Corona vs Tribo: Como Escolher uma Pistola Eletrostática de Pintura a Pó

Cada pistola eletrostática de pintura a pó no mercado usa uma de duas tecnologias fundamentais para aplicar carga elétrica às partículas de pó: carga corona ou carga tribo. Produzem jatos visualmente semelhantes, mas comportam-se de forma muito diferente em geometrias complexas, com consequências dramáticas para a eficiência de transferência à primeira passagem, a uniformidade de cobertura e a capacidade de revestir zonas de gaiola de Faraday.

Este guia explica quando cada tecnologia vence, onde cada uma falha e a regra de seleção que aplicamos ao especificar equipamento de aplicação para as linhas dos clientes na PowCEQ.

Como funcionam as pistolas corona

Uma pistola corona cria um campo elétrico de alta tensão (tipicamente 60 a 100 kV CC) entre um elétrodo na ponta da pistola e a peça ligada à terra. As partículas de pó que atravessam este campo captam eletrões livres do ar ionizado e ficam eletrostaticamente carregadas. As partículas carregadas seguem então as linhas de campo em direção à peça ligada à terra e depositam-se.

Características da carga corona:

• Densidade de carga elevada: as partículas transportam carga substancial em relação à sua massa, produzindo uma deposição atrativa mesmo a vários centímetros de distância
• Funciona com todas as químicas de pó padrão: epóxi, poliéster, híbrido, TGIC, poliuretano, sem alterações de formulação
• Capaz de velocidades de linha elevadas: velocidade de aplicação de 5 a 8 m/s mantendo a carga
• Limitação da gaiola de Faraday: o campo elétrico evita reentrâncias profundas, cantos e cavidades internas porque o campo termina na superfície ligada à terra mais próxima. O pó deposita-se nas superfícies externas, mas tem dificuldade em alcançar elementos reentrantes
• Reionização inversa em películas espessas: a acumulação excessiva de carga em superfícies já revestidas pode inverter o campo localmente, expulsando o pó (visível como defeito de casca de laranja ou de microfuros)

A corona é a tecnologia dominante na pintura a pó de produção. A Nordson, a Wagner, a Gema e a maioria dos fabricantes chineses constroem sobretudo sistemas de carga corona.

Como funcionam as pistolas tribo

Uma pistola tribo carrega o pó por fricção: à medida que as partículas são forçadas através de um tubo de PTFE (Teflon), captam carga por contacto com a parede do tubo. Sem alta tensão, sem ar ionizado, sem campo elétrico na ponta da pistola.

Características da carga tribo:

• Densidade de carga mais baixa: as partículas transportam menos carga por unidade de massa, tornando a deposição mais lenta e mais dependente da geometria
• Específica do pó: só os pós formulados com resinas adequadas a carga tribo funcionam bem; a maioria dos pós de uso geral tem um desempenho tribo medíocre
• Penetra gaiolas de Faraday: sem um campo elétrico a empurrar o pó para a superfície ligada à terra mais próxima, as partículas carregadas podem entrar em reentrâncias e elementos internos através das correntes de ar
• Sem reionização inversa: películas espessas não rejeitam o pó, permitindo camadas mais espessas numa única passagem em geometrias complexas
• Menor eficiência de transferência à primeira passagem em peças simples: 60 a 75% contra 70 a 85% de uma pistola corona bem afinada em trabalho plano

Onde cada uma vence

A corona vence em

• Peças planas e de forma simples: jantes automóveis, painéis agrícolas, mobiliário metálico, chapa plana
• Produção de grande volume: produção consistente, ampla compatibilidade de pós, controlos de processo bem conhecidos
• Químicas de pó padrão: qualquer poliéster ou epóxi de uso geral de qualquer grande fabricante de pós funciona sem reformulação
• Projetos sensíveis ao custo: as pistolas corona custam menos, têm controlos mais simples e são mais fáceis de assistir

A tribo vence em

• Geometrias internas complexas: caixas com cavidades internas, caixas de junção elétricas, estruturas em treliça, permutadores de calor
• Películas espessas: camadas de mais de 150 mícron numa única passagem, em que a reionização inversa da corona se torna um problema de qualidade
• Pós metalizados e texturados: alguns acabamentos especiais têm melhor desempenho com carga tribo porque a mistura mecânica no tubo de PTFE mantém a orientação do pigmento consistente
• Ambientes onde a alta tensão é proibida: instalações em áreas perigosas, onde o equipamento corona de 90 kV exige certificação dispendiosa

A regra de seleção que aplicamos

Em 80% das linhas de pintura a pó de produção, a corona é a resposta certa. Vale a pena especificar tribo apenas quando se verifica uma de três condições:

1. A geometria da peça tem zonas significativas de gaiola de Faraday: cavidades internas, canais profundos, estruturas em treliça, e a especificação de revestimento exige cobertura nessas zonas.
2. A especificação de película é superior a 120 mícron de espessura de película seca, onde a reionização inversa da corona causa taxas de defeito mensuráveis mesmo em equipamento bem afinado.
3. A instalação fica numa área perigosa (ATEX Zona 2 ou semelhante) onde o equipamento corona de alta tensão exige uma certificação que a tribo dispensa.

Em tudo o resto, o custo acrescido do equipamento tribo e do pó compatível com tribo não compensa. A especificação de revestimento real é cumprida por pistolas corona com maior débito, menor custo por peça e maior disponibilidade de pós.

Implementação híbrida: o compromisso de produção

Um padrão em crescimento em linhas de médio a grande volume é corona para as superfícies externas, tribo para os elementos internos. A cabine de pintura a pó utiliza 6 a 8 pistolas corona em reciprocadores automáticos para a cobertura principal, mais 2 pistolas tribo em posições manuais ou robóticas para retoques em cavidades internas. As pistolas corona funcionam a cerca de 80% de eficiência de transferência em superfícies abertas; as pistolas tribo acabam as zonas de gaiola de Faraday onde a corona não chega.

Esta configuração acrescenta 15 a 25% ao CapEx do equipamento de aplicação face a uma cabine só de corona, mas pode reduzir o retrabalho e as peças rejeitadas em 40 a 60% em geometrias complexas. Para clientes que revestem caixas, permutadores de calor ou peças arquitetónicas com detalhe interno significativo, costuma ser a especificação certa.

Especificar o equipamento de pistolas: os quatro números a pedir

Quando um fornecedor lhe orça pistolas, estes quatro números são o que separa o equipamento de nível de produção do equipamento de amador:

1. Eficiência de transferência à primeira passagem na geometria da sua peça: não um valor genérico, mas medido numa peça representativa da sua produção. Boas pistolas corona entregam 70 a 85% em trabalho plano; a tribo entrega 60 a 75%.
2. Caudal de pó (g/min): demasiado baixo e estrangula a linha; demasiado alto e desperdiça pó. As pistolas de produção típicas funcionam entre 100 e 300 g/min por pistola.
3. Tempo de mudança de cor: um sistema de pistolas moderno deve mudar de cor em menos de 5 minutos em cabines automáticas. Qualquer sistema que demore mais de 15 minutos está a custar-lhe débito em cada turno.
4. Intervalo de manutenção: substituição do tubo de PTFE na tribo, desgaste do elétrodo na corona, entupimento de bicos em ambas. Os custos semanais de consumíveis numa linha de produção de 4 pistolas devem ficar abaixo de 50 €.

Próximos passos

Se está a especificar equipamento de aplicação de pó para uma nova linha ou a modernizar uma cabine existente, a sequência certa é: identificar a geometria de peça mais desfavorável, medir a espessura de película alcançável num painel de ensaio com ambas as tecnologias e depois escolher a configuração (só corona, só tribo ou híbrida) que cumpre a sua especificação de qualidade ao menor custo ao longo da vida útil.

A PowCEQ especifica e fornece equipamento de aplicação de pó como parte de linhas de pintura a pó automatizadas completas. Se quiser ajuda a escolher entre corona e tribo para uma geometria de peça específica, envie-nos um desenho e uma especificação de revestimento: responderemos com uma recomendação de configuração, uma estimativa de eficiência de transferência e uma lista de pós compatíveis.