Nghiên cứu tổng quan về công nghệ sơn vỏ ô tô. Lập quy trình kiểm tra đánh bóng bằng xi và máy đánh bóng trên xe ô tô Ford

Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở nước ta ngày nay đang là 1 ngành hết sức
quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Phát triển ngành công nghiệp này sẽ là động
lực và sức mạnh để giúp đất nước hoàn thành công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa
và trở thành một nước phát triển. Sự ảnh hưởng của nó đến các ngành công nghiệp
khác là rất đáng kể và thể hiện là một trong những ngành xương sống của nền kinh tế.
Việc đi sâu vào phát triển ngành, thu hút vốn đầu tư nước ngoài, ứng dụng khoa
học công nghệ và mở cửa hội nhập là những điều kiện tiên quyết để có một ngành
công nghiệp sản xuất ô tô vững chắc. Việt Nam, đất nước của hơn 83 triệu dân với
mức tăng trưởng cao về kinh tế thì một viễn cảnh tươi sáng của ngành công nghiệp ôtô
là có thể.
Phát triển ngành công nghiệp này sẽ cho phép đất nước tiết kiệm được những
khoản ngoại tệ đáng kể dành cho nhập khẩu, cũng như phát huy được một số thế mạnh
nổi trội hiện nay, như chi phí cạnh tranh của nguồn nhân lực. Đặc biệt, sẽ có những tác
động trực tiếp mang tính tích cực lên một số ngành công nghiệp và dịch vụ mà Việt
Nam đang rất cần, như hóa dầu, thép, phân phối. Trong đó công nghệ sơn vỏ ô tô
chiếm 1 phần phát triển thành công rất lớn .Với những lí do đó em đã chọn “Đề tài:
Nghiên cứu tổng quan về công nghệ sơn vỏ ô tô. Lập quy trình kiểm tra đánh bóng
bằng xi và máy đánh bóng trên xe ô tô Ford” để tìm hiểu và phân tích về một ngành
đang rất được nhà nước quan tâm phát triển.
Nội dung đề tài gồm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu chung về sơn và các phương pháp sơn trên ôtô
Chương 2: Nghiên cứu quy trình công nghệ sơn vỏ trên xe Ford
Chương 3: Lập quy trình đánh bóng bằng xi và máy đánh bóng trên xe Ford
Em mong rằng đề tài của em hoàn thành sẽ góp phần nhỏ giúp các bạn học sinh
sinh viên khoa tìm hiểu sâu hơn về lập quy trình đánh bóng bằng xi và máy đánh bóng
trên xe Ford. Đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh sinh viên
chuyên ngành CNKT ôtô cũng như các bạn sinh viên chuyên ngành khác ham thích
tìm hiểu về ôtô.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn ThS. Đỗ Công Đạt đã

tận tình giúp đỡ, chỉ bảo đến nơi đến chốn, tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần
cũng như tài liệu nghiên cứu bên cạnh đó là sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo và
các bạn trong suốt quá trình em thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Dương, ngày…tháng 4 năm 2014
Sinh viên thực hiện
1
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
CHƯƠNG I: 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 của sơn
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. 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. Do đó để bảo vệ kim loại khỏi
ăn mòn thường dùng phương pháp 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.
1.2 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.
2
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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
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 1.1Quá 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
Bám chắc yếu, chịu ẩm yếu
3
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
chịu kiềm
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
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
polyurethane
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
sang
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.
4
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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 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:
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.
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP SƠN CƠ BẢN
Có nhiều phương pháp sơn, 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.
1.5.1 Phun sơn không khí
1.5.1.1 Nguyên lý sơn không khí
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.
5
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
1.5.1.2 Đặc điểm sơn không khí
Ưu điểm:
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.
1.5.1.3 Thiết bị sơn không khí
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…
- 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
- 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
6
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

gia công sơn khoảng 0.15 - 0.3 MPa (căn cứ vào số lượng súng sơn mà quyết định).
Bộ 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.
- 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.
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.
1 2 3
Hình 1.2 Súng phun 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.
7
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Hình 1.3 Súng phun sơn tự động

1.5.1.4 Phạm vi ứng dụng sơn không khí
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.
1.5.2 Phun sơn cao áp không có không khí
1.5.2.1 Nguyên lý phun sơn cao áp không có không khí
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.
1.5.2.2 Đặc điểm phun sơn cao áp không có không khí
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

8
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
1.5.2.3 Thiết bị phun sơn cao áp không có không khí
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.
Hình 1.4 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 1.5 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.
9
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Hình 1.6 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.
1.5.2.4 Phạm vi ứng dụng phun sơn cao áp không có không khí
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,
10
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
1.5.3 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 1.7 Nguyên lý phương pháp phun sơn tĩnh điện

1.5.3.1 Phương pháp phun sơn tĩnh điện
- Nguyên lý phun:
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.
- Đặc điểm phun:
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.
11
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
Cần có quy phạm nghiêm túc về an toàn lao động,
- 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 1.8 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
của điện trường, biên độ sơn có dạng vòng, mù sơn bay ra nhiều sơn hơn so với kiểu
bàn xoay.
12
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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 1.9 Máy phun sơn tĩnh điện kiểu khí nén
- Phun sơn tĩnh điện dung dịch cao áp:
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.
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.
13
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Hình 1.10 Quan hệ giữa điện áp và hiệu suất bám

Hình 1.11 Quan hệ giữa điện áp xuyên kích và khoảng cách giữa các điện cực
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
14
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
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 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.
1.5.3.2 Phương pháp sơn bột tĩnh điện
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.
15
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Hình 1.12 Phương pháp sơn bột tĩnh điện
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.
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.
16
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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 1.13Máy sơn bột tĩnh điện SH–206 Hình 1.14 Máy sơn bột tĩnh điện VPEC - 201
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 -
8KV/cm thích hợp phun lượng bột lớn, chi tiết có hình dánh phức tạp.
Hình 1.15 Buồng sơn bột tĩnh điện
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
17
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
Hình 1.16 Hình thức mang điện súng phun sơn bột
1: Mang điện bên trong 2: Mang điện bên ngoài
Hình 1.17 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 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.
18
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Hình 1.18 Thiết bị thu hồi sơn
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
Hình 1.19 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.
19
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
- 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, nhiệt độ sấy cao, lớp sơn dày hơn
khi sơn nhúng tĩnh điện thông thường vào khoảng 40 - 100μm.
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…
20

Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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.
1.5.3.3 Phương pháp sơn nhúng tĩnh điện
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.
Hình 1.20 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.
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:
21
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
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, 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.
Sự tạo thành sắt làm cho màng sơn đậm, làm giảm độ bền ăn mòn của màng
sơn. Tính năng bảo vệ của sơn nhúng tĩnh điện anốt kém hơn sơn nhúng tĩnh điện
katốt còn ở chỗ tính ổn định của nhựa sơn anốt kém, điện áp làm việc thấp, khả năng
thẩm thấu kém. Vật liệu anốt của sơn nhúng tĩnh điện katốt có thể dùng grafit, thép
không gỉ… đề phòng ion kim loại làm bẩn dung dịch.
Điện thẩm thấu:
Điện thẩm thấu là hiện tượng chất phân tán chuyển động theo hướng ngược lại
với hạt mang điện điện li. Màng sơn vừa kết tủa là màng bán thẩm thấu có hàm lượng
nước cao, dưới tác dụng điện trường, ion mang nước trong màng sơn chuyển động về
phía điện cực làm cho nước trong màng sơn tiếp tục thẩm thấu ra ngoài bể, hàm lượng
nước của màng ướt giảm đi 5% - 15%, màng sơn có tính kỵ nước nhất định. Vì vậy
màng sơn ướt có cấu tạo mịn, bám chắc tốt, không dính tay, chịu nước rửa sau khi sấy,
có thể trực tiếp tạo màng.
Trong 4 quá trình trên, quá trình điện phân bảo đảm cho quá trình kết tủa,
nhưng nếu hiện tượng điện phân quá mãnh liệt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất
lượng màng, cần phải hết sức coi trọng.
Đặc điểm
Sơn nhúng tĩnh điện là phương pháp sơn hiện đại tiên tiến, có những đặc điểm sau:
Ưu điểm:
22
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Sản xuất trên dây truyền tự động, thời gian sơn rất nhanh (khoảng 3 phút), mức
độ tự động hóa cao, năng suất lao động cao.
Độ dày màng sơn đồng đều, khi sơn nhúng tĩnh điện katốt có thể điều chỉnh điện áp để
thu được màng sơn dày khoảng 10 - 35μm.
Màng sơn che phủ tốt ở cạnh biên, trong lỗ khe hở hàn,…do đó nâng cao độ
bền chống gỉ của sản phẩm. Đặc biệt tính thẩm thấu của sơn nhúng tĩnh điện katốt

mạnh, tính chống gỉ trong lỗ tốt, lớp sơn bề mặt ngoài thích hợp với yêu cầu sản phẩm
cao cấp.
Bảo vệ môi trường tốt, an toàn khi làm việc. Dung dịch sơn nhúng tĩnh điện chỉ
cần trợ dung môi hàm lượng 3%, dùng nước làm chất phân tán, không gây cháy,
không ô nhiễm môi trường. Thiết bị nhúng tĩnh điện có lắp hệ thống siêu lọc, sử dụng
có hiệu quả các bể, thải ra một lượng rất ít, bảo đảm môi trường trong sạch.
Hiệu suất sử dụng sơn cao trên 95%, do độ nhớt của sơn rất thấp, lượng dung dịch chi
tiết mang ra ít, lại qua thu hồi siêu lọc tổn thất rất ít.
Màng sơn có bề ngoài đẹp, không có vết, khi sấy độ bằng phẳng tốt. Màng sơn
ướt hàm lượng nước nhỏ, khi sấy không có hiện tượng cháy, không có tác dụng hòa
tan lại của dung môi với màng sơn, màng sơn bằng phẳng, bóng. Màng sơn nhúng tĩnh
điện katốt dày, có độ bằng phẳng 83%, không cần sơn lớp giữa.
Nhược điểm:
Nhiệt độ sấy cao (180°C), màu sắc màng sơn có một màu, độ bền khí hậu sơn
lót kém.
Đầu tư thiết bị lớn, yêu cầu quản lý chặt chẽ.
Sản phẩm có nhiều kim loại không thể sơn cùng một lúc, vì điện thế phá hủy
của chúng khác nhau.
Giá treo cần thường xuyên làm sạch và bảo đảm dẫn điện tốt.
Sản phẩm chất dẻo gỗ…là những chất không dẫn điện. Không thể sơn nhúng tĩnh điện
trên bề mặt sơn lót, không thể sơn nhúng tĩnh điện.
Thiết bị:
Thiết bị sơn nhúng tĩnh điện gồm có: bể sơn nhúng tĩnh điện, bể phụ trợ, hệ
thống lọc tuần hoàn, hệ thống siêu lọc, hệ thống gia nhiệt, nguồn điện 1 chiều, hệ
thống bổ sung sơn, hệ thống lọc và tủ điều khiển,…
Bể sơn nhúng tĩnh điện:
Khi sản xuất liên tục dùng bể hình cái thuyền, khi sản xuất giai đoạn dùng bể
hình thang. Dù bể loại nào cũng không có góc chết, đáy bể có đáy hình tròn.
Kích thước của bể quyết định bởi kích thước sản phẩm, có bể phụ chảy tràn để khống
chế độ cao mặt dung dịch của bể, loại bỏ bọt khí trên mặt. Thể tích bể chảy tràn bằng

1/10 thể tích bể sơn nhúng tĩnh điện, độ cao của bể cách mặt dung dịch khoảng
150mm để tránh sinh ra nhiều bọt, ngoài ra còn có thể thiết kế lưới lọc để khử bọt và
tạp chất của bể sơn. Bể nhúng tĩnh điện katốt, dung dịch sơn có tính axit nên lót trong
thép thủy tinh dày 2 - 3mm để chống ăn mòn và cách điện, chịu điện áp trên 15000V.
23
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Các bể khác như bể chứa dung dịch khi sửa chữa, dùng các biện pháp chống gỉ
thường.
Hình 1.21 Bể sơn nhúng tĩnh điện
Hệ thống lọc tuần hoàn:
Tác dụng hệ thống lọc tuần hoàn bảo đảm các thành phần dung dịch đồng đều,
có tính ổn định phân tán tốt, lọc tạp chất trao đổi nhiệt và để khử bọt khí sinh ra trong
quá trình điện phân. Thông thường sử dụng phối hợp lọc tuần hoàn, lọc trao đổi nhiệt
siêu lọc tuần hoàn để thực hiện những chức năng trên.
Để đề phòng sơn kết tủa, tốc độ chảy của ống dưới đáy bể là 0.4m/giây, tốc độ
chảy trên bề mặt dung dịch 0.2m/giây, số lần tuần hoàn của bể là 4 - 6 lần/giờ.
Trong ống tuần hoàn có túi lọc tinh 50μm, trước khi siêu lọc cần phải lọc qua túi. Thiết
kế van và ống đều phải tránh góc chết để đề phòng sơn lắng kết tủa thành hạt.
Bộ phận điện cực
Bộ phận điện cực gồm tâm cực, màng và điện cực phụ trợ. Sơn nhúng tĩnh điện
anốt dùng nguyên liệu thông thường để làm điện cực, sơn nhúng tĩnh điện katốt dùng
điện cực là thép không gỉ, graphit, hoặc hợp kim Titan.
Tỷ lệ diện tích giữa cực và sản phẩm nếu là sơn nhúng tĩnh điện anốt có tỷ lệ 1:1, sơn
nhúng tĩnh điện katốt có tỷ lệ 1:4.
Trong quá trình điện ly, bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và bể có thay đổi như sau:
Điện li anốt: Katot 2NH
+
4
+ 2e → H
2

↑ + 2NH
3
Điện li katốt: Anot 4N
C
+ 2H
2
O → O
2
↑ + 4e + 4HN
C
Để đề phòng chất điện phân có tính axit và kiềm sinh ra khi điện phân khuyếch
tán vào trong bể, cần có màng bám trong suốt làm thành màng chụp bao cách để
khống chế thuận lợi giá trị pH.
Trong màng bao cách chất điện phân không ngừng tập trung thông qua xả dung dịch ở
cực có thể khống chế được nồng độ chất điện phân. Để đảm bảo nồng độ ở cực không
đổi cần phải tiến hành tuần hoàn dung dịch ở cực 6 - 10 lần /phút.m
2
.
Dòng điện:
Khi sơn cần phải thao tác an toàn nên sản phẩm phải tiếp đất.
24
Đồ Án Tốt Nghiệp Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Phương thức cho điện vào sản phẩm khi sản xuất liên tục, lúc đưa vào bể sơn
tăng áp hai hoặc ba giai đoạn.
Dòng điện 1 chiều = (1.5 - 2) x dòng điện bình quân.
Khi sản xuất từng bước sau khi đưa vào bể mới thông điện, dần dần tăng áp.
Ví dụ: Trong 10 - 15 giây đầu có điện thế thấp hơn điện thế làm việc, dòng điện 1
chiều bằng (2- 3) x dòng điện bình quân. Dòng điện bình quân tính theo công thức sau:
I (bình quân) =
C

A
δρ
7.16
Trong đó:
I (bình quân): dòng điện bình quân (A)
A: hiệu suất sản xuất tính theo diện tích (m
2
/phút)
δ: độ dày màng (μm)
ρ: tỷ trọng màng (g/cm
3
)
C: hiệu suất Culông (mg/C)
Bổ xung sơn nhúng tĩnh điện
Bổ xung sơn nhúng tĩnh điện trong thùng hỗn hợp, khuấy sơn và chất pha loãng sau
khi hỗn hợp đều cho vào bể sơn nhúng tĩnh điện.
Hệ thống rửa:
Sau khi đi ra ngoài bể, sơn nhúng tĩnh điện cần phải rửa ngay trong bể siêu lọc.
Sau khi rửa siêu lọc tuần hoàn 1- 2 lần, lại rửa ở bể siêu lọc mới, cuối cùng rửa ở bể
nước khử ion.
Lượng siêu lọc của bộ phận siêu lọc tính theo công thức:
Q = (1.03 – 1.04) x (1.2 – 1.5) l/m
2
(sản phẩm)
Bể chứa siêu lọc cần chứa được lượng dung dịch siêu lọc để rửa ít nhất trong 3
giờ. Khi lưu lượng giảm đi dưới 30% cần phải tiến hành rửa thiết bị siêu lọc và cần có
bộ thiết bị dự trữ.
Điều chỉnh thiết bị sơn nhúng tĩnh điện
Rửa thiết bị:
Cho nước vào các thiết bị cần điều chỉnh → cho chất hoạt động bề mặt và 0.2% chất

trợ dung môi, rửa tuần hoàn từ 8 - 20 giờ → xả nước → cho nước tuần hoàn 2 - 8 giờ
cả hai lần→ kiểm tra: không có dầu mỡ (đặc biệt bên trong các van) → rửa nước khử
ion 2 - 8 giờ, đo độ dẫn điện < 25μm/cm, pha 1 lượng nhỏ sơn, màng sơn không co lại
thì có thể pha bể.
Pha bể:
Đóng hệ thống siêu lọc → cho sơn nhúng tĩnh điện, cho nước cất, cho chất điều
chỉnh → tuần hoàn 2 - 3 giờ → kiểm tra hàm lượng chất rắn, hàm lượng tro, MEQ, giá
trị pH và bể ngoài màng sơn → điều chỉnh nhiệt độ bể sơn → điều chỉnh dung dịch
cực → khởi động máy siêu lọc → điều chỉnh hệ thống rửa.
Sơn thử:
25