¿Qué es una Pistola de Descarga Electrostática?
Una pistolas de descarga electrostática es una máquina que neutraliza la carga estática de un objeto.
Neutraliza la carga del objeto ionizando el aire y liberándola junto con el aire hacia el objeto. Desempeña una función similar a la de los ionizadores de tipo pistola y también se denomina pistola de eliminación de estática.
El aire a alta presión se descarga hacia el objeto, por lo que el polvo adherido a éste también puede eliminarse conjuntamente. Se utilizan en pintura y fabricación para eliminar el polvo causado por la electricidad estática.
Usos de las Pistolas de Descarga Electrostática
Cuando la pistolas de descarga electrostática se dirige al objeto que se va a pintar, puede eliminar el polvo y la suciedad, así como la electricidad estática, reduciendo así los defectos. Se pinta un gran número de objetos, como coches, muebles, instrumentos musicales, estufas de gas y plásticos, en los que las pistolas de descarga electrostática se utilizan para el tratamiento previo de la superficie que se va a pintar. Dependiendo de la aplicación, se prefieren pistolas de descarga electrostática con alta presión de aire y una capacidad de eliminación de polvo particularmente alta.
También se utilizan para evitar perturbaciones electrostáticas en la fabricación de componentes electrónicos, películas impresas, semiconductores, cristales líquidos y cabezales magnéticos, así como en el montaje y reparación de diversos instrumentos de medición.
Principios de las Pistolas de Descarga Electrostática
Las pistolas de descarga electrostática constan de una función que ioniza el aire, etc. para neutralizar la carga estática del objeto, y una función que sopla aire simultáneamente para eliminar el polvo, etc. de la superficie del objeto.
1. Función de Neutralización de la Carga Estática
La superficie de un objeto está cargada o desigualmente cargada con una excesiva carga + o – por alguna razón. Se utiliza una pistola de descarga electrostática para neutralizar la carga irradiándola con iones + y -.
Para las pistolas de descarga electrostática se suele utilizar un método conocido como descarga de tipo corona. La descarga de corona es una descarga débil que se produce en la punta de una aguja metálica cuando se le aplica un alto voltaje. Esta descarga ioniza parte del aire cercano a la aguja, y la carga se neutraliza cuando iones con cargas positivas y negativas opuestas entran en contacto con el objeto cargado.
Las pistolas de descarga electrostática varían en la cantidad y el ciclo de los iones producidos, dependiendo del voltaje aplicado. El tipo de tensión aplicada puede ser CC (corriente continua), CA (corriente alterna), CC pulsada, CA pulsada, CA de alta frecuencia, SSDC, etc., y el rendimiento de la ionización, como el rango de ionización, la velocidad y el equilibrio de iones, varía, por lo que debe seleccionarse el tipo de tensión adecuado para la aplicación.
En los métodos que utilizan CA, que se emplean habitualmente en las pistolas de descarga electrostática, los iones + y – se generan cíclicamente. En lugar de un buen equilibrio iónico, los voltajes más bajos dan lugar a velocidades de eliminación estática más lentas. Además, como se emiten iones positivos y negativos desde la misma aguja del electrodo, la recombinación de cargas tiende a producirse a medida que aumenta la distancia desde la aguja del electrodo, lo que provoca una disminución de la capacidad de eliminación estática.
Como agujas de electrodo se utilizan tungsteno, silicio y SUS. Los electrodos y su entorno se ensucian durante el uso y deben limpiarse con regularidad. Además, las agujas de los electrodos deben sustituirse periódicamente (de uno a dos años), ya que se dice que los átomos metálicos se salen de la punta del electrodo de descarga tras un largo periodo de uso y la forma del electrodo cambia como si la pieza estuviera desgastada.
Este fenómeno debe evitarse, por ejemplo, en la industria de semiconductores, donde la contaminación atmosférica es un problema. Es necesario tomar contramedidas, por ejemplo, proporcionando una fina cubierta de cuarzo o utilizando agujas de electrodo hechas de silicio.
2. Capacidad para Eliminar el Polvo Superficial
El polvo adherido a la superficie de un objeto puede estar cargado. Por lo tanto, se utiliza aire para eliminar la materia extraña adherida a la superficie del objeto. Simultáneamente, se irradian iones para eliminar la estática y evitar que la materia extraña vuelva a adherirse.
Sin embargo, dado que los eliminadores de estática con viento soplan la materia extraña y levantan polvo. Esto puede causar defectos en la materia extraña, los eliminadores de estática sin viento se han convertido en la norma en los últimos años.
El efecto de eliminación de estática de las pistolas antiestáticas depende en gran medida de la distancia de instalación, el ángulo y el volumen/presión de aire.
Más información sobre las Pistolas de Descarga Electrostática
1. Pistolas de Descarga Electrostática de Alta Potencia
Para eliminar la electricidad estática de objetos con un alto nivel de carga estática se necesita una pistola de descarga electrostática potente que no sólo tenga una gran capacidad de eliminación de electricidad estática, sino también una gran fuerza de impacto.
Las pistolas de descarga electrostática de alta potencia están equipadas con una válvula solenoide de gran caudal que minimiza las pérdidas de presión y tiene una estructura interna optimizada para una descarga de aire altamente eficaz. La forma de la boquilla también muestra ingenio, como la boquilla laval, que se caracteriza por una forma de contracción y expansión con boquillas finas. La carcasa de la pistolas de descarga electrostática de alta potencia está diseñada para ser aún más robusta que una pistola de descarga electrostática estándar para soportar el aire a alta presión emitido por la punta de la pistola.
La velocidad inicial del aire en la punta de la boquilla supera la velocidad del sonido. Su potencia también es eficaz a distancia, permitiendo pulverizar aire comprimido a una velocidad máxima del viento de 50 m/s (a 0,7 MPa) a una distancia de aproximadamente 30 cm, lo que se aproxima a las condiciones reales de trabajo.
2. Función de Eliminación de Polvo de las Pistolas de Descarga Electrostática
El proceso esencial para la eliminación eficaz de la electricidad estática de un objeto es la eliminación adecuada del polvo. Aunque se elimine la carga electrostática, el proceso de pretratamiento estará incompleto si queda polvo.
Las funciones de aire pulsado y las luces de comprobación de polvo son funciones típicas de eliminación de polvo que permiten aprovechar al máximo la capacidad de eliminación estática de las pistolas de descarga electrostática.
Función de Aire Pulsado
Controlando el movimiento de la electroválvula, es posible la liberación intermitente de aire potente. Las inyecciones de aire pulsado garantizan que el aire vibrante se vierta de forma uniforme y omnidireccional alrededor del objeto, lo que proporciona una eliminación más fiable de la electricidad estática y una potente capacidad de eliminación del polvo. La eficacia del aire pulsado es aproximadamente el doble que la de la inyección continua, y tiene la ventaja de ahorrar mano de obra al conseguir el mismo efecto con la mitad de potencia.
Luz de Comprobación de Polvo
Antes y después de trabajar con las pistolas de descarga electrostática, es importante comprobar si hay polvo, suciedad u otras materias extrañas adheridas al objeto. Las pistolas de descarga electrostática equipadas con un LED de emisión superficial en la superficie de la boquilla son útiles como iluminación de trabajo altamente luminosa y uniforme. Esto facilita la visión de objetos extraños diminutos que, de otro modo, pasarían desapercibidos sin la luz, lo que contribuye a reducir la tasa de defectos y a mejorar la eficacia del trabajo.