revestimento em pó só se cola quando há ação eletrostática presente, “e a eletricidade tem seu próprio comportamento de acordo com a lei de Ohm”, disse Talbert. “Ele seguirá o caminho de menor resistência.”

Quando o novato começa a pulverizar, tudo parece estar bem no início. Mas logo, áreas de certas partes, como cantos apertados de flanges internas adjacentes ou o ponto onde dois fios se cruzam, não têm cobertura de revestimento suficiente, enquanto áreas planas têm demais. Isso porque as áreas planas exibem a menor resistência elétrica, enquanto os cantos têm alta resistência elétrica.

O novato aponta a arma para os cantos para tentar alcançar cobertura suficiente, apenas para descobrir que uma parte do pó flui para aquelas áreas de menor resistência, aquelas áreas planas. A peça termina com algumas áreas sobre-revestidas, outras sub-revestidas, e um desnível geral ao longo de toda a peça. O que falta ao operador? Pode ser uma ou várias coisas, dependendo da situação.

Equipamento e Técnica

Algumas variáveis estão fora do controle imediato do operador durante a operação, incluindo configurações de pré-tratamento, velocidade da linha, suspensão da peça e densidade da linha, bem como configurações do forno de cura. Quanto às variáveis que o operador pode controlar, elas podem ser agrupadas em duas áreas: configurações do equipamento e técnica.

Talbert sugere começar com o equipamento. Afinal, para ter uma boa técnica, um operador não pode estar lutando contra configurações ruins do equipamento.

“Você tem dois subsistemas diferentes que afetam a cobertura”, disse ele. “O primeiro é o componente de entrega, incluindo a pressão de ar correta. Isto lhe dá a quantidade certa de pó e evita que esse pó tenha velocidade excessiva, dando-lhe um padrão agradável e uniforme. É a parte pneumática do processo”

Operadores têm duas configurações de ar diferentes a considerar: (1) por cento do volume total e (2) velocidade (atomização ou controle de padrão). As configurações variam dependendo do pó, da mistura da peça e da pessoa que faz o revestimento. Como Talbert explicou, “Um ajuste típico pode ser 40 por cento e 4,0 Nm3/h (metros cúbicos/hora normais) para o meu fornecimento de ar secundário; esse é um bom ponto de partida”.”

Segundo é o aspecto de carga, incluindo a voltagem e a amperagem – ou, em linguagem de revestimento em pó, “microampas”. Os principiantes usam muitas vezes corrente a mais. Apenas a quantidade certa de corrente atrai o pó para a superfície do metal de maneira uniforme. Na verdade, é essa atração eletrostática que faz com que o pó adira em primeiro lugar. Mas demasiada corrente pode ter um efeito repelente.

“A atracção da corrente do eléctrodo do pó para a peça é tão forte que interfere com a deposição natural do pó”, disse Talbert. “É energia demais, e pode criar uma textura , pinholização e ionização traseira”, onde a alta voltagem colide com as moléculas de ar e as divide para criar íons, o que cria formas e texturas na superfície do revestimento.

Que o efeito repelente nos cantos internos (e outras áreas de alta resistência de uma peça de trabalho) é algo que os revestimentos em pó chamam de gaiola de Faraday. O efeito tem o nome do cientista inglês Michael Faraday, que descobriu o comportamento eletromagnético.

As pistolas de pólvora mais antigas não têm limite nas configurações de corrente, o que significa que os amperes podem subir ou descer dramaticamente, dependendo da resistência elétrica entre a peça e o eletrodo na pistola de pólvora. À medida que a pistola se aproxima do trabalho, a resistência diminui e, portanto, a amperagem sobe. Afaste mais a pistola e o contrário ocorre.

O truque, especialmente para os operadores novatos, é limitar a corrente. Com um limite definido, as pistolas podem ser movidas para dentro e para fora – isto é, a distância entre a pistola e a peça de trabalho pode mudar – e o operador ainda conseguirá a cobertura desejada da peça.

Novas armas têm limites de corrente que podem ser definidos. Assim ao invés de um operador mover a pistola vários centímetros em direção à peça e fazer saltar a corrente, digamos, entre 60 e 70 microampus (um alcance que pode causar problemas em muitas aplicações), a pistola pode ser limitada a entre 20 e 40 amperes. Assim, quando o operador se aproxima da peça, a tecnologia dentro da pistola compensa eletricamente para que os amperes nunca ultrapassem 40 (ou o que for ideal para o equipamento e aplicação), permitindo uma cobertura suave e consistente.

A outra variável do equipamento é a configuração do bico. Assim como os bicos para corte a laser ou plasma, as opções de bicos de revestimento a pó abundam, mas duas configurações permeiam o negócio de revestimento. A primeira é o bico ventilador, que pulveriza o pó em forma de leque e produz uma área de cobertura que se assemelha a uma oval alongada. A segunda é o desertor cônico, que produz uma área de cobertura concentrada, em forma de donut. Ele pode pulverizar padrões tão pequenos quanto 2 a 3 polegadas de diâmetro, o que pode ser bom para certas formas como tubos ou talvez uma pequena caixa com um canto interno que precisa de revestimento completo. Mas, claro, esses pequenos padrões de pulverização são muito ineficientes para peças grandes.

A configuração do ventilador permanece a mais popular, simplesmente porque sua pulverização dá ao operador a melhor eficiência através de uma gama de formas de peças e tipos de superfícies de peças. Um operador pode pulverizar em excesso um pouco mais em certas peças, mas para uma situação de mistura de alta produção, o desperdício de pó em excesso custa menos do que ter que trocar os bicos da pistola.

“Em uma configuração de laboratório você trocaria os bicos frequentemente”, disse Talbert, “mas em uma configuração de produção, é realmente difícil de fazer”.

O bico da pistola dita a técnica do operador, assim como a forma da peça e outros fatores como as configurações atuais e a velocidade da linha. A técnica é um pouco intuitiva; uma mão firme se move em um padrão regular com um curso consistente e reto e uma área de cobertura consistente entre os cursos. “Você frequentemente vê novos operadores movendo armas em padrões irregulares. Você não quer um operador movendo a arma em um padrão irregular através da peça”, disse Talbert. “Você quer um movimento consistente, golpeando da esquerda para a direita, solte a arma, sobreponha o padrão cerca de 50%, e golpe da direita para a esquerda”

Duas variáveis críticas quando se trata da técnica de revestimento de pó são a distância da arma à peça (também chamada distância do alvo) e a seqüência de pulverização. A distância do alvo deve ser a mais consistente possível. “Se eu pulverizar 3 polegadas de distância para uma parte e depois 6 polegadas de distância para outra parte, vou ver uma diferença na construção do filme e no comportamento do pó”, disse Talbert. “Uma operação de revestimento em pó precisa ter uma distância alvo consistente, de peça a peça e de pessoa a pessoa”

Além disso, os operadores devem começar em áreas difíceis de cobrir primeiro, os recantos, as dobras internas, tudo com alta resistência elétrica suscetível a gaiolas de Faraday e outras dores de cabeça de revestimento em pó. Só então os operadores devem mover-se para as superfícies planas, de baixa resistência e fáceis de revestir. Se você acumular pó nas superfícies fáceis de revestir primeiro”, disse Talbert, “você só vai aumentar a resistência elétrica geral”. Ou seja, a resistência elétrica vai crescer, não diminuir”. Revestir primeiro os espaços abertos e planos tornará os recantos e guinchos ainda mais difíceis de revestir de forma consistente e uniforme.

Racking and Hanging

Um operador de pistola não pode ter sucesso a menos que as peças estejam encaixadas e penduradas de forma consistente e na orientação correta. Se uma peça estiver sendo lavada, ela precisa ser pendurada de uma forma que evite que a água fique presa e acumule nas esquinas. As peças precisam ser agrupadas suficientemente próximas para uma boa eficiência, mas não muito próximas, ou o operador da pistola de pulverização terá dificuldade em obter todas as peças completamente revestidas.

“Um bom sistema de estantes garantirá ao operador um bom acesso a todas as áreas de cada peça”, disse Talbert.

As peças penduradas também precisam ser estáveis. Uma vez em movimento na linha, elas não devem balançar ou torcer. Isto mais uma vez dificultará para o operador conseguir uma camada completa e consistente. Isto pode ser especialmente problemático para as peças leves. As peças pequenas podem ser tão leves que o próprio spray em pó pode fazê-las balançar. Isto pode parecer inofensivo, mas esse balanço está mudando a distância entre a arma e o alvo, o que, por sua vez, pode causar uma cobertura inconsistente. Uma boa estante deve fornecer suporte para evitar isto.

Talbert acrescentou que peças idênticas devem ser penduradas na mesma orientação e altura para que o operador possa revestir cada peça de forma consistente e repetível – de peça em peça, de turno em turno e de dia para dia.

“Os suportes devem estar limpos, e a área de contato precisa estar livre de pó”, disse Talbert. “Isso garante que você obtenha uma boa atração eletrostática em virtude do aterramento da terra.”

Livros podem ser escritos sobre a densidade de suspensão parcial nas linhas de revestimento em pó. Em revestimentos personalizados, encontrar a densidade ideal de linha pode ser uma vantagem estratégica de negócio, a diferença entre ser verdadeiramente competitivo ou não.

Densidade de linha pode não ser tão crítica para os fabricantes, mas como Talbert advertiu, as lojas que ignoram a densidade de linha fazem-no por sua própria conta e risco. Afinal de contas, os fabricantes que trazem o revestimento em pó internamente fazem-no frequentemente para aliviar um gargalo do revestimento em pó. A última coisa que eles querem é fazer um grande investimento em revestimento em pó e acabam executando esse investimento de forma ineficiente.

“O objetivo da estante é garantir que eu possa revesti-la facilmente, a peça está seca quando eu a revesto, e eu tiro um bom volume da linha”, disse Talbert. “Trata-se de produtividade, consistência, facilidade de revestimento e baixo desperdício”. Muitas lojas desperdiçam enormes quantidades de dinheiro por não empilharem e pendurarem peças adequadamente”

Ao considerar isso, a pessoa encarregada de empilhar e pendurar peças precisa saber quão crítico é o seu trabalho, e o que acontece se não o fizer adequadamente. Se ele não prestar atenção, cada processo de acabamento pode sofrer.

Liderança em um ambiente de alta mistura de produtos

Os operadores precisam de um conhecimento de trabalho de como o pó adere à superfície. Os supervisores e outros líderes do departamento precisam saber mais. Eles precisam saber como funciona melhor uma linha de revestimento em pó. E no mundo de alta produção de misturas personalizadas, encontrar as melhores condições de operação pode ser um bom equilíbrio.

Uma linha de revestimento em pó funciona mais suavemente como um sistema de fabricação em lote. “É ideal para lotes por tamanho e estilo e não por kit. Isso só facilita a montagem de suas pistolas, o forno, a prateleira”, disse Talbert. “Ao todo, é uma maneira preferida de revestir.”

Isto não quer dizer que um fabricante precise de uma única cor durante horas a fio. Afinal de contas, uma grande razão pela qual os fabricantes trazem o revestimento internamente é para aproveitar as rápidas mudanças de cor. Como os fabricantes não se concentram apenas no revestimento em pó, e não consomem grandes quantidades de pó, muitas vezes não é necessária a recuperação.

Todos os mesmos, uma linha de revestimento é projetada para uma velocidade específica, que depende de volumes, mistura de peças, requisitos de pré-tratamento, densidade da linha (quantas peças podem ser penduradas dentro de um determinado espaço), e tempo de cura.

O pré-tratamento geralmente é um pouco flexível ao processamento baseado em kits. O pré-tratamento em revestimento em pó tem dois teps essenciais: (1) limpeza e (2) a aplicação de um revestimento de conversão, que pode proteger contra a corrosão, promover boa adesão do pó, e melhorar a vida útil do revestimento. O processo de pré-tratamento pode incluir uma série de etapas para preparar e tratar a peça, mas o objetivo é obter uma superfície limpa e receptiva à colagem.

Passando pela etapa de lavagem, tenho trabalhado com muitas linhas onde eles executam uma grande variedade de tipos de materiais e os administram bastante bem”, disse Talbert, acrescentando que às vezes surgem problemas com revestimentos de conversão, especialmente se uma variedade de peças de diferentes tipos de materiais precisam de proteção contra corrosão para uso externo – diga, um trabalho que tem componentes de alumínio e aço. Os revestimentos de conversão que funcionam eficazmente para o alumínio tendem a não funcionar bem com o aço”. (Embora certos revestimentos com os chamados produtos de “metal de transição”, como o óxido de zircônio, tornem os sistemas de pré-tratamento mais adaptáveis a diferentes materiais.)

“Mas, de modo geral, para o processamento baseado em kits, o pré-tratamento é um desafio menor”, continuou Talbert. “O que apresenta um desafio, no entanto, é a cura. Ao curar peças mais espessas, leva mais tempo para que o núcleo do substrato atinja a temperatura necessária para a reticulação”

A maior parte do revestimento em pó utiliza pó termoformado, que requer uma certa quantidade de energia e tempo para criar uma reação química dentro do pó para que derreta e se funda como uma película. A “reticulação” acontece quando a estrutura molecular muda à medida que o pó se transforma de um grupo de partículas discretas em uma película consistente. Isso leva um certo tempo, dependendo da peça que o forno está curando, embora a velocidade da linha através da cura possa ser ajustada a algum meio feliz para todas as peças penduradas na linha durante uma determinada corrida. Usando números hipotéticos, Talbert explicou, “Uma linha pode funcionar melhor a, digamos, 10 pés por minuto, e pode funcionar bem mesmo a 8 ou 12 FPM”. Mas execute-a a apenas 5 FPM ou 14 FPM e você pode começar a correr com um problema.

“Isto não significa que as pessoas não correm as peças em kits”, continuou Talbert. Há limites, mas um projetista de linha experiente deve ser capaz de compensar muitas abordagens baseadas em kits, desde que os requisitos de revestimento sejam devidamente compreendidos durante a fase de projeto e o racking seja eficiente.

“É mais desafiador, e você precisa limitar a quantidade de massa de peça em peça, como pendurar um pedaço de aço leve ao lado de um pedaço de aço grosso, o que pode ser problemático para curar. Mas você pode compensar até certo ponto dentro do forno”, disse ele. “Você pode usar um forno infravermelho, que é controlado por um PLC e reage de forma diferente às massas e formas que passam e irradia mais alto ou mais baixo, dependendo do que está passando. Então você entraria em um forno ao estilo de convecção para terminar o processo de cura”. Novamente, há limites; às vezes os requisitos de acabamento entre as peças do mesmo kit são muito diferentes para fluir juntas na mesma tiragem.

Talbert acrescentou que este ato de equilíbrio é um desafio comum para muitos fabricantes que trazem revestimento em pó internamente, e é por esta razão que contratar um supervisor de revestimento em pó com experiência pode ser muito valioso. Esse supervisor pode então treinar operadores que terão que reagir a diferentes peças penduradas na linha, mudar suas distâncias de pistola para alvo, ajustar suas configurações de potência e fluxo, talvez até mesmo mudar os bicos. Um operador deve manter a mesma vazão, mas simplesmente afastar a pistola do alvo? Ou talvez manter a mesma taxa de fluxo e apenas fazer menos passagens? Um operador precisa pensar sobre estas coisas em tempo real. Não é um trabalho sem sentido.

Como automatizado?

Automatizadas linhas de pintura a pó tornaram-se muito mais flexíveis nos últimos anos, não só por causa da tecnologia de cura por infravermelhos baseada em PLC, mas também por causa da automação inteligente da pistola. As pistolas mecanizadas ou robotizadas podem ser configuradas para mudar as taxas de fluxo e as distâncias entre pistolas para corresponder ao produto que está passando na frente delas. Dependendo do mix de peças de uma loja, a automação completa pode ser o caminho a seguir.

Still, estes sistemas mecanizados podem ter problemas para alcançar todas as áreas da peça, incluindo aquelas gaiolas de Faraday difíceis de revestir. Os braços articulados dos robôs podem alcançar mais lugares com uma pistola de pulverização, mas mesmo aqui há trocas.

“A maioria pendura suas peças em ganchos simples”, disse Talbert. “Mas se você vai usar um robô de braço articulado, é melhor que esse gancho seja um gancho realmente bom, pendurado em uma boa posição o dia todo. Caso contrário, o robô vai revestir apenas o que está programado para revestir, e a peça pode não estar posicionada corretamente. Um operador manual tem olhos. Você pode automatizar completamente? Sim, mas muitas vezes a complexidade do processo move o argumento para o uso do operador manual.”

Treinamento: No Coração de Tudo

O departamento de pintura a pó de um fabricante precisa de peças desenhadas com pintura a pó em mente. Como Talbert explicou, cantos apertados podem ser revestidos, assim como algumas geometrias extraordinariamente complexas, mas também adicionam muitas variáveis de revestimento e aumentam a chance de erro, retrabalho e refugo.

Dito isto, o treinamento continua sendo essencial, e começa com o supervisor do departamento. “O supervisor do departamento precisa ter um grande conhecimento geral da linha e do processo de revestimento em pó”, disse Talbert. “Eles conhecem os pré-tratamentos. Eles entendem o que se passa na máquina de lavar. Eles sabem o porquê e como se faz um bom trabalho. Eles conhecem os ajustes para as pistolas de pó, para os fornos de cura, e devem entender a eletrostática. Eles sabem como resolver os problemas. Eles precisam andar através da linha, olhar para algo, e saber instantaneamente que não está certo.”

Pré-tratamento. Um empregado de outro departamento pode ver peças a serem limpas. O supervisor deve olhar para a lavagem, saber que ela terá tantos miligramas de revestimento de conversão aplicados nela, saber que ela será pulverizada com água desionizada, e seca de certa forma.

Onde as pessoas adquirem esse conhecimento? Eles o adquirem por experiência, mas podem obter treinamento de fontes externas, seus fornecedores de equipamentos, associações industriais e outras fontes de treinamento externo. Boas fontes incluem o Powder Coating Institute (www.powdercoating.org) e a Chemical Coaters Association Intl. (www.ccaiweb.com).

O supervisor, por sua vez, precisa determinar o nível de treinamento que os operadores precisam ter para serem eficazes e eficientes. Como Talbert disse, “Um supervisor realmente precisa treiná-los para serem revestidores de pó de sucesso”

Aqui está a questão. Como nos processos a montante de uma fábrica, os revestimentos em pó não podem ser meros empurradores de botões (ou puxadores de gatilho). Talbert acrescentou que é um problema que muitas vezes passa despercebido, porque um pobre operador de revestimentos em pó ainda pode conseguir um trabalho fora da porta. “Muitas vezes eles não conseguem revestir uma peça de forma eficiente ou eficaz.”

Podem usar um ambiente com potencial de amperagem total, por exemplo. Mas se eles soubessem mais sobre o equipamento e como diferentes configurações de microamplificadores afetavam a cobertura, eles poderiam revestir as peças de forma muito mais eficaz.

Verdade, alguns controladores têm “receitas” que os operadores podem usar. Eles pressionam um botão, e todas as variáveis de pressão de ar e eletrostáticas são ajustadas automaticamente para se adequarem ao funcionamento da peça em questão. Mas, acrescentou Talbert, os revestimentos em pó terão muito mais sucesso se eles entenderem porque essas configurações funcionaram tão bem.

Diga que você pede a um operador para configurar uma arma com a qual ele normalmente não pulveriza e ele diz que não sabe como. “Ele diz-lhe, ‘Bem, essa é a arma do Joe, não minha, e o Joe não está aqui hoje’. Isso é um problema”, disse Talbert. “O Joe devia ter ensinado toda a gente a preparar aquela arma. E deveria ter sido documentado. Não tem que ser uma enciclopédia de revestimento em pó, apenas instruções básicas”

Vira o que é verdade nos processos de fabricação a montante também é verdade nos acabamentos”. A falta de treinamento formal leva à falta de engajamento, rotatividade e tumulto operacional. O conhecimento do processo, no revestimento como em qualquer outro lugar no chão de fábrica, está no cerne de tudo isso.

Talbert Consulting, 616-915-2769, [email protected]