Nowoczesne technologie malowania proszkowego
Na co zwracać uwagę przy projektowaniu i realizacji malarni – trendy i rozwiązania
Branża lakiernicza – zarówno w zakresie rozwiązań dotyczących linii lakierniczych, jak i samych farb i lakierów rozwija się niezwykle szybko. Wpływ na pojawiające się w niej trendy ma zarówno niezwykle szybki rozwój technologiczny – Przemysł 4.0, IoT, jak i oczekiwania branż, które intensywnie korzystają z malowania proszkowego i ciekłego.
Niezależnie od tego, czy analizujemy takie branże, jak motoryzacyjna, szeroko rozumiany przemysł, czy branżę architektoniczną i budowlaną, widoczne są silne zmiany technologiczne i idące za nimi oczekiwania. Wysoka efektywność w malowaniu, minimalizacja wtrąceń, możliwie cienkie powłoki, przy równoczesnym nacisku na bezpieczeństwo pracowników i dbałość o ochronę środowiska to dziś już niemal podstawa. Stąd też coraz intensywniejszy zwrot w stronę malowania proszkowego i poszukiwanie rozwiązań, które pozwalają na oszczędność energii, wody, czasu oraz na automatyzację określonych procesów.
Kolejnym czynnikiem napędzającym zmiany są uwarunkowania prawne wprowadzane zarówno przez wspólnoty państw, jak i poszczególne kraje.
Szanse rozwoju dla firm działających w dziedzinie szeroko rozumianego lakiernictwa i farb są silnie związane z umiejętnością uważnej obserwacji trendów w branżach klientów, zmian rynkowych i łatwością adaptacyjną. Natomiast liderami pozostaną te przedsiębiorstwa, które potrafią przewidywać zmiany, których badania są skupione na poszukiwaniu coraz bardziej zaawansowanych rozwiązań i wyprzedzaniu oczekiwań klientów.
„Prawo w branży lakierniczej silnie wpływa na powstające i ewoluujące trendy. Określone dyrektywy wpływają nie tylko na wymuszone zmiany, ale także szukanie nowych rozwiązań czy badania nad technologiami”.
Przyszłość branży lakierniczej w świetle prawa
Wspólnoty międzynarodowe i ich państwa członkowskie od lat podejmują działania zmierzające do poprawy nie najlepszej sytuacji środowiska naturalnego i naprawy lub minimalizacji negatywnych skutków działalności człowieka. Ich głównym narzędziem są najróżniejsze akty prawne, które mogą nakładać limity, obowiązki, zakazy lub nakazy na podmioty gospodarcze działające na terenie tych państw. Wobec rosnącej świadomości pogarszania się stanu środowiska i widma nadchodzącej katastrofy naturalnej, ustawodawstwo w tym zakresie staje się coraz bardziej rygorystyczne. W praktyce wymogi środowiskowe mogą stanowić o funkcjonowaniu, rozwoju albo przeciwnie – o zanikaniu niektórych rodzajów stosowanych technologii. Dla przemysłu lakierniczego obecny rozwój sytuacji oznacza postawienie pytania o przyszłość branży i o prawdopodobną wzrastającą pozycję lakiernictwa proszkowego względem pytania o istnienie sektora lakiernictwa ciekłego.
Ryzyko zanieczyszczenia powietrza
Jednym z najważniejszych celów, zarówno Unii Europejskiej, jak i Polski jest poprawa jakości powietrza. Według WHO zanieczyszczenie powietrza stanowi największe środowiskowe zagrożenie dla zdrowia w UE. Dane wskazują, że powoduje około 400 tysięcy zgonów rocznie i pochłania setki miliardów euro w postaci kosztów zewnętrznych związanych ze zdrowiem. W celu przeciwdziałania emisji szkodliwych substancji do atmosfery Unia Europejska wydała pakiet regulacji pod nazwą Clean Air Policy Package, w ramach którego dla Polski powołany został Krajowy Program Ochrony Powietrza. Zakładają one poprawę stanu powietrza w Polsce i w Europie o 20% do roku 2030.
Do najważniejszych założeń tych programów należy ograniczenie emisji do atmosfery niezwykle szkodliwych substancji, jakimi są pyły zawieszone – PM 10 i PM 2,5, które zawieszone w powietrzu osadzają się w organizmie człowieka i powodują ciężkie choroby. Pyły tego typu, emitowane w sposób zorganizowany lub niezorganizowany, są często efektami ubocznymi procesów przemysłowych. W przypadku zakładów lakierniczych pyły powstają przede wszystkim na etapie przygotowywania materiału do lakierowania – szlifowania i oczyszczania.
Drugim istotnym problemem, który w przypadku przemysłu lakierniczego ma nawet większe znaczenie niż emisja pyłów, jest wydzielanie LZO – Lotnych Związków Organicznych. LZO emitowane są w procesie malowania farbami i lakierami ciekłymi, których wykorzystanie wymaga użycia rozpuszczalników organicznych. Limity emisji LZO do atmosfery są nieustannie obniżane przez legislatywę unijną oraz organy rządowe.
Korzystanie z instalacji mogących emitować szkodliwe substancje: pyły i LZO wiąże się z koniecznością uzyskania przez przedsiębiorcę specjalnego pozwolenia: zwykłego – wydawanego przez odpowiedni organ ochrony środowiska, albo zintegrowanego – uzyskiwanego na szczeblu europejskim w przypadku przedsiębiorstw mogących zanieczyścić środowisko na większą skalę.
W celu ograniczenia do minimum wykorzystania niedoskonałych technologii uzyskanie pozwolenia zwykłego lub zintegrowanego obwarowane jest rygorystycznymi warunkami. Do najważniejszych narzędzi w tym przypadku należą standardy BAT, czyli najlepszej dostępnej technologii. Przedsiębiorca, który stara się o uzyskanie pozwolenia na eksploatację instalacji, musi wykazać, że jest to rozwiązanie najlepsze z dostępnych, po uwzględnieniu charakterystyki instalacji, lokalizacji geograficznej i lokalnych warunków środowiskowych. Na potrzeby realizacji założonych przez Unię celów poszczególne państwa mogą wprowadzać dodatkowe, bardziej drastyczne środki. W praktyce oznacza to eliminację technologii nieefektywnych i nieprzyjaznych środowisku. Po uzyskaniu takiego pozwolenia przedsiębiorcy zobligowani są do przeprowadzania okresowych kontroli emisji, opracowywania bilansów i raportów ze swojej działalności, a przekroczenie nadanych pozwoleniem uprawnień wiąże się z wysokimi karami pieniężnymi, zakazem używania emitującej szkodliwe substancje instalacji lub nawet pozbawieniem albo ograniczeniem wolności.
Dodatkowo korzystanie z instalacji mogących zanieczyszczać środowisko nakłada na przedsiębiorców obowiązek uiszczania tzw. opłaty za korzystanie ze środowiska. W przypadku emisji substancji niebezpiecznych do atmosfery, opłaty naliczane są od każdej z tych substancji za każdy kilogram.
Opisane wyżej regulacje mają dla przemysłu lakierniczego ogromne znaczenie, szczególnie jeśli chodzi o przyszłość linii lakierniczych ciekłych. Nakładane ograniczenia, a także alternatywa w postaci znacznie przyjaźniejszych środowisku lakierni proszkowych tworzy trend wspierający te drugie. W procesie produkcji i malowania powłokami proszkowymi ilości emitowanych do atmosfery substancji szkodliwych są dużo niższe niż przy powłokach ciekłych, głównie ze względu na brak konieczności stosowania rozpuszczalników.
Coraz bardziej restrykcyjne ograniczenia dotyczące pyłów oraz LZO sprawiają, że zarówno producenci farb rozcieńczalnych, jak i przedsiębiorcy używający ich w swoich zakładach borykają się z coraz większymi utrudnieniami w swojej pracy i z ponoszeniem coraz większych kosztów. W praktyce może to oznaczać, że wykorzystanie farb ciekłych rozpuszczalnikowych przestanie być opłacalne i malowanie proszkowe stanie się wiodącym akceptowalnym rozwiązaniem.
Ponowne wykorzystanie energii
Procesy lakierowania, zarówno ciekłego, jak i proszkowego, wymagają wysokich nakładów energetycznych. W szczególności zużywana jest energia cieplna (82%), w drugiej kolejności energia elektryczna (16%) oraz sprężone powietrze (2%). Energię cieplną pochłania przede wszystkim proces suszenia (74%) oraz obróbki wstępnej (26%). Z kolei energia elektryczna zużywana jest w procesach (w kolejności od najbardziej energochłonnego):
→ obróbki wstępnej,
→ suszenia,
→ w kabinie aplikacji proszku,
→ w systemie przenośników.
W przypadku lakierowania ciekłego pomalowane elementy wymagają szybkiego osuszenia, aby nałożona powłoka zachowała trwałość i nie pokryła się nieestetycznymi zaciekami. Z kolei lakierowanie proszkowe obejmuje etap utwardzania farby (w bardzo wysokiej temperaturze), przy grubszych elementach wymagający dłuższego czasu. W obydwu procesach konieczne jest także chłodzenie zimnym powietrzem, a na niektórych etapach, na przykład podczas przygotowania materiału do obróbki, zużywa się duże ilości wody.
Wysoka energochłonność lakierowania staje się problematyczna wobec postępujących działań Unii Europejskiej na rzecz racjonalizacji zużycia energii. Specjalne programy unijne dotyczące energii są systematycznie aktualizowane, a ich założenia za każdym razem stają się coraz bardziej rygorystyczne. Realizowany od 2006 roku plan na rzecz efektywności energetycznej zakładał zmniejszenie rocznego zużycia energii przez kraje członkowskie o 20% do roku 2020. Kolejna aktualizacja, wraz z Planem Czysta Energia dla Wszystkich Europejczyków z 2016 roku, podniosła poprzeczkę do 30% w roku 2030, a w 2018 Parlament Europejski wyraził poparcie dla pomysłu obniżenia zużycia energii o 40% w 2030 roku. Te ambitne założenia wymagają wprowadzania kolejnych ograniczeń nakładanych na państwa członkowskie oraz na przedsiębiorstwa działające na ich terenie. W związku z tym pojawiają się coraz większe oczekiwania wobec przedsiębiorców, aby ci wprowadzali rozwiązania energooszczędne i w miarę możliwości kilkukrotnie wykorzystywali potrzebne im zasoby.
Nowe technologie umożliwiają zaoszczędzenie dużych ilości energii, na przykład poprzez wykorzystanie energooszczędnych podzespołów lub systemów sterowania czasem spoczynku pomp (zostają uśpione na czas przerw w pracy i transportowania pustych zawieszek, co zyskuje znaczenie przy lakierowaniu dużych i odrębnych elementów).
Oferowane przez Ecoline automatyczne systemy lakierni do malowania proszkowego projektowane są z zastosowaniem technologii umożliwiających maksymalną oszczędność zużywanej energii (a także z możliwością wykorzystania zgromadzonego ciepła) przy jednoczesnym zachowaniu najwyższych standardów dotyczących ochrony środowiska naturalnego. Wszystkie oferowane przez Ecoline lakiernie posiadają certyfikat CE zgodny z dyrektywami Unii Europejskiej.
Nowoczesne rozwiązania pozwalają na zawracanie ciepła ze strefy utwardzania do strefy obróbki wstępnej bądź wykorzystywanie ciepłego odfiltrowanego powietrza do ogrzewania pomieszczeń danego przedsiębiorstwa, a specjalnie zaprojektowane konstrukcje lakierni sprawiają, że zimne powietrze zgodnie z prawami fizyki przemieszcza się z jednego miejsca linii lakierniczej do drugiego, dzięki czemu do jedynych strat dochodzi przy krańcowych punktach systemu.
Koncepcją proponowaną przez Ecoline jest zastosowanie wielu nowoczesnych technologii i opatentowanych rozwiązań do integracji poszczególnych etapów procesu oczyszczania malowanych detali i nakładania farb. Całość uzupełnia automatyzacja, pozwalając na wysoką dokładność pokrycia odpowiednimi powłokami w krótszym czasie pracy, dająca możliwość wprowadzenia ekologicznych rozwiązań w zakresie oszczędności i odzysku ciepła czy wody.
Lakiernie Ecoline to konstrukcje modułowe z możliwością rozbudowy i rekonfiguracji zgodnie z wymaganiami klienta. Ułatwia to nie tylko proces tworzenia nowej lakierni, ale także późniejszych zmian. Standardowe i dielektryczne kabiny do malowania proszkowego, centra kolorów, w pełni zautomatyzowane manipulatory z możliwością doposażenia w systemy sczytywania detali, a także kompletne zestawy do malowania ręcznego, pistolety do malowania automatycznego i kontrolery pozwalają na bardzo wysoki stopień dopasowania projektu do potrzeb klienta, podnosząc efektywność i bezpieczeństwo jego produkcji.
Należy jednak zauważyć, że na chwilę obecną instalacja i eksploatacja tego typu nowoczesnych technologii jest stosunkowo kosztowna, aczkolwiek przynosi także duże oszczędności w trakcie użytkowania. Aby obniżyć początkowe koszty, właściciele lakierni mogą przygotować się na pozyskiwanie środków zewnętrznych, aby móc zagwarantować swoim zakładom funkcjonowanie zgodne z wymogami środowiskowymi Unii Europejskiej.
Warto też zauważyć, że jednocześnie publikacje, takie jak sprawozdanie specjalne Europejskiego Trybunału Obrachunkowego wskazują, że działania Unii Europejskiej nie są wystarczające, aby skutecznie chronić zdrowie i życie Europejczyków. Można zatem spodziewać się, że w najbliższych latach standardy, których muszą przestrzegać przedsiębiorcy działający na terenie Unii, staną się jeszcze ostrzejsze.
Dwadzieścia lat doświadczenia
Ecoline od 20 lat pomaga klientom w codziennej realizacji ich celów biznesowych. Projektując i wdrażając zindywidualizowane linie lakiernicze, używając najwyższej jakości rozwiązań technologicznych i produktów, wpływamy na zwiększanie efektywności i produktywności firm, przy równoczesnej dbałości o ich pracowników i o środowisko naturalne.
