Toyota Motor Corporation (Toyota) ha sviluppato un nuovo tipo di nebulizzatore per vernici (airless paint atomizer) che utilizza elettricità statica anziché aria, e che va a sostituire i convenzionali nebulizzatori ad aria utilizzati nei processi di verniciatura della carrozzeria dei veicoli. L’ugello senza aria di nuova concezione, il primo del suo genere al mondo*, raggiunge oltre il 95 percento di efficienza di verniciatura (quantità di vernice spruzzata rispetto alla quantità che aderisce effettivamente alla carrozzeria del veicolo), la più alta al mondo*, rispetto al grado di efficienza standard che si attesta tra il 60 e il 70 percento.
Impiegando il nuovo il nebulizzatore senza aria nel processo di verniciatura, si prevede che si possano ridurre le emissioni di CO2generate nel processo di verniciatura di tutto il Gruppo Toyota di circa il 7 per cento. Inoltre, il dispositivo di raccolta situato nella parte inferiore della cabina di verniciatura (l’area in cui viene spruzzata la vernice) può essere reso più compatto. Sarà quindi possibile realizzare linee di verniciatura più compatte per il futuro.
Toyota sta portando avanti varie iniziative per raggiungere il suo obiettivo di realizzare impianti produttivi a zero emissioni di CO2, uno degli obiettivi inclusi nel Toyota Environmental Challenge 2050 annunciato nel 2015. Nell’ambito di questo impegno, ha sviluppato il nebulizzatore senza aria e lo ha impiegato negli impianti di Takaoka e Tsutsumi. È prevista la distribuzione graduale in altri impianti, nonché la possibilità della fornitura presso altre società del Gruppo Toyota e la concessione in licenza della tecnologia ad altre società.
Caratteristiche del nebulizzatore senz’aria
Il nebulizzatore ad aria tradizionale per verniciatura utilizza principalmente la forza aerodinamica per spruzzare la vernice, quindi vernicia la carrozzeria del veicolo con le particelle nebulizzate usando un ugello ad aria. Per questo motivo, le particelle di vernice vengono disperse dall’aria rimbalzando sulla carrozzeria del veicolo, con una efficienza di rivestimento compresa tra il 60 e il 70 percento. Il nuovo nebulizzatore senza aria utilizza l’elettricità per spruzzare la vernice (nebulizzazione elettrostatica) e le particelle caricate staticamente si rivestono in modo tale da gravitare verso la carrozzeria del veicolo (verniciatura elettrostatica). Le tecnologie di nebulizzazione elettrostatica e verniciatura elettrostatica riducono notevolmente il numero di particelle nebulizzate che si disperdono, ottenendo così una maggiore efficienza di rivestimento.
Fig. 1 – Nebulizzatore convenzionale ad aria
Poiché la vernice nebulizzata viene spruzzata sulla carrozzeria del veicolo mediante aria, l’effetto rimbalzo provoca la dispersione di molte particelle
Fig. 2 – Nuovo nebulizzatore senza aria
Poiché la vernice viene nebulizzata impiegando l’elettricità e la forza elettrostatica viene utilizzata per la verniciatura, solo poche particelle vengono disperse
Nuove tecnologie che raggiungono un’elevata efficienza di rivestimento
1) La punta dell’ugello senza aria presenta una testa cilindrica rotante che ottimizza la quantità di vernice spruzzata
La tecnologia di nebulizzazione elettrostatica viene utilizzata nei dispositivi per trattamenti di bellezza e in altri strumenti che spruzzano sottili quantità di liquido; qui, l’abbiamo applicata alla verniciatura della carrozzeria del veicolo. In particolare, la punta dello spruzzatore di vernice è cilindrica. Circa 600 scanalature speciali sono inserite nella punta, che viene ruotata per creare una forza centrifuga, inducendo la vernice a fluire nelle scanalature, per poi nebulizzarla attraverso l’elettricità statica. In questo modo, abbiamo sviluppato la prima tecnologia al mondo che vernicia la carrozzeria dei veicoli con particelle di vernice nebulizzata utilizzando elettricità statica. Fig. 3
2) Controllo estremamente preciso della corrente che rende possibile la verniciatura a breve distanza
L’irregolarità della carrozzeria del veicolo non permette di avere una costate distanza tra la testa cilindrica e la carrozzeria stessa del veicolo, rendendo instabile la corrente elettrica. Tuttavia, il sistema ‘airless’ monitora costantemente le variazioni di corrente e controlla automaticamente la tensione, mantenendo una distanza di circa 10 centimetri tra la testa cilindrica e la carrozzeria del veicolo. Pertanto, la nebulizzazione elettrostatica e la verniciatura elettrostatica a corrente fissa sono rese possibili, impedendo a sua volta la variazione delle dimensioni delle particelle di vernice ― il risultato è una verniciatura di alta qualità. Fig. 4
