Verniciatura a polvere

Indice

1. Definizione: che cos’è la verniciatura a polvere?

La verniciatura a polvere è un moderno processo di rivestimento in cui una polvere di vernice caricata elettrostaticamente viene applicata sulla superficie trattata di un materiale conduttivo e, sotto l’effetto del calore, si reticola formando uno strato di colore uniforme. Per questo motivo, nella pratica il processo viene spesso definito “verniciatura a polvere”. Poiché le polveri di vernice si basano su diverse sostanze di base, quali resina epossidica, resina poliestere o poliammide, esiste la vernice adatta praticamente per ogni applicazione e per ogni esigenza specifica in termini di composizione dello strato, spessore, struttura e lucentezza. Le superfici verniciate a polvere sono resistenti ai graffi, agli urti, alla corrosione e agli agenti atmosferici nel lungo periodo.

2. Tecnologia e processo: come funziona la verniciatura a polvere?

La verniciatura a polvere si articola in tre processi fondamentali che, nelle applicazioni industriali, sono indissolubilmente collegati tra loro tramite un sistema di trasporto automatico. Ciò significa che i pezzi da verniciare rimangono su supporti appositamente progettati per questo scopo durante l’intero processo.

1. Pretrattamento

Lo scopo del pretrattamento è quello di creare una superficie ottimale per l’applicazione della vernice. A tal fine, i componenti devono essere accuratamente ripuliti da ruggine, scorie, grasso, adesivi, strati estranei, sporco e polvere. A seconda del numero, della geometria e delle proprietà dei materiali, ciò può avvenire con metodi meccanici o chimici. Nel caso di pezzi in alluminio è inoltre necessario rimuovere lo strato di ossido naturale. Successivamente si procede alla cosiddetta conversione. In questa fase, tramite una reazione chimica del metallo con un acido, mediante fosfatazione, anodizzazione o cromatura, viene creato un fondo adesivo solido. Inoltre, questa fase di pretrattamento migliora la successiva protezione dalla corrosione. Il processo di pretrattamento si conclude con l’essiccazione dei pezzi o dei componenti.
2. Applicazione della vernice in polvere

L'applicazione della polvere avviene manualmente o meccanicamente, tramite speciali pistole a spruzzo per polvere. Queste sono progettate in modo tale da generare, a partire dalla polvere di vernice, una nube di polvere caricata elettrostaticamente. I pezzi da trattare sono appesi singolarmente sul portapezzi, il quale è collegato a terra, in modo che le particelle di vernice aderiscano e formino uno strato denso di polvere sulla superficie del pezzo.
3. Reticolazione ed essiccazione

Dopo la spruzzatura, i portapezzi vengono trasferiti in un forno in cui la temperatura varia tra i 120 e i 250 °C. La temperatura esatta di lavorazione e il tempo di permanenza nel forno dipendono dalla composizione della vernice in polvere e dallo spessore del pezzo. A seconda della composizione della vernice e delle caratteristiche richieste per la superficie finale, con la verniciatura a polvere è possibile ottenere spessori di strato compresi tra 60 e 130 micrometri.

In tutti gli impianti di verniciatura a polvere, la polvere in eccesso che non si è «depositata» sui pezzi viene raccolta, trattata e riutilizzata.

3. Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della verniciatura a polvere rispetto alla verniciatura a umido?

Vantaggi della verniciatura a polvere

La verniciatura a polvere, effettuata su un impianto di rivestimento all’avanguardia, non solo è più economica e veloce rispetto alla verniciatura a umido, ma è anche più rispettosa dell’ambiente grazie alla composizione della polvere, al processo stesso e al riutilizzo della polvere “sprecata”. Inoltre, il campo di applicazione della verniciatura a polvere è molto ampio. Ecco i principali vantaggi in sintesi:

assenza di solventi, additivi tossici o metalli pesanti
strato superficiale innocuo per la salute
nessun requisito particolare per la progettazione dei componenti da verniciare; occorre solo prevedere un foro per il fissaggio
nessuna limitazione relativa alle dimensioni dei pezzi
nessun rischio di «baffi» o gocce di vernice
elevata resistenza chimica e meccanica
eccellente resistenza agli agenti atmosferici
ottime proprietà dinamiche
gli spessori elevati dello strato nascondono le irregolarità e consentono di ottenere superfici omogenee ed esteticamente gradevoli
economico, eccellente rapporto qualità-prezzo

Svantaggi della verniciatura a polvere

La qualità del rivestimento a polvere dipende in gran parte da un pretrattamento eseguito a regola d’arte. Si tratta di un processo relativamente dispendioso in termini di tempo e manodopera. Altri svantaggi possono essere:

Attualmente è possibile applicare il rivestimento a polvere solo su materiali elettricamente conduttivi e resistenti al calore.
Prima di cambiare colore è necessario pulire a fondo la cabina di verniciatura.
Il rivestimento di componenti con spigoli vivi e pezzi con piccole cavità o rientranze risulta difficile. A causa delle forti oscillazioni nell’andamento delle linee di campo, si verificano spessori di strato indesideratamente disomogenei (ad es. eccesso di vernice sui bordi e contemporaneamente rivestimento insufficiente negli angoli interni).

4. Altri tipi di procedimenti

Oltre al rivestimento elettrostatico a polvere (EPS) descritto in precedenza, esistono diversi processi di sinterizzazione a polvere per il rivestimento interno e/o esterno di piccoli componenti, contenitori e tubi. Tra questi figurano, ad esempio, il processo Sintraflux, la sinterizzazione a vortice e la sinterizzazione a flusso. In tutti i processi di sinterizzazione, prima dell’applicazione della polvere colorata, i pezzi da rivestire vengono riscaldati mediante dispositivi di versamento a caduta o a flusso libero oppure vasche vibranti. A contatto con la superficie calda del pezzo, la polvere si scioglie formando uno strato omogeneo.

5. Campi di applicazione della verniciatura a polvere

Oltre alla protezione delle superfici e al miglioramento dell’aspetto estetico, la verniciatura a polvere influisce anche sulle caratteristiche tecnico-funzionali dei pezzi e dei componenti. Questo processo è quindi adatto, ad esempio, alla realizzazione di superfici antistatiche, resistenti all’acqua salata, resistenti ai graffiti o antimicrobiche.

Campi di applicazione più comuni, inclusi esempi tipici:

Edilizia: finestre, porte, tapparelle, colonne, facciate, ringhiere, recinzioni
Mobili ed elettrodomestici: radiatori, rivestimenti di frigoriferi e lavatrici, involucri metallici di elettrodomestici da cucina, mobili e strutture portanti per terrazze e giardini
Settore automobilistico e delle due ruote: cerchioni, componenti di piccole dimensioni e parti del telaio che devono essere particolarmente protette dalla ruggine, telai di biciclette e componenti accessori
Macchine edili, macchine agricole, veicoli commerciali: componenti, alloggiamenti e rivestimenti in metallo esposti all’usura causata da sollecitazioni meccaniche, agenti atmosferici, materiali da costruzione e sostanze chimiche.

Quali materiali sono adatti alla verniciatura a polvere?

La verniciatura elettrostatica a polvere si basa sul principio secondo cui particelle con carica elettrica opposta si attraggono a vicenda. Inoltre, entra in gioco il calore. Pertanto, il processo è adatto a oggetti stabili, insensibili alla temperatura e elettricamente conduttivi. È possibile applicare la verniciatura a polvere praticamente su tutti i metalli, in particolare:

acciaio
acciaio inossidabile
acciaio zincato a caldo
Alluminio

Attualmente, ingegneri e scienziati stanno lavorando per applicare in modo affidabile e riproducibile la verniciatura a polvere anche su materiali sensibili alla temperatura e non conduttivi, come la plastica o il legno.

6. Domande e risposte sulla verniciatura a polvere

Ulteriori domande sulle superfici verniciate a polvere

L'opinione diffusa secondo cui i componenti verniciati a polvere abbiano un aspetto peggiore rispetto a quelli verniciati a umido è un pregiudizio. Le moderne vernici in polvere consentono una vastissima scelta di colori, finiture opache e lucide, nonché la creazione di effetti metallizzati. Sono disponibili sia i colori standard secondo la cartella colori Classic, sia i colori di design RAL, i colori speciali, i colori neon e i colori del sistema cromatico NCS. I colori più comuni per le applicazioni industriali sono il nero, il bianco, l’antracite, il rosso, il giallo e l’argento.

Le vernici in polvere standard vengono reticolate (in gergo: “cotte”) a temperature comprese tra 160 e 190 °C e presentano una resistenza termica fino a 130 °C. Esistono tuttavia anche vernici in polvere speciali a base di silicone che polimerizzano a temperature notevolmente più elevate. Queste superfici resistono a temperature di 500 °C e oltre.

Se utilizzata correttamente, una superficie verniciata a polvere garantisce una durata molto lunga senza perdita di qualità. A seconda delle specifiche e della finitura, presenta un colore brillante, è estremamente resistente agli urti e agli agenti atmosferici e, ciononostante, di facile manutenzione. La robustezza e la lunga durata si riflettono anche nelle garanzie offerte dai produttori. I gestori dei moderni impianti di verniciatura a polvere concedono in media 5 anni di garanzia per le applicazioni generiche in ambienti interni ed esterni e fino a 10 anni per le applicazioni speciali.

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