nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô

Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SƠN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SƠN
TRÊN Ô TÔ
1.1. Chức năng nhiệm vụ của sơn
Sơn là hợp chất hóa học bao gồm: nhựa hoặc dầu chưng luyện, có chất màu hoặc
không có chất màu. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta được lớp màng mỏng bám trên bề
mặt có tác dụng cách ly với môi trường khí quyển, bảo vệ và làm đẹp sản phẩm.
Sơn có nhiều loại và có những tác dụng khác nhau, trong đó chủ yếu là:
1.1.1 Tác dụng bảo vệ
Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường sử dụng các loại dụng cụ, thiết bị
được làm bằng kim loại, gỗ và chất dẻo. Vật liệu kim loại khi tiếp xúc với môi trường
ăn mòn, nước và không khí sẽ bị oxy hóa và ăn mòn, đặc biệt trong môi trường vùng
biển kim loại bị ăn mòn rất nghiêm trọng. Theo con số thống kê của một số nước, sự
ăn mòn hằng năm làm tổn hại từ 2% đến 4% tổng sản lượng kinh tế quốc dân (GDP).
Kết quả là tạo nên sự lãng phí rất lớn đến tài nguyên có hạn của quốc gia và làm cho
môi trường tự nhiên bị ô nhiễm nghiêm trọng.
Để bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn thường dùng phương pháp sơn, lớp sơn là lớp bảo
vệ có hiệu quả nhất trong nhiều lĩnh vực và đặc biệt trong công trình kiến trúc lớn. Ví
dụ: thiết bị trong môi trường vùng biển, nếu không có lớp sơn, tuổi thọ chỉ được vài
năm, khi được bảo vệ bằng lớp sơn chống ăn mòn lâu dài và định kỳ sơn, tuổi thọ sử
dụng có thể kéo dài 30 đến 50 năm, thậm chí đến 100 năm.
Gỗ và chất dẻo là hai loại nguyên liệu được sử dụng rộng rãi, gỗ thường bị mục nát
trong môi trường khí ẩm và vi sinh vật, chất dẻo thường bị lão hóa do nhiệt và ánh
sáng, vì vậy gỗ và chất dẻo cũng được bảo vệ bằng lớp sơn.
Điều quan trọng nhất của sơn là bảo vệ bề mặt sản phẩm. Màng sơn mỏng hình
thành trên bề mặt chi tiết cách ly với môi trường như nước, không khí, ánh sáng mặt
trời và môi trường ăn mòn (như axit, kiềm, muối…) bảo vệ sản phẩm không bị ăn
mòn. Nếu như bề mặt có lớp màng cứng, có thể làm giảm sự va đập, ma sát do đó sơn
còn có tác dụng bảo vệ cơ khí.
1.1.2 Tác dụng trang trí
Lớp sơn có thể tạo nên nhiều màu sắc khác nhau, đồng thời còn tạo ra bề mặt bóng,

bằng phẳng, lớp sơn mỹ thuật có dạng vân búa, nhăn, rạn… có tác dụng trang trí đẹp
làm thay đổi cảnh quan, được mọi người ưa thích. Khi bề mặt sản phẩm được phủ lớp
sơn, đặc biệt là sơn mỹ thuật thì màng sơn rất bóng, đẹp, có thể tạo ra nhiều màu tùy ý,
đẹp, dễ chịu, thoải mái.
1.1.3 Tác dụng chỉ dẫn
Sơn có rất nhiều loại màu như xanh, đỏ, tím, vàng… được dùng trong quản lý giao
thông, các đường ống của thiết bị hóa chất, những thiết bị cơ khí đặc biệt… có tác
dụng chỉ dẫn đề phòng nguy hiểm, tai nạn. Ngoài tác dụng bảo vệ và trang trí sơn còn
có công dụng đặc biệt, sơn các màu lên các thiết bị quân sự có thể ngụy trang, sơn
chống tia hồng ngoại có thể chống được địch phát hiện được mục tiêu quân sự. Đối với
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 1
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
ô tô là vật di chuyển trên đường nên cần phải sơn để cho người đi đường có thể nhận
biết từ xa.
1.1.4 Tác dụng đặc biệt
Ngoài tác dụng trên, sơn còn các công dụng đặc biệt
-Tính năng lực: sơn chịu mài mòn, sơn trơn, giảm ma sát…
-Tính năng nhiệt: sơn chỉ thị nhiệt, sơn chịu nhiệt độ, sơn chống lửa…
-Tính năng từ: sơn dẫn điện, sơn tĩnh điện dẫn điện, sơn hấp thụ từ…
-Tính năng quang: sơn phát sang, sơn phản quang…
-Tính năng sinh vật: sơn chống hà, sơn chống mốc…
-Tính năng hóa học: sơn chịu axit, chịu kiềm, và các loại hóa chất…
Những tính năng đặc biệt của sơn làm tăng cường tính năng và mở rộng phạm vi sử
dụng, do vậy yêu cầu về sơn và kỹ thuật sơn ngày càng cao.
1.2 Quá trình phát triển của sơn và kỹ thuật sơn
Sơn đã có từ hàng ngàn năm trước, sơn được làm từ các nguyên liệu thiên nhiên vì
vậy nên tính năng, phạm vi sử dụng, phương pháp gia công đều bị hạn chế. Sự phát
triển rất mạnh mẽ của công nghiệp dầu mỏ thế kỷ XX đã tạo nên nhiều loại nhựa tổng
hợp có tính năng ưu việt sản xuất ra các loại sơn mới như: sơn phenol formandehit,
sơn nitroxenlulo, sơn ankyd. Trong mấy thập niên trở lại đây, những loại sơn cao cấp

trong công nghiệp đều dùng từ sơn nhựa tổng hợp như: nhựa gốc amin, nhựa acrylat,
nhựa poliurethan, nhựa epoxy…những loại sơn này không chỉ góp phần quan trọng
vào sự phát triển của nền công nghiệp nói chung mà còn đặc biệt được quan tâm trong
ngành sản xuất chế tạo ô tô nói riêng.
Các phương pháp gia công sơn thủ công như quét, phun, nhúng, sơn trục lăn đã
chuyển sang các phương pháp gia công sơn hiện đại như: sơn tĩnh điện, sơn cao áp
không có không khí, sơn bột tĩnh điện, sơn nhúng tĩnh điện.
Niên đại
Các loại sơn chủ
yếu
Phương pháp gia
công
Đặc điểm
Thập niên 50 thế
kỷ XX
Sơn nitroxenlulo,
sơn ankyd, sơn
bitum
Phun sơn thủ công,
nhúng
Hiệu suất thấp,
nguy hiểm, ô
nhiễm môi trường
cao
Thập niên 60 - 70
thế kỷ XX
Sơn gốc amin,
acrylat, epoxy,
nhúng tĩnh điện
anốt, sơn bột.

Sơn tĩnh điện, sơn
nhúng tĩnh điện
anốt, sơn bột
Hiệu suất cao, an
toàn, ô nhiễm thấp
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 2
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Thập niên 80 thế
kỷ XX
Sơn không có dung
môi, sơn bề mặt
chất rắn cao, nhúng
tĩnh điện katốt
Sơn nhúng tĩnh
điện katốt, sơn tự
động, sơn sấy
quang, sơn cuộn
Tốt, hiệu suất cao,
an toàn, ô nhiễm
thấp
Thập niên 90 thế
kỷ XX
Sơn lớp trung gian,
sơn lót và sơn
quang tính nước,
sơn bóng chất rắn
cao
Sơn tĩnh điện, tính
nước, sơn nhúng
tĩnh điện katot dày

Chất thải phù hợp
với tiêu chuẩn
Thí nghiệm Sơn bề mặt tính
nước, sơn bóng bột
Sơn tĩnh điện
màng mỏng
Chất thải phù hợp
với tiêu chuẩn
Bảng 1.1 Quá trình phát triển của sơn và kỹ thuật gia công thế kỷ XX
1.3 Các loại sơn
Sơn có rất nhiều loại, mỗi loại có tính chất khác nhau. Căn cứ vào yêu cầu sử dụng
mà chọn loại sơn thích hợp
STT Loại sơn Ưu điểm Nhược điểm
1 Sơn dầu
Chịu khí hậu tốt, dùng trong
nhà, ngoài trời
Khô chậm, tính năng cơ khí thấp,
không thể mài, đánh bóng
2
Sơn thiên
nhiên
Khô nhanh, sơn gầy cứng, dễ
đánh bóng. Sơn bóng dẻo
chịu khí hậu tốt
Sơn gầy chịu khí hậu kém, sơn
béo không thể đánh bóng
3
Sơn phenol
formandehit
Màng cứng chịu nước, chịu

ăn mòn hóa học và cách điện
Dễ biến màu, màng sơn giòn
4 Sơn bitum
Chịu nước, chịu axit, cách
điện
Màu đen, không thể chế tạo các
loại sơn màu, chịu ánh sáng yếu
5 Sơn ankyd chịu khí hậu tốt, bóng, bền Màng sơn mềm, chịu kiềm kém
6
Sơn gốc
amin
Độ cứng cao, bóng, chịu
nhiệt, chịu kiềm, bám chắc
tốt
Ở nhiệt độ cao đóng rắn, màng
sơn sấy giòn
7
Sơn gốc
nitro
Khô nhanh chịu dầu, chịu
mài mòn, chịu khí hậu tốt
Dễ cháy, không chịu ánh sáng, tia
tử ngoại, không chịu nhiệt độ trên
60 độ C
8
Sơn nitro
xenlulo
Chịu khí hậu tốt, chịu ánh
sáng, tia tử ngoại, có loại
chịu kiềm

Bám chắc yếu, chịu ẩm yếu
9 Sơn
clovinyl
Chịu khí hậu tốt, chịu ăn mòn
hoá học, nước, chịu dầu
Bám chắc yếu, không thể đánh
bóng, mài, không chịu nhiệt độ
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 3
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
trên 80 độ C
10 Sơn vinyl
Đàn hồi tốt, màu trắng, chịu
mài mòn và chịu ăn mòn hoá
học
Chịu dung môi, chịu nhiệt kém,
không chịu ánh sáng
11 Sơn acrylat
Màng sơn không màu, chịu
nhiệt, chịu khí hậu tốt, bền
màu chịu ánh sáng, chịu ăn
mòn hoá học
Chịu dung môi kém
12 polyester
Hàm luợng chất rắn cao, chịu
nhiệt, chịu mài mòn và cách
điện
Bám chắc yếu
13 epoxy
Bám chắc tốt, chịu kiềm, dai,
cách điện

Chịu ánh sáng yếu, để ngoài trời
dễ tạo bột
14
Sơn
polyurethan
Chịu mài mòn tốt, chịu nuớc,
chịu ăn mòn hoá học, cách
điện, nhiệt
Khi phun gặp ẩm dễ tạo bọt,
màng sơn dễ tạo bọt biến vàng
15 Sơn silicon
Chịu nhiệt, bền trong không
khí, không biến màu, cách
điện, chịu nước, khó lão hoá
Chịu xăng kém, có loại giòn
16 Sơn cao xu
Chịu axit kiềm, chịu ăn mòn,
nuớc và chịu mài mòn
Dễ biến màu, không chịu ánh
sáng
Bảng 1.2 Phân loại và ưu nhược điểm các loại sơn
Sơn ô tô đòi hỏi tính năng cao nhất trong các loại sơn trang trí vì vậy dựa vào đặc
tính của từng loại sơn mà các nhà sản xuất đưa ra phương án phù hợp nhất để tạo ra
các loại sơn cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô.
Sơn nitroxenlulo cho thêm nhựa ankyd để làm tăng tính dẻo dùng dung môi pha
thành sơn. Sơn khô nhanh (khô bề mặt 15 phút, khô bên trong 1 - 1.5h) màng cứng,
chịu mài mòn, có thể đánh bóng. Nhược điểm của sơn là hàm lượng chất rắn thấp,
dung môi nhiều dễ cháy, độ bằng phẳng kém, gia công lúc ẩm ướt dễ biến trắng. dùng
để sơn lót xe ô tô, máy cơ khí, sản phẩm công nghiệp nhẹ, chất dẻo, da, vải, gỗ, đồ
dùng trong nhà sơn lớp thứ hai và sơn bề mặt.

Nếu tăng hàm lượng nhựa ankyd không khô sẽ làm giảm độ cứng không thể đánh
bóng. Độ bền khí hậu của sơn gốc nitroxenlulo rất kém để cải thiện cần cho thêm nhựa
gốc amin, làm tăng độ trong suốt, hàm lượng chất rắn và độ bền khí hậu. Sơn gốc
nitroxenlulo chịu ánh sáng kém sau một năm mất bóng, để cải thiện tính năng cho
thêm acrylat tính dẻo, có thể chịu ánh sáng, khí hậu, độ trong suốt, độ bóng, độ bám
chắc được nâng cao, sấy làm khô giảm đi nhưng dễ biến trắng, có thể dùng làm sơn ô
tô, sơn chất dẻo và gỗ.
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 4
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Sơn poliurethan có màng sơn bóng, cứng, chịu mài mòn tốt, bám chắc, chịu nhiệt,
chịu dung môi, tính bền hoá học cao là loại sơn cò nhiều tính năng tốt. Sơn sấy gốc
amin truyền thống và sơn sấy gốc amin acrylat dùng để sơn bề mặt ô tô, chịu mưa,
nắng, axit kém. Sơn sấy poliurethan chịu mưa nắng, axit tốt, dùng để sơn bề mặt ô tô
rất tốt.
Sơn nhựa gốc vinyl, nhựa polyvinylclorua (PVC) chịu ăn mòn hoá học tốt, chịu mài
mòn, nhưng độ kết tinh của nhựa rất mạnh, nhựa rất khó hoà tan, không thể làm sơn có
dung môi, thông thường chỉ làm sơn dày dạng keo, dùng làm sơn gầm ô tô hoặc vật
liệu trát khe hở xe ô tô.
Sơn hàm lượng chất rắn cao khoảng 80%. Có nhiều loại sơn như sơn ankyd, polieste,
epoxi, poliurethan, acrylat…trong đó hàm lượng chất rắn của sơn acrylat cao nhất.
không vượt quá 70%. Sơn hàm lượng chất rắn cao, sơn 1 lần có độ dày lớn hơn 40µm,
hiệu suất gia công cao. Sơn trong suốt acrylat, poliurethan dùng để làm chất đánh bóng
xe ô tô, có độ bóng rất cao, trang trí đẹp, sơn có màu dùng để sơn mặt ngoài xe ô tô.
Sơn epoxi có hàm lượng chất rắn cao, dùng làm sơn bảo vệ. Sơn polyeste có hàm
lượng chất rắn cao dùng để sơn lớp giữa xe ô tô hoặc tấm kim loại cuộn. Sơn
poliurethan hàm lượng chất rắn cao dùng làm sơn chất dẻo và gầm xe ô tô.
1.4 Những nhân tố cơ bản của sơn
Những nhân tố cơ bản của sơn gồm ba phần: nguyên liệu sơn, phương pháp và thiết
bị sơn, công nghệ và quản lý sơn
Nguyên liệu sơn (chủ yếu là sơn), phương pháp và thiết bị sơn là điều kiện quan

trọng bảo đảm chất lượng sơn nhưng không phải là điều kiện quyết định chủ yếu. Chất
lượng sơn tốt, thiết bị gia công tiên tiến là điều kiện cơ bản được màng sơn tốt, bảo
đảm thực hiện sơn có hiệu quả cao, kinh tế nhưng để được chất lượng cuối cùng của
lớp sơn phải dựa vào quản lý và công nghệ.
Khi chọn sơn, ngoài việc nghiên cứu đến chất lượng và giá cả, còn phải nghiên cứu
đến công nghệ và quản lý, sự phối hợp sơn và thao tác sơn. Nếu như sự phối hợp sơn
có vấn đề hoặc thao tác phức tạp, quá trình công nghệ khó khăn thì chất lượng sơn
không đảm bảo yêu cầu.
Chọn thiết bị sơn không những có hiệu suất cao, giá thành hợp lý mà còn phải đảm
bảo an toàn, thao tác và bảo dưỡng đơn giản. Nếu như thiết bị có độ an toàn độ bền
kém dễ sinh ra sự cố, quy trình công nghệ không thể thực hiện bình thường. Nếu như
thao tác sử dụng thiết bị khó, yêu cầu kỹ thuật cao và quản lý chất lượng kém, chất
lượng lớp sơn khó được đảm bảo. Nếu quản lý và chất lượng có vấn đề dẫn đến chất
lượng sản phẩm không ổn định, sản phẩm làm lại hoặc phế phẩm cao, gây lãng phí và
tăng giá thành, hiệu quả kinh tế thấp, gây khó khăn trong sản xuất.
Vì vậy, có loại sơn tốt, thiết bị tiên tiến còn phải có công nghệ tiên tiến và quản lý
tốt. Ba nhân tố trên có quan hệ mật thiết với nhau, tạo nên công nghệ sơn. Nó bao gồm
đặc điểm các loại sơn và cách chọn lựa sơn, phương pháp xử lý trước khi sơn, phương
pháp sấy khô màng sơn, quy trình công nghệ và quản lý sơn.
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 5
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
1.5 Đánh giá chất lượng lớp sơn
Chất lượng lớp sơn là nhân tố quan trọng khi đưa sản phẩm ra ngoài thị trường.
Với bề ngoài ấn tượng sẽ làm mọi người chú ý, điều đó quyết định sinh mệnh của sản
phẩm, thậm chí quyết định đến sự tồn tại của công ty. Trong môi trường cạnh tranh
khốc liệt, đòi hỏi các công ty phải tuân theo sự quản lý hiện đại, quản lý sản xuất theo
tiêu chuẩn hóa, theo sự phát triển của khoa học, các sản phẩm sơn phải xây dựng hệ
đánh giá chất lượng tương ứng. Xây dựng hệ đánh giá chất lượng sơn, cần phải bao
hàm các yếu tố sau:
-Tiêu chuẩn chất lượng sơn tiên tiến

-Phương pháp đo và quy phạm đo tiên tiến
-Hoàn thiện chế độ thao tác sản xuất sơn hợp lý
-Xây dựng đội ngủ quản lý và kiểm tra chất lượng
Cuối cùng là nội dung quản lý của công ty bao gồm cả kiểm tra nguyên liệu ban
đầu, kỹ thuật đo, công nghệ gia công.
1.Quy định tiêu chuẩn chất lượng sơn
2.Xác định tính năng lớp sơn: Sơn trước khi đưa vào kho cần kiểm tra và nghiệm
thu để tránh sự cố sinh ra trong quá trình thi công sơn, gây tổn thất kinh tế.
Trong đó có các hạng mục kiểm tra như: bề ngoài, độ nhớt, độ hạt, kiểm tra
hàm lượng chất rắn.
3.Xác định tính năng gia công sơn
4.Đo tính năng màng sơn
1.6 Các phương pháp sơn cơ bản
Có nhiều phương pháp để gia công sơn căn cứ vào các điều kiện sau để chọn phương
pháp gia công thích hợp
- Tính chất và chủng loại sơn
- Yêu cầu chất lượng sơn
- Thiết bị và công cụ nhà máy đang có
- Hình dáng, nguyên liệu, kích thước của bề mặt sản phẩm
Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm khác nhau. Vì vậy khi chọn trước tiên cần
chú ý tới phương pháp có tính kinh tế cao nhất nhưng vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ
thuật đặt ra. Khi gia công sơn thường dùng các phương pháp sau: phun sơn có không
khí, phun sơn cao áp không có không khí, phun tĩnh điện, nhúng tĩnh điện…
1.6.1 Phun sơn không khí
1.6.1.1 Nguyên lý
Phun sơn không khí dựạ vào dòng khí nén do sự chênh lệch áp suất giữa dòng
không khí nén đi qua vòi phun với bình phun chứa sơn, do đó sơn được hút ra trong
bình, nhờ dòng không khí nén đưa đến vòi phun, sơn được xé tơi thành những hạt nhỏ
bám đồng đều trên bề mặt sản phẩm.
1.6.1.2 Đặc điểm

Ưu điểm
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 6
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
- Hiệu quả cao mỗi giờ có thể phun được 150 - 200 m
2
, gấp 8 - 10 lần so với sơn
quét.
- Độ dày màng sơn đồng đều, độ bóng bằng phẳng, bề ngoài đẹp.
- Tính thực dụng cao, có thể áp dụng cho các loại sơn, các loại vật liệu, các loại sản
phẩm có hình dáng khác nhau, nơi nào có ít bụi là có thể sơn được, phun sơn là
phương pháp được sử dụng rộng rãi đặc biệt khi gia công các loại sơn mau khô.
Nhược điểm
- Sử dụng nhiều dung môi, khi làm việc dung môi bay hơi mạnh, làm ô nhiễm môi
trường, gây độc hại, dễ cháy nổ…vì vậy khi làm việc phải có thiết bị thông gió tốt.
- Hiệu suất sử dụng thấp, thông thường chỉ khoảng 50% - 60%, những chi tiết nhỏ
chỉ có 15% - 30%. Bụi sơn bay ra làm ô nhiễm môi trường, khi sản xuất lớn phải
tiến hành trong buồng sơn chuyên dùng.
1.6.1.3 Thiết bị
Thiết bị chủ yếu của phun sơn không khí là: máy nén khí, bình phân ly dầu khí, súng
sơn, ống dẫn khí, bình chứa sơn…
a. Máy nén không khí
Áp suất không khí lớn nhất của máy nén là 0.7 MPa (không tải). Dung lượng của
máy nén quyết định bởi lượng tiêu hao không khí súng sơn, cần phải đảm bảo áp suất
phun sơn của súng sơn trong khoảng 0.35 - 0.6 MPa. Trong quá trình sử dụng, hằng
ngày phải mở van xả nước của bình chứa khí, loại bỏ dầu và nước. Để đề phòng ảnh
hưởng của dầu và nước trong máy nén đối với màng sơn, cần lắp thêm bình phân ly
nước và dầu để làm sạch không khí.
Hình 1.1 Máy nén không khí
b. Thùng chứa vận chuyển sơn
Khi sản xuất hàng loạt, cần lắp đặt thùng chứa vận chuyển sơn. Thùng chứa vận

chuyển sơn kín có lắp máy khuấy, thiết bị trao đổi nhiệt, đầu vào không khí nén và bộ
phận giảm áp, máy lọc và đầu ra. Thể tích bình chứa sơn khoảng 20 - 120 lít, áp suất
gia công sơn khoảng 0.15 - 0.3 MPa (căn cứ vào số lượng súng sơn mà quyết định). Bộ
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 7
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
phận trao đổi nhiệt đảm bảo nhiệt độ sơn không thay đổi, đảm bảo độ nhớt của sơn
trong quá trình gia công không đổi.
c. Súng sơn
Súng sơn là bộ phận quan trọng nhất khi phun, theo phương thức mù hóa sơn có
hai loại: hỗn hợp bên trong và hỗn hợp bên ngoài
a b
Hình 1.2: phương thức hỗn hợp của không khí nén với sơn
a . Hỗn hợp bên trong
b . Hỗn hợp bên ngoài
1 : không khí nén
2 : sơn
Theo phương thức cung cấp sơn phân thành ba loại: kiểu hút, kiểu trọng lực, kiểu áp
lực.
Súng sơn kiểu hút nhờ dòng không khí cao tốc ở chỗ vòi phun sinh ra giảm áp, sơn
được hút lên thành dạng sương mù, lượng sơn phun ra chịu ảnh hưởng của độ nhớt, tỷ
trọng sơn và đường kính vòi phun. Vòi phun đường kính lớn, lượng sơn thoát ra nhiều
nhưng nếu áp suất không đủ, tạo thành mù sơn không tốt. Thể tích bình chứa khoảng 1
lít, dùng cho sản xuất nhỏ.
Bình chứa sơn của súng phun kiểu trọng lực lắp ở phía trên súng sơn, nhờ vào
trọng lực chảy đến vòi phun và tác dụng giảm áp của dòng khí cao tốc. Do đó, lượng
sơn thoát ra nhiều hơn súng phun sơn kiểu hút. Thể tích bình chứa sơn khoảng 200
-500ml, lượng sơn thoát ra nhiều nhưng dễ dàng chùi rửa. Nếu thay thế bằng thùng sơn
ở vị trí cao có thể thỏa mãn phun sơn hàng loạt.
Súng phun sơn kiểu áp lực, nhẹ, linh hoạt, lượng sơn phun ra có thể điều chỉnh
dựa vào biên độ rộng áp suất thùng sơn, có thể làm việc khi có nhiều súng sơn, thỏa

mãn yêu cầu sản xuất lớn.
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 8
2

1
1
2
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp

1 2 3
Hình 1.3 Súng sơn
1: Súng sơn kiểu hút và trong lực
2: Súng sơn kiểu trong lực
3: Súng sơn kiểu áp lực
Súng phun sơn tự động còn được gọi là rô bốt phun sơn thường được áp dụng ở
các dây chuyền sơn tự động, nó được lập trình để thực hiện các thao tác phun
một cách chính xác nhất cho chất lượng màng sơn tốt nhất.
Hình 1.4 Súng phun sơn tự động
1.6.1.4 Phạm vi ứng dụng
Phương pháp này được áp dụng đối với hầu hết các loại sơn. Thao tác phun dễ
dàng cho người sử dụng. Chất lượng lớp sơn phụ thuộc vào tay nghề của người lao
động. Phương pháp sơn này được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong đời sống và sản
xuất. Chủ yếu áp dụng ở các công ty, xí nghiệp vừa và nhỏ vì chi phí đầu tư trang thiết
bị thấp. Phương pháp sơn này có hai phương thức: phun thủ công và phun tự động.
- Phun thủ công: được thao tác bởi nhân tố con người, thường được áp dụng cho sơn
sửa chữa, sơn các chi tiết nhỏ, các công ty lắp ráp ô tô với số lượng nhỏ
- Phun tự động: được sử dụng trong các buồng sơn chuyên dùng, được áp dụng trong
các dây chuyền sản xuất hàng loạt với số lượng lớn. Vì phương pháp này không
làm ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động, cho chất lượng lớp sơn tốt và đồng
đều, năng suất hiệu quả cao.

1.6.2 Phun sơn cao áp không có không khí
1.6.2.1 Nguyên lý
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 9
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Phun sơn cao áp là dùng bơm cao áp tăng áp suất của sơn lên 10 - 25MPa, sơn di
chuyển với tốc độ 100m/giây, phun ra từ lỗ nhỏ đầu súng sơn, va đập mãnh liệt với
không khí tạo mù sơn đến bề mặt sản phẩm. Tạo mù sơn không cần không khí nén nên
gọi là phun sơn không có không khí.
1.6.2.2 Đặc điểm
Ưu điểm
So sánh với phun sơn không khí, phun sơn cao áp có những ưu điểm sau:
- Hiệu suất sơn cao, do lượng sơn cao áp thoát ra nhiều, hạt sơn phun ra có tốc độ
cao, nên hiệu suất sơn cao gấp ba lần so với phun sơn không khí.
- Hiệu quả sơn che phủ rất tốt đối với chi tiết phức tạp. Bởi vì mù sơn không có
dòng không khí nén, tránh những bộ phận như góc cạnh, khe hở vì có sự phản hồi
của không khí mà bị che lấp.
- Có thể phun sơn có độ nhớt cao, thấp. Khi phun sơn có độ nhớt cao được màng
sơn dày, giảm số lần gia công.
- Hiệu suất sử dụng sơn cao, ô nhiễm môi trường thấp. Bởi vì không có tác dụng
khuếch tán không khí nên khi phun không có không khí sơn bay ra ít, phun sơn
hàm lượng chất rắn cao dùng ít dung môi, lượng dung môi bay ra ít, vì thế cải
thiện được ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm
Nhược điểm của phun sơn cao áp không có không khí là: không thể điều chỉnh
được lượng sơn phun và biên độ mù sơn. Ngoài việc thay thế vòi phun, chất lượng bề
ngoài màng sơn thấp hơn phun không khí. Đặc biệt là không thích hợp gia công sơn
trang trí mỏng.
1.6.2.3 Thiết bị
Thiết bị phun sơn cao áp không có không khí gồm: nguồn động lực, bơm xi lanh trụ,
máy lọc, dây dẫn, súng sơn, bộ điều chỉnh áp suất và thùng chứa sơn

Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 10
5
Súng sơn
4
3
2
1
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.5 Thiết bị phun sơn cao áp không có không khí
1: Bơm cao áp
2: Nguồn động lực
3: Thiết bị lọc ổn áp
4: Ống dẫn
5: Bình chứa sơn
Hình 1.6 Máy phun sơn cao áp
- Nguồn động lực:
Nguồn động lực bơm cao áp gồm các loại: máy nén không khí, dung dịch nén,
máy xăng loại nhỏ…
- Bơm piston trụ:
Bơm piston trụ là bơm cao áp, phân làm hai loại: loại chuyển động đơn và loại
chuyển động kép.

Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 11
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
1 2
Hình 1.7 Nguyên lý làm việc bơm cao áp đơn và kép
1: Đơn 2: Kép
Bơm cao áp đơn chuyển động bằng động cơ, chỉ khi piston trụ di chuyển xuống
phía dưới, sơn được đẩy ra, khi di chuyển lên, sơn được hút lên. Cấu tạo bơm đơn
giản, giá thành rẻ nhưng độ bền thấp, khi sơn có độ nhớt cao, sơn được hút lên không

tốt.
Bơm cao áp dạng chuyển động kép, khi piston trụ chuyển động lên xuống đều
phun ra sơn, lượng sơn phun ra bằng nhau nên gọi là bơm có hai tác dụng. Đặc điểm
của nó là: chuyển động ổn định, biến động áp suất của sơn nhỏ, chi tiết bị mài mòn ít,
thời gian sử dụng dài.
- Máy lọc ổn áp:
Tác dụng ổn áp làm cho áp suất sơn ổn định. Khi piston trụ chuyển động lên
xuống ở hai đầu là điểm chết, tốc độ bằng không. Ở điểm chết này không có sơn phun
ra, áp suất sơn dao động không ổn định, thiết bị ổn áp làm giảm dao động này, nâng
cao chất lượng lớp sơn.
Thiết bị ổn áp là một cái ống ở dưới đáy sơn đi vào, đầu ra không có van đơn
hướng cầu thép, khi sơn đi vào có áp suất nhỏ hơn áp suất trong ống, van đóng chặt.
Thể tích của ống càng lớn, tác dụng ổn áp càng rỏ rệt. Thiết bị lọc và ổn áp ghép với
nhau dùng để lọc dung dịch, đề phòng sơn làm tắc đường ống cao áp.
- Ống dẫn sơn:
Yêu cầu ống dẫn sơn mềm, nhẹ, chịu ăn mòn dung môi và chịu cao áp trên 25
MPa. Ống chịu cao áp là ống mềm có hai lớp trong và ngoài là nilon hoặc politetra
flovinyl, ở giữa là sợi thép không gỉ, ngoài ra còn có dây tiếp đất. Thông thường dùng
ống trong khoảng 6 - 9mm, sơn có độ nhớt cao chọn ống có đường kính lớn, chiều dài
5 - 30m, không nên chọn ống dài quá để tránh tổn thất áp suất.
1.6.2.4 Phạm vi ứng dụng
Phun sơn cao áp không có không khí: chủ yếu dùng để sơn chi tiết, sản phẩm có
diện tích lớp như tàu biển, dầm cầu… ngoài ra còn sử dụng để sơn phần dưới của ô tô,
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 12
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
do hiệu quả bám dính cao hơn phương pháp phun sơn không khí nhưng chất lượng sơn
kém hơn vì vậy không dùng để sơn các lớp sơn trang trí yêu cầu chất lượng cao.
1.6.3 Sơn tĩnh điện
Hầu hết các nhà khoa học trên thế giới đều công nhận rằng: hiếm có một công
nghệ sơn hiện đại nào được phát minh và đưa vào sử dụng phục vụ sản xuất, thay thế

cho công nghệ sơn cũ mà cho chất lượng cao, vừa hạ giá thành sản phẩm nhưng chi
phí đầu tư lúc ban đầu lại như công nghệ cũ, đó là sơn tĩnh điện.
Hình 1.8 Nguyên lý phương pháp phun sơn tĩnh điện
1.6.3.1 Phương pháp phun sơn tĩnh điện
a. Nguyên lý
Sơn tĩnh điện dùng nguyên lý các hạt tích điện dương và âm hút nhau, và các hạt
điện tích cùng dấu đẩy nhau. Thiết bị sơn tĩnh điện dùng cực âm để nạp sơn, làm cho
các hạt sơn đẩy nhau và biến thành dạng sương mù. Sau đó các hạt sơn này được hút
vào bề mặt sản phẩm tích điện dương do tác dụng của lực điện trường.
b. Đặc điểm
Sơn tĩnh điện có những đặc điểm sau:
Ưu điểm
- Hiệu suất sử dụng cao, các sản phẩm như đường ống, các chi tiết nhỏ, hiệu suất
của sơn tĩnh điện trên 80%
- Bụi sơn bay ra ngoài ít, cải thiện điều kiện môi trường so với phương pháp phun
sơn không khí bởi vì những hạt bụi sơn lân cận sản phẩm cũng được hút vào do
lực hút tĩnh điện, còn phương pháp phun sơn không khí chỉ những hạt sơn nào tiếp
xúc với sản phẩm mới bám dính được.
- Góc cạnh sản phẩm có độ dày nhất định, tính bảo vệ tốt, do hiệu ứng mũi nhọn ở
góc cạnh, mật độ điện tích cao, màng sơn dày, do tác dụng sức căng bề mặt màng
sơn khô vẫn có độ dày nhất định.
- Màng sơn có bề ngoài đẹp, năng suất cao, thích hợp với sản xuất tự động hóa.
Nhược điểm
- Những chi tiết nhỏ có hình dáng phức tạp bị điện trường che khuất hoặc điện
trường phân bố không đều, có thể sửa lại bằng phương pháp phun thủ công.
- Độ dẫn điện của sơn và dung môi kém, độ bay hơi của dung môi có yêu cầu đặc
biệt, vì vậy khi sơn trên gỗ và chất dẻo phải dùng phương pháp đặc biệt mới có thể
sơn tĩnh điện.
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 13
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp

Cần có quy phạm nghiêm túc về an toàn lao động
c. Thiết bị
Thiết bị mấu chốt của sơn tĩnh điện là bộ phận khống chế tĩnh điện cao áp, bộ sinh
ra tĩnh điện cao áp và súng phun. Căn cứ vào nguyên lý tạo mù sơn khác nhau, súng
sơn tĩnh điện phân thành 3 loại chính : tạo mù sơn tĩnh điện ly tâm, tạo mù sơn tĩnh
điện không khí, tạo mù sơn tĩnh điện chất lỏng áp suất cao.
Hình 1.9 Súng phun sơn tĩnh điện
- Phun sơn tĩnh điện kiểu ly tâm:
Phun sơn tĩnh điện kiểu ly tâm là do tác dụng của lực ly tâm 2000 - 4000
vòng/phút, sơn lúc đầu hình thành giọt ở đầu súng phun mang điện tích âm, dưới tác
dụng đẩy nhau của điện tích tạo nên mù sơn. Phương pháp phun sơn kiểu ly tâm có 2
loại: phun sơn tĩnh điện kiểu bàn xoay và phun sơn tĩnh điện kiểu cốc xoay
+ Phun sơn tĩnh điện kiểu bàn xoay:
Tốc độ quay của bàn xoay 4000 vòng/phút, có bàn xoay tốc độ lên đến 6000
vòng/phút, ở tốc độ cao như vậy sơn đã có tốc độ mù hóa nhất định. Phương của lực ly
tâm của bàn xoay trùng với phương của điện trường. Vì thế, mù sơn của phun sơn tĩnh
điện kiểu bàn xoay bay ra rất ít, hiệu suất sử dụng rất cao. Khi làm việc bàn xoay có
thể lên xuống, làm cho sơn bám đồng đều. Do giá treo sản phẩm tự quay hoặc bố trí
hai bàn xoay, mặt trước và mặt sau của sản phẩm đều được sơn. Phun sơn tĩnh điện
kiểu bàn xoay dùng để sơn chi tiết nhỏ và trung bình, có hiệu suất sử dụng cao.
+ Phun sơn tĩnh điện kiểu cốc xoay
Đầu nhọn miệng cốc xoay, nơi điện cực phóng điện có mật độ điện tử rất cao, nâng
cao sơn mang điện tích. Tốc độ chuyển động của cốc xoay trên 2000 vòng/phút, có
loại đạt đến 6000 vòng/phút. Phương của lực ly tâm cốc xoay thẳng góc với phương
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 14
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
của điện trường, biên độ sơn có dạng vòng, mù sơn bay ra nhiều sơn hơn so với kiểu
bàn xoay.
Biên độ sơn là khoảng cách mà vệt sơn xuất hiện trên bề mặt sản phẩm, quyết định
bởi đường kính, tốc độ quay, lượng sơn phun ra và cường độ điện trường.

- Phun sơn tĩnh điện kiểu khí nén:
Đối với súng phun tĩnh điện cầm tay, do điện áp đưa vào tương đối thấp, mù hóa
sơn cần phải dựa vào không khí nén. Trước đầu súng sơn đặt điện cực phóng điện
dạng kim, làm cho hạt sơn mang điện tích bám trên bề mặt sản phẩm. Do tác dụng
khuếch tán va đập của dòng không khí nén, hiệu suất sử dụng loại phun sơn tĩnh điện
này thấp hơn so với phương pháp phun sơn tĩnh điện kiểu ly tâm nhưng lại cao hơn so
với phương pháp phun không khí, dùng để sơn những chi tiết có hình dáng phức tạp.
Hình 1.10 Máy phun sơn tĩnh điện kiểu khí nén
- Phun sơn tĩnh điện dung dịch cao áp:
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 15
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp này là kết hợp phun cao áp phun sơn tĩnh điện. Do sơn được tăng áp
khoảng 10 MPa, tốc độ phun ra của sơn rất mạnh, số điện tích của hạt sơn kém, hiệu
quả mù hóa cũng kém. Vì thế, phun sơn tĩnh điện loại này không như phun sơn tĩnh
điện không khí nén nhưng thích hợp để sơn những chi tiết phức tạp, lượng sơn thoát ra
nhiều, màng sơn dày, năng suất cao.
Nếu như phun sơn tĩnh điện cao áp kết hợp với gia nhiệt sơn thành sơn tĩnh điện
gia nhiệt cao áp, lúc này sơn gia nhiệt 40°C, áp suất sơn 5 MPa, do áp suất giảm đi, số
điện tích của màng sơn nâng cao nên hiệu quả sơn được cải thiện, màng sơn có bề
ngoài tương đối tốt.
d. Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sơn
- Điện áp:
Điện áp cao thấp ảnh hưởng tới số điện tích của sơn và hiệu suất bám, hiệu quả tĩnh
điện tăng theo điện áp, nhưng khi điện áp lớn hơn 10
5
V thì hiệu suất bám của sơn
không tăng. Vì thế, điện áp đều dưới 10
5
V, súng sơn cố định có điện áp là (8 - 9)x10
5

V, súng cầm tay có điện áp là 6x10
5
V. Do đó căn cứ vào súng sơn mà chọn điện áp.
Hình 1.11 Quan hệ giữa điện áp và hiệu suất bám
Hình 1.12 Quan hệ giữa điện áp xuyên kích và khoảng cách
giữa các điện cực
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 16
120
100
80
6040
20
100
80
60
40
20
H
i
ệ
u

s
u
ấ
t

b
á
m

(
%
)
Điện áp (KV)
20
40
60
80
100
100
200
300
Khoảng cách giữa
các điện cực (mm)
Điện áp xuyên
kích (KV)
1
2
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
- Khoảng cách giữa súng sơn và sản phẩm
Khi điện áp cố định cường độ điện trường tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa các
điện cực. Khi khoảng cách giữa súng sơn và sản phẩm quá gần sẽ gây ra hiện tượng
phóng điện. Nếu như khoảng cách quá gần thì hiệu suất bám của sơn giảm đi, do đó
khoảng cách giữa các điện cực vào khoảng 250 - 350mm, chi tiết nhỏ dùng trị số thấp,
chi tiết lớn dùng trị số cao. Súng phun tĩnh điện hiện tại có thiết bị bảo vệ an toàn tự
động chống sự phóng điện khi khoảng cách quá gần.
- Bố trí súng phun tĩnh điện:
Súng phun tĩnh điện cốc xoay phun ra có dạng hình vuông vì vậy phải bố trí nhiều
súng phun, để độ dày màng sơn đồng đều. Căn cứ vào hình dạnh chi tiết và mù sơn bố

trí các súng phun sơn không ảnh hưởng đến nhau. Khoảng cách giữa các súng phun
thường gấp 1.5 lần biên độ sơn, thông thường vào khoảng 800mm.
- Giá treo:
Giá treo phải chắc chắn không lay động trước sau để tránh khoảng cách quá xa hoặc
quá gần không những phải đảm bảo màng sơn bằng phẳng, đồng đều mà còn phải đảm
bảo an toàn. Chi tiết treo cách đất hoặc cách xích treo không nhỏ hơn 1m để tránh ảnh
hưởng độ che phủ của phù sơn trên chi tiết. Móc treo cần phải định kỳ làm sạch sơn
che phủ, bảo đảm chi tiết tiếp đất tốt.
- Đường kính cốc xoay:
Thông thường căn cứ vào chiều rộng và hình dánh của chi tiết mà sử dụng tổ hợp
súng phun cốc xoay có đường kính khác nhau để màng sơn đồng đều.
- Lượng sơn phun ra:
Khi lượng sơn phun ra lớn, một số sơn ở đầu súng không mang điện tích, hiệu quả
tĩnh điện không phát huy tác dụng lúc này cần bố trí nhiều vòi phun để làm tăng tổng
lưu lượng sơn. Để có năng suất cao, lưu lượng sơn càng lớn càng tốt nhưng với điều
kiện phải đảm bảo hiệu quả tĩnh điện.
- Yêu cầu đặc tính sơn:
Điện trở của sơn thông thường trên 100M
Ω
, sơn có trở kháng lớn, số phần tử
mang điện tích trong sơn tĩnh điện rất kém. Do đó sơn tĩnh điện cần cho dung môi có
cực để nâng cao độ dẫn điện của sơn, làm cho điện trở của sơn giảm còn 5 - 50 M
Ω
.
Sơn dẫn điện tốt, tốc độ tiêu hao điện tích rất nhanh, điện áp tĩnh điện tăng lên. Ví dụ:
sơn nước và sơn lót kim loại bình chứa sơn phải cách điện tốt với đất mới có thể thực
hiện sơn tĩnh điện.
Độ nhớt sơn ảnh hưởng đến tính năng mù hóa, thông thường vào khoảng 20 giây,
nếu như nâng cao hàm lượng chất rắn, cần gia nhiệt sơn 40°C, lúc đó độ nhớt của sơn
ở nhiệt độ thường có thể nâng cao 30 - 40 giây.

e. Phạm vi ứng dụng
Phun sơn tĩnh điện: chủ yếu dùng trong các dây chuyền sản xuất ô tô hàng loạt hay các
đồ dùng bằng điện. Chủ yếu sử dụng trong sơn lót các chi tiết bằng kim loại, sơn lót
lớp giữa trong ô tô. Phương pháp này cũng có hai phương thức: phun bằng tay và phun
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 17
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
tự động. Lớp sơn lót giữa của ô tô được sơn bằng phương pháp này cho độ bằng phẳng
bề mặt cao, độ bám dính tốt làm nền cho lớp sơn bề mặt rất tốt.
1.6.3.2 Phương pháp sơn bột tĩnh điện
a. Nguyên lý
Nguyên lý của sơn bột tĩnh điện cũng tương tự như phương pháp phun sơn tĩnh điện.
Sự khác nhau cơ bản của nó là sơn bột tĩnh điện sử dụng sơn ở dạng bột, còn phương
pháp phun sơn tĩnh điện sử dụng sơn ở dạng dung dịch.
Hình 1.13 Phương pháp sơn bột tĩnh điện
b. Đặc điểm
Sơn bột tĩnh điện là công nghệ không những cho ta những ưu điểm về kinh tế mà
còn đáp ứng được về vấn đề môi trường cho hiện tại và tương lai vì tính chất không có
chất dung môi của nó. Do đó về vấn đề ô nhiễm môi trường trong không khí và trong
nước hoàn toàn không có như ở sơn nước.
Ưu điểm
- Hiệu suất sử dụng cao trên 90%, là phương pháp phun sơn có độ ô nhiễm thấp
- Thích hợp với sản xuất tự động năng suất cao
- Màng sơn dày, độ dày một lần sơn 100 - 300µm
- Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người thực hiện thao tác hoặc các thiết bị khác
mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào.
- Tuổi thọ thành phẩm lâu dài
- Không bị ăn mòn bởi hóa chất hoặc bị ảnh hưởng của tác nhân hóa học hay thời
tiết.
- Sơn tĩnh điện dạng bột là phương pháp sơn ít tốn kém nhất trên giá thành sản phẩm
mà trong những kỹ thuật sơn hiện tại trên thế giới đang sử dụng (kể cả sơn tĩnh

điện dạng nước).
Nhược điểm
- Nhiệt độ sấy cao trên 200°C, màng dễ biến màu
- Thiết bị chuyên dùng thay màu không thuận lợi
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 18
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
- Sau khi sấy màng sơn khó sơn sửa chữa lại
- Tính trang trí màng sơn kém, độ bóng và độ bằng phẳng không bằng phun sơn
- Sơn bột có độ bám chắc kém, nhiều trường hợp phải sử dụng xử lý bằng nhiệt
luyện. Sơn bột có hai loại: sơn nhiệt dẻo và sơn nhiệt rắn. Sơn bột nhiệt dẻo chuyên
dùng có loại: liclovinyl, polivinyl, poliacrylat, nhựa Flo, poliether clo hóa… Sơn
bột nhiệt rắn gồm các loại: epoxi, polieste, acrylat, poliurethan… Độ nóng chảy, độ
nhớt nóng chảy của sơn bột nhiệt rắn thấp hơn sơn bột nhiệt dẻo, độ bám chắc và
độ bằng phẳng của màng sơn của sơn bột nhiệt rắn tốt hơn sơn bột nhiệt dẻo. Phần
lớn nhựa sơn bột nhiệt dẻo có tính kết tinh, sau khi sấy, tiến hành xử lý sấy nước để
đảm bảo độ bám chắc của màng sơn.
c. Thiết bị
Thiết bị sơn bột tĩnh điện gồm có: bộ phận cung cấp sơn, bộ phận sinh tĩnh điện,
máy sơn tĩnh điện, phòng phun, hệ thống bột hồi lưu và phòng sấy.
Điện áp đầu ra của bộ phận sơn tĩnh điện phải đạt đến 60 - 100KV, dòng điện nhỏ
hơn 300μA. Thông thường ống tinh thể tiêu hao điện thấp, thể tích nhỏ, có thiết bị an
toàn.
Hình 1.14 Máy sơn bột tĩnh điện SH - 206
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 19
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.15 Máy sơn bột tĩnh điện VPEC - 201
Hình 1.16 Buồng sơn bột tĩnh điện
Súng phun tĩnh điện gồm có loại cố định và loại cầm tay. Sản xuất trên dây
chuyền thường dùng loại cố định, gia công trên hiện trường thường dùng loại cầm
tay… Phân loại súng sơn tĩnh điện theo hình thức mang điện: loại mang điện bên trong

và loại mang điện bên ngoài. Mang điện bên trong là nhờ vào sự phóng điện giữa cực
kim và điện cực vòng trong ống mà mang điện tích, cường độ điện trường lớn 6 -
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 20
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
8KV/cm thích hợp phun lượng bột lớn, chi tiết có hình dánh phức tạp. Mạng điện bên
ngoài là nhờ sự phóng điện giữa súng sơn và sản phẩm mà mang điện tích, cường độ
điện trường nhỏ hơn loại mang điện bên trong nhưng kết tủa nhanh, năng suất cao,
được ứng dụng nhiều. Tùy theo hình dáng, độ lớn nhỏ của chi tiết, giảm tác dụng phản
hồi của bột sơn. Để khuếch tán sơn bột của súng phun tĩnh điện dùng các phương
pháp: phương pháp phân tán va đập, phương pháp phân tán không khí, phương pháp
phân tán quay và phương pháp phân tán khuấy. Trong đó phương pháp phân tán va
đập thuận lợi được dùng nhiều.
1 2
Hình 1.17 Hình thức mang điện súng phun sơn bột
1: Mang điện bên trong
2: Mang điện bên ngoài

Hình 1.18 Súng sơn bột tĩnh điện dạng cố định
Bộ phận cung cấp sơn cần phải liên tục, đồng đều đem sơn bột cung cấp cho súng
sơn. Thông thường gồm có 3 loại: loại dùng áp suất, loại hút và loại cơ khí. Bộ phận
cung cấp sơn loại áp suất có thể tích 15 - 25 lít, cung cấp sơn bột không liên tục, dùng
để cung cấp sơn bột cho súng phun cầm tay, không thích hợp dùng trong dây chuyền
tự động. Bộ phận cung cấp sơn cơ khí có thể cung cấp sơn định lượng chính xác, dùng
cho dây chuyền sản xuất liên tục. Bộ phận cung cấp sơn kiểu hút, bột trong đầu ống
được hút ra nhờ dùng không khí nén, hình thành dòng khí bột, bột trong đầu ống ít nên
rửa và thay màu dễ dàng, tính thực dụng cao.
Thiết bị thu hồi sơn bột: để thu hồi bột không bám vào sản phẩm và để đề phòng
bụi sơn làm ô nhiễm môi trường, hiệu suất bám của sơn bột khi sơn tĩnh điện thông
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 21
Không khí sạch

Đầu ra bụi
Đầu vào bụi
không khí
1
9
3
2
6
5
4
8
7
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
thường chỉ có 30 - 35%, cần phải có thiết bị thu hồi mới có thể nâng cao hiệu suất trên
95%, nâng cao hiệu quả kinh tế. Thiết bị thu hồi gồm có ác loại: loại quay, loại túi vải
và loại phối hợp của chúng. Loại quay tiếng ồn lớn tiêu hao điện nhiều, hiệu suất thu
hồi không cao. Loại túi vải có thể tích nhỏ, tiếng ồn ít, hiệu suất thu hồi cao nhưng cần
phải dùng biện pháp gây chấn động hoặc thổi dòng khí ngược để túi vải không bị tắc.

a) b)
Hình 1.19 Thiết bị thu hồi sơn
a) Kiểu xoay
b) Kiểu vải lọc
1: vỏ ngoài 2: máy thông gió ly tâm 3: động cơ 4: vải lọc 5: ống không khí
6: kết cấu chấn động 7: đế máy 8: bảng điện 9: bộ phận giảm tiếng ồn

Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 22
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.20 Phòng sơn và thiết bị thu hồi bột sơn
Những nhân tố ảnh hưởng đến công nghệ sơn tĩnh điện sơn bột là: điện áp sơn, khoảng

cách, áp suất cung cấp sơn và đặc tính của sơn bột.
Đặc tính của sơn bột là độ hạt và độ dẫn điện. Bột càng mịn, tính lưu động của bột
càng tốt, dễ bịt kín thiết bị, khả năng che phủ của sơn cao và được lớp sơn mỏng,
nhưng bụi sơn bay ra cũng nhiều. Độ dẫn điện của sơn bột ảnh hưởng tới hiệu suất
bám và hiệu suất tích điện, điện trở suất thích hợp là 1010 - 1014Ωcm.
Điện áp khi sơn là 60 - 90KV, cự ly phun thích hợp là 250mm. Lúc đó, sơn bột có
hiệu suất bám cao. Áp suất cung cấp sơn ảnh hưởng tới hiệu suất tích điện của dòng
khí sơn bột và tính phân tán, khi áp suất càng tăng hiệu suất bám giảm đi.
Khi sơn bột tĩnh điện cần phải tăng cường xử lý bề mặt để nâng cao độ bám chắc
của sơn.
d. Một số phương pháp sơn bột khác
Sơn bột không ở trạng thái lỏng, vì thế phải gia công bằng những thiết bị và
phương pháp sơn chuyên dùng như phương pháp lưu hóa, phương pháp lưu hóa tĩnh
điện và phương pháp nhúng tĩnh điện … nhờ vậy mà những hạt bột sơn do lực hút tĩnh
điện hoặc nóng chảy bám trên bề mặt sản phẩm. Khi sấy qua các giai đoạn nóng chảy
ướt, bằng phẳng đóng rắn tạo thành màng sơn.
- Phương pháp lưu hóa là đem chi tiết gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng
chảy sơn 20 - 30°C, sau đó đem nhúng vào thùng sơn lưu hóa, chi tiết tiếp xúc với
sơn bột, sơn bám trên bề mặt, tạo thành lớp sơn hoàn chỉnh. Phương pháp lưu hóa
chỉ thích hợp với chi tiết nhỏ có dung lượng nhiệt lớn, không thích hợp với tấm
mỏng dung lượng nhiệt nhỏ. Chi tiết gia nhiệt càng cao, lớp sơn càng dày, thông
thường vào khoảng 100 - 300µm. Phương pháp gia nhiệt lưu hóa không thể hình
thành màng sơn mỏng, độ dày nhỏ hơn 100µm. Ngoài ra khi sơn phương pháp lưu
hóa, nhựa chịu nhiệt độ cao, thời gian dài, sau khi sấy, thường phải dùng nước làm
nguội cưỡng bức làm giảm tác dụng phân hủy nhiệt.
- Phương pháp lưu hóa tĩnh điện là chi tiết trong thùng sơn lưu hóa được hấp thụ sơn
bột thông qua tĩnh điện, vì thế không cần gia nhiệt sơn, vẫn được màng sơn mỏng
hoàn chỉnh, nhưng chỉ thích hợp với sơn chi thiết nhỏ.
- Phương pháp nhúng tĩnh điện sơn bột là đem bột pha nhựa phân tán trong sơn
nhúng tĩnh điện, theo phương pháp sơn nhúng tĩnh điện, khi sấy bám trên bề mặt

một lớp sơn gồm có bột nhựa và sơn nhúng tĩnh điện. Nó có ưu điểm của sơn
nhúng tĩnh điện như thời gian kết tủa ngắn, năng suất cao, độ dày màng sơn đồng
đều, có thể điều chỉnh độ dày thông qua điện áp. Ngoài ra còn tránh được những
vấn đề tồn tại khi gia công sơn bột theo phương pháp thông thường. Những nhược
điểm của phương pháp này là do tác dụng của nước, khi sấy sinh ra lỗ xốp của sơn,
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 23
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
nhiệt độ sấy cao, lớp sơn dày hơn khi sơn nhúng tĩnh điện thông thường vào
khoảng 40 - 100μm.
e. Phạm vi ứng dụng
Hiện nay công nghệ sơn bột tĩnh điện được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành
công nghiệp như: công nghiệp hàng hải, công nghiệp hàng không, công nghiệp chế tạo
xe hơi và xe gắn máy… đến các lĩnh vực như sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây
dựng dân dụng…
Thường dùng để sơn các sản phẩm là các chi tiết vỏ cột bơm xăng, kết cấu khung
thép nhà máy, các chi tiết xe máy, vỏ nồi cơm điện, khung bếp gas Dễ dàng tự động
hoá tiết kiệm được chi phí nhân công, dễ dàng lưu trữ, không yêu cầu công nhân có tay
nghề cao (khi không đạt yêu cầu có thể làm lại dễ dàng). Công nghệ sơn bột đang ngày
một phát triển hơn do môi trường ngày càng đuợc quan tâm hơn.
1.6.3.3 Phương pháp sơn nhúng tĩnh điện
a. Nguyên lý
Dòng một chiều được cấp vào bể sơn và vật thể. Lớp sơn tạo ra dính vào bề mặt
vật thể qua một quy trình gọi là sự điện phân. Quá trình kết tủa điện phân (ED) là một
phương pháp sơn đặc biệt mà nó phân tán trong nước và bám trên bề mặt nền của vật
sơn để tạo thành lớp màng đồng đều không hòa tan trong nước.
Có hai loại sơn nhúng tĩnh điện, quá trình kết tủa bằng ion tích điện âm chuyển
động đến cực dương thân xe và quá trình kết tủa bằng điện ion tích điện dương chuyển
động đến cực âm của thân xe.

ED tích điện âm ED tích điện dương

Hình 1.21 Nguyên lý sơn nhúng tĩnh điện
Quá trình kết tủa bằng điện ion tích điện âm chuyển động đến cực dương, thân xe
là cực dương và thùng sơn tích điện âm. Nạp điện âm vào bể, các hạt nhựa mang điện
âm (ion âm). Khi có dòng điện chạy qua, các hạt nhựa đi đến bề mặt thân xe tích điện
dương, ở đó trung hòa điện âm của nó, vì vậy tách ra khỏi các phần tử nhựa không hòa
tan được.
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 24
Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM Đồ án tốt nghiệp
Quá trình kết tủa bằng điện ion tích điện dương chuyển động đến cực âm, thân xe
là cực âm và thùng sơn tích điện dương. Quy trình này dùng loại sơn chứa các hạt
nhựa đi đến cực âm (ion dương) trong bể. sơn kết tủa bằng điện dương có tính chống
gỉ tốt hơn loại sơn kết tủa bằng điện âm, vì vậy loại sơn tích điện dương được sử dụng
rộng rãi trong hầu hết các loại sơn ô tô hiện đại.
Sau khi trung hòa nhựa của sơn nhúng tĩnh điện trong axít và kiềm, có thể hòa tan
phân tán trong nước, chất trùng hợp này có thể hòa tan tạo thành những hạt keo mang
điện. Trong điện trường một chiều các hạt keo được ion hóa đồng thời có tác dụng
điện ly, điện phân, điện kết tủa và điện thẩm thấu bám một lớp nhựa trên bề mặt kim
loại. Bốn quá trình này đều có tác dụng quan trọng trong sơn nhúng tĩnh điện.
- Điện li:
Trong điện trường một chiều, hạt keo mang điện sẽ chuyển động đến điện cực có điện
tích ngược dấu với nó, tốc độ chuyển động phụ thuộc vào điện thế, độ nhớt của sơn…
quá trình như vậy gọi là điện li.
- Điện phân:
Dung dịch trong điện trường 1 chiều, nước điện phân, ở vùng anốt có phản ứng như
sau:
2OH → 2H
+
+ O
2
↑ + 4e

Và katot có phản ứng sau:
2H
2
O + 2e → 2OH + H
2
↑
Quá trình điện phân làm cho giá trị pH của dung dịch tiếp xúc anốt giảm đi, giá trị
pH của dung dịch tiếp xúc katốt tăng lên. Ở hai mặt tiếp xúc điện cực đều sinh ra chất
khí. Độ dẫn điện của dung dịch điện phân ngày càng lớn, điện phân ngày càng mãnh
liệt, giá trị pH thay đổi càng lớn, bọt khí sinh ra càng nhiều. Tạo bọt khí là nguyên
nhân cơ bản tạo nên màng sơn nhúng tĩnh điện có nhiều lỗ châm kim và thô.
- Điện kết tủa:
Sự ion hóa và ổn định phân tán trong nước của sơn nhúng tĩnh điện anốt khi
pH = 8 - 9; ion hóa và ổn định phân tán trong nước của sơn nhúng tĩnh điện katốt khi
pH = 5 - 6.7. Nhưng khi điện phân dung dịch chất điện phân, giá trị pH của dung dịch
tiếp xúc anốt giảm còn 3 - 4; giá trị pH của dung dịch tiếp xúc katốt tăng lên 12, khi
hạt keo được ion hóa điện li đến bề mặt điện cực, hạt keo trung hòa mất ổn định tách ra
bám trên bề mặt điện cực. Phản ứng kết tủa của sơn nhúng tĩnh điện katốt như sau:
2 H
2
O + 2e → 2OH + H
2
↑
Polym – N
+
HR
+
2
+ OH → Polym - NR
+

2
↓ + H
2
O
Phản ứng điện kết tủa sơn nhúng tĩnh điện anốt tương đối phức tạp, có phản ứng như
sau:
2OH → O
2
↑ + 2H
+
+ 4e
Polym - CO
2
+ H
+
→ Polym – CO
2
H ↓
Fe → Fe
+
2
+ 2e
2Polym - CO
2
+ Fe
+
2
→ Polym – Fe – Polym ↓
2Polym - CO
2

→ Polym – Polym ↓ + 2 CO
2
↑ + 2e
Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô Trang 25