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Cabine di verniciatura a fiamma diretta

Le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono una tipologia di riscaldamento, oggi molto comune, per cabine di verniciatura in cui si utilizza gas naturale o gas di petrolio liquefatto (GPL) come combustibile.

Chiamate gergalmente anche cabine “a vena d’aria”, hanno la caratteristica di avere la fiamma estesa su un fornello previsto di fori attraverso i quali passa l’aria di processo. Oltre all’automotive, questi riscaldamenti sono preferibili per la verniciatura e l’essiccazione di grandi superfici, come ad esempio bus, trucks, navi o barche, ma sovente li si incontra anche nei processi di verniciatura dell’industria metalmeccanica.

Cabine di verniciatura a fiamma diretta: come sono fatte

Queste cabine di verniciatura utilizzano un bruciatore dove una fiamma di gas naturale o GPL rappresenta la sorgente di calore per riscaldare l’aria di processo sia in verniciatura che in essiccazione. La fiamma a diretto contatto con l’aria (non vi è più una camera di combustione da riscaldare) genera un flusso d’aria calda che circolando uniformemente all’interno della cabina, accelera drasticamente il processo di reticolazione della vernice e migliora la qualità dell’applicazione.

Sono impianti relativamente semplici da installare e richiedono poca manutenzione rispetto ai sistemi di verniciatura di primo impianto. In linea generale le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono costituite dai seguenti elementi:

Un corpo cabina: è la parte all’interno della quale avviene la spruzzatura. I pannelli che costituiscono le pareti sono generalmente in metallo o di altro materiale resistente al calore. La pannellatura è coibentata con materiali isolanti, come la lana di roccia o la lana di vetro, per mantenere il calore all’interno e ridurre l’impatto acustico.

Decenni fa, quando i sistemi di riscaldamento erano molto lenti a raggiungere la temperatura di set point, gli impianti erano divisi in due sezioni: una zona adibita alla spruzzatura; l’altra all’essiccazione. Oggi invece abbiamo sistemi combinati, in cui le due fasi avvengono tutte e due nello stesso luogo.

Sistema di combustione a gas: l’unità termo-ventilante è dotata di un sistema di combustione a gas che genera una fiamma modulante lungo un fornello. La fiamma diretta produce una grande quantità di calore, utilizzata per asciugare rapidamente la vernice applicata sulla superficie del prodotto.

Sistemi di filtraggio dell’aria: la cabina di verniciatura è dotata di sistemi multipli di filtraggio dell’aria, come ad esempio i filtri a tasche o a cartucce, i filtri cielo o i filtri a pavimento che trattengono sia le impurità provenienti dall’esterno che le particelle di over spray e contribuiscono a mantenere l’ambiente di lavoro pulito e sicuro.

Ventilazione: le cabine di verniciatura sono dotate di sistemi di ventilazione e devono  garantire un’adeguata ventilazione dell’aria all’interno del circuito (soprattutto con le vernici a base d’acqua) non solo per prevenire l’accumulo di over spray, ma anche per velocizzare la fase di appassimento.

Illuminazione: la cabina deve essere dotata di una illuminazione con almeno 750 lux, ad alta efficienza e possibilmente a LED per garantire una visibilità ottimale durante il processo di verniciatura. L’abbagliamento dovrebbe essere ridotto per evitare errori e stanchezza.

Sistema di controllo della temperatura: tutte le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono dotate di sistemi di controllo della temperatura, che consentono di regolare la temperatura all’interno della cabina in base alle esigenze del prodotto da verniciare.

Le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono essere personalizzate in base alle esigenze specifiche del settore industriale o artigianale di utilizzo. 

Settori di impiego delle cabine di verniciatura a vena d’aria

Le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono utilizzate in diversi settori produttivi, tra cui:

Settore automobilistico: le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono spesso utilizzate nell’industria automobilistica per la verniciatura di carrozzerie di veicoli e parti di grandi dimensioni, come camion, autobus o veicoli industriali.

Industria metalmeccanica: le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono utilizzate anche nell’industria metalmeccanica per la verniciatura di parti di grandi dimensioni come ad esempio macchine industriali, attrezzature per la movimentazione dei materiali, tubi e tubazioni, parti di impianti di produzione e così via.

Industria nautica: le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono spesso utilizzate nell’industria nautica per la verniciatura di grandi superfici di imbarcazioni come scafi e ponti.

Industria aerospaziale: le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono utilizzate nell’industria aerospaziale per la verniciatura di parti di grandi dimensioni di aeromobili come fusoliere, ali e timoni.

Settore delle costruzioni: le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono essere utilizzate anche nel settore delle costruzioni per la verniciatura di grandi superfici di strutture che una volta assemblate andranno a formare ponti, gru, pale eoliche o altri macchinari per l’escavazione e comunque di grandi dimensioni.

In generale, le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono utilizzate in qualsiasi settore in cui si richieda la verniciatura di parti di grandi dimensioni e dove sia necessario accelerare il processo di essiccazione della vernice, e conseguentemente l’efficienza produttiva.

Vantaggi di una cabina di verniciatura a fiamma diretta

Ci sono diversi vantaggi nell’utilizzo di una cabina di verniciatura a fiamma diretta, tra cui:

Investimento iniziale inferiore: le cabine di verniciatura a fiamma diretta sono generalmente meno costose rispetto ad altri tipi di cabine di verniciatura, ed hanno un ritorno di investimento (ROI) velocemente ammortizzabile.

Velocità di essiccazione: le cabine di verniciatura a fiamma diretta accelerano il processo di reticolazione della vernice grazie all’assenza della camera di combustione e dell’incredibile rendimento della combustione, che nella fiamma diretta si aggira intorno al 97% (combustione talmente efficiente che non si necessita di alcun camino fumi).

Risparmio di energia: grazie alla velocità di raggiungimento della temperatura di set point, l’uso della fiamma diretta per l’essiccazione della vernice può consentire di risparmiare energia rispetto ad altri tipi di riscaldamento, come ad esempio il riscaldamento tramite camera di combustione.

Adattabilità: le cabine di verniciatura a fiamma diretta, generando un riscaldamento a convezione, sono adattabili a diversi tipi di lavori di verniciatura, in particolare a quelli che coinvolgono grandi superfici come, ad esempio, le carrozzerie dei veicoli o le parti dell’industria metalmeccanica.

Manutenzione ridotta: le cabine di verniciatura a fiamma diretta richiedono meno manutenzione rispetto ad altri tipi di riscaldamento. Un riscaldamento a fiamma diretta può essere controllato una volta all’anno. Un riscaldamento con camera di combustione richiede almeno due check all’anno. Anche i tempi di intervento sono, con la fiamma diretta, ridotti al minimo.

In generale, le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono rappresentare una scelta vantaggiosa per le aziende che devono gestire grandi volumi di lavoro di verniciatura, grazie alla loro efficienza, versatilità e al loro potenziale di risparmio di energetico. 

Cabine di verniciatura a fiamma diretta

Aspetti da considerare nella scelta di una cabina di verniciatura con alimentazione a gas

Ci sono però anche aspetti da considerare nella scelta delle cabine di verniciatura a fiamma diretta, tra cui:

Impatto ambientale: le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono avere un impatto ambientale negativo a causa delle emissioni di gas serra prodotte durante la combustione del gas naturale o del GPL.

Costi elevati di combustibile: come assistito negli ultimi due anni, il costo del gas naturale o del GPL utilizzato per il sistema di combustione a gas può essere elevato a seconda del mercato locale di riferimento, soprattutto se si utilizzano grandi quantità di gas. Per questo motivo, è sempre utile utilizzare in abbinamento dei recuperatori di calore per abbattere del 50% i costi di carburante.

Controllo della temperatura: il controllo della temperatura all’interno della cabina può risultare difficile da gestire se il produttore non ha le competenze necessario per creare gli algoritmi di modulazione che andrà ad influenzare l’apertura ed in generale la regolazione della fiamma e non sa come posizionare i deflettori per convogliare l’aria in maniera ottimate attraverso il fornello ed evitare così la formazione in cabina di punti caldi e di punti freddi.

Limitazioni di applicazione: le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono non essere adatte per la verniciatura di alcuni tipi di materiali, come ad esempio quelli sensibili al calore o alla fiamma, o per la verniciatura di parti di piccole dimensioni.

Rischi di sicurezza: l’uso della fiamma aperta per l’essiccazione della vernice può rappresentare un rischio se non viene correttamente gestita e se non viene fatta la manutenzione periodica richiesta dal produttore. È quindi fondamentale che i lavoratori che utilizzano le cabine di verniciatura a fiamma diretta rispettino tutti gli standard di legge, che siano adeguatamente addestrati sulle manutenzioni e che vengano seguite le procedure di sicurezza appropriate.

Per tutti questi motivi è importante valutare attentamente le opzioni di combustibile a disposizione e considerare i costi, la disponibilità e gli impatti ambientali prima di scegliere quale tipo di combustibile utilizzare nella cabina di verniciatura a fiamma diretta. 

Vernici utilizzabili

In una cabina di verniciatura a fiamma diretta si possono utilizzare diversi tipi di vernice, a seconda delle esigenze specifiche del progetto di verniciatura. In generale, le vernici utilizzate in una cabina di verniciatura a fiamma diretta devono essere specificamente progettate per l’applicazione con questo tipo di impianto, in modo da garantire una verniciatura uniforme e di alta qualità. Inoltre, è importante seguire le indicazioni del produttore della vernice per quanto riguarda la diluizione e il tempo di essiccazione, per ottenere il miglior risultato possibile. Alcuni esempi di vernici che possono essere utilizzate in una cabina di verniciatura a fiamma diretta sono:

  1. Vernici a base di solvente: sono vernici a base di solventi organici che evaporano durante il processo di asciugatura lasciando una pellicola di vernice sulla superficie. Questo tipo di vernice ha una buona adesione e resistenza all’acqua e all’usura, ma può essere tossica e infiammabile.
  2. Vernici a base di acqua: sono vernici che utilizzano acqua come solvente anziché solventi organici. Sono meno tossiche e più ecologiche delle vernici a base di solvente, ma possono richiedere più tempo per asciugarsi. Sono usate nell’ automotive per le verniciature di secondo impianto. L’applicazione richiede attenzione e competenza, in quanto la preparazione della superficie e l’applicazione della vernice sono essenziali per ottenere una finitura di alta qualità e resistenza.
  3. Vernici a base poliuretanica: le vernici a base di poliuretano sono note per la loro resistenza e durata, e sono spesso utilizzate per la verniciatura di parti di grandi dimensioni come, ad esempio, le carrozzerie dei camion o bus.
  4. Vernici epossidiche: sono vernici a due componenti che utilizzano una resina epossidica come legante. Sono molto dure e resistenti all’acqua, alle sostanze chimiche e all’usura e possono essere utilizzate per la verniciatura di parti di metallo che devono resistere a sostanze chimiche corrosive.
  5. Vernici acriliche: le vernici a base di acrilico sono spesso utilizzate per la verniciatura di parti in plastica, ma possono essere utilizzate anche per la verniciatura di parti in metallo o in legno.
  6. Vernici viniliche: le vernici a base di vinile sono note per la loro resistenza alle intemperie e sono spesso utilizzate per la verniciatura di parti esposte agli agenti atmosferici come ad esempio i ponti.

Conclusioni

In generale, le cabine di verniciatura a fiamma diretta possono rappresentare una scelta vantaggiosa per le aziende che devono gestire grandi volumi di lavoro di verniciatura, grazie alla loro efficienza, flessibilità e al loro potenziale di risparmio energetico. Tuttavia, è importante valutare attentamente tutti gli aspetti, compresi gli svantaggi, prima di decidere quale tipo di cabina di verniciatura utilizzare per il proprio progetto di verniciatura.