La adquisición de un horno industrial es crucial para el curado de pintura. Dos opciones son ampliamente usadas, ya sea por su inversión inicial o su velocidad: hornos de infrarrojos (IR) y de convección. Muchos prefieren los primeros por varias razones, pero los segundos aún son muy demandados y, de hecho, son los más comunes. Cualquiera que elijan, es importante dimensionarlos adecuadamente para que obtengan acabados de alta calidad.
El curado con hornos de convección
Mencionamos que los hornos más comunes son los de convección, que son buena opción para la aplicación de recubrimientos. La razón es porque son sistemas completos y seguros de utilizar. Si bien su precio no es bajo, requieren una menor inversión inicial. Funcionan para lo que se diseñaron, pero son más lentos que los hornos IR.
Un ejemplar de calidad podría ser igual de rápido si, en su diseño, se contempla una distribución y flujo de aire adecuados. En caso de que el flujo de aire sea pésimo, ocurrirán problemas causantes de curados incompletos, por ejemplo, puntos fríos o calientes, además el curado tomará más tiempo de lo normal.
El curado seguro conlleva no recalentar las piezas mientras ocurre la polimerización. La tendencia de un horno de convección es absorber calor en el interior del producto. La solución a este inconveniente es efectiva, pero su precio es algo elevado. El método de convección es seguro, ya que, si la temperatura se mantiene controlada, será complicado que un recubrimiento se queme.
Una pieza con acero estructural en sus componentes junto a otros metales de bajo espesor o que sea completamente de acero de alto espesor, varía en los lapsos de curado sobre la altura y longitud de esta. Mediante el calentamiento por convección, los hornos son configurados a la temperatura del aire con el fin de que la temperatura de curado sea alcanzada por la del sustrato.
Según lo anterior, en caso de que la pieza requiera llegar a 200 °F, los hornos serán configurados a 225 °F durante un cuarto de hora. Sin importar que sucedan algunas situaciones (como un transportador detenido), la pieza no se calentará por arriba de los 225 °F. Con la tecnología IR esto no ocurre. La pieza permanecerá en los hornos hasta que su sección de mayor peso llegue a esa temperatura.
El curado con hornos IR
Para curar las piezas, este tipo de horno industrial utiliza longitudes de onda larga, mediana y corta. Todas estas longitudes de onda funcionan con cualquier recubrimiento, no obstante, la exposición debe ser por tiempos específicos para que el curado se complete. La forma en que se optimiza la velocidad y terminación del curado es ajustando la longitud de onda y hallar la más indicada según el color o tipo de pintura.
El horno IR es cada vez más usado para recubrimientos en polvo y otros tipos de pintura por los beneficios que aporta, como la capacidad de dimensionamiento para que caliente mejor. Si las piezas se agrupan según sus dimensiones, se puede ampliar o reducir de forma automática para que los emisores de onda estén más próximos a la superficie de los productos. Esto es importante, ya que esta cercanía ayuda ahorrar energía al no necesitar incrementar la temperatura de los emisores.
Un horno industrial IR se zonifica sin problemas y requiere nulo o poco flujo de aire, evitando así la contaminación de las piezas al soplar en los productos y la necesidad de sopladores. En caso de que complique el curado de una pieza revestida o se requiere curar a mayor velocidad, deben mantenerse en alto los emisores y utilizar el aire recirculado para que la superficie de esta se enfríe.
Dimensionamiento de los hornos
Dimensionar los hornos es crucial para el curado. Pongamos un ejemplo para el caso del horno de convección. Utilizaremos una línea de transporte con una velocidad de tres metros por minuto y un cuarto de hora de curado, lo que, en diferentes configuraciones, significa 45.7 m del transportador. Si se añaden diez minutos de enfriamiento, se considera un recorrido adicional del transportador de 30.4 m. Cuando se trata de pintura líquida, se requiere menores temperaturas y tiempo de curado que la pintura en polvo.
El curado IR es más veloz, aunque los ahorros totales no pueden cuantificarse hasta que la pintura se halle en el producto y pueda probarse; sin embargo, es muy extraño que los infrarrojos no aceleren tanto el curado como el secado. Algunas causas de variaciones de tiempo son la naturaleza de las pinturas, la transportabilidad de las piezas y su configuración.
Consideremos el ejemplo anterior. Tres metros por minuto durante dos minutos de exposición IR, a lo que se suma una retención de cuatro minutos (permitiendo que la pieza se mantenga a temperatura), es equivalente a un curado terminado de 18 metros de transportador. Se añade el periodo de enfriamiento de cinco minutos adicionales a 15 m, dando un total de 33.5 metros. En comparación con los 76 metros del curado por convección, se percibe una reducción del tiempo de curado IR mayor que 50%.
La diferencia más notable en los hornos IR en comparación con el pasado son las mejoras en sus controles. Integran mejores PLC con una menor inversión y se usan pirómetros para que obtengan verificaciones de temperatura en todo el ciclo de curado.
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