14 tipologie di rivestimento da considerare per applicazioni industriali

Tipi di rivestimento

I tipi più comuni di rivestimento includono: verniciatura a polvere, rivestimento in poliuretano, rivestimento ricco di zinco, rivestimento metallizzato e rivestimento acrilico. L'elenco comprende anche anodizzazione, deposizione fisica da fase vapore (PVD), galvanostegia e rivestimento ceramico. 

Ciascuna di queste opzioni di rivestimento prevede strategie di applicazione specifiche e ambienti di applicazione ideali. 

Di conseguenza, questo articolo descrive le tipologie di materiali di rivestimento utilizzati nelle applicazioni industriali. 

Che cosa sono i rivestimenti protettivi?

I rivestimenti protettivi sono strati di materiale appositamente formulati e applicati su una superficie. Le loro proprietà, come la resistenza alla corrosione, all'usura e agli agenti chimici, contribuiscono a proteggere la superficie dall'usura, dall'aggressione chimica, dal degrado causato dai raggi UV e dalla corrosione. 

Questi rivestimenti possono anche conferire una finitura decorativa alla superficie. Essi formano una barriera protettiva tra l'ambiente e il substrato. 

Rivestimento protettivo o vernice: qual è la differenza?

Un errore comune è pensare che vernice e rivestimento protettivo siano la stessa cosa. Sebbene entrambi vengano applicati allo stato liquido o semiliquido e si asciughino dopo l'applicazione, questa è praticamente l'unica somiglianza tra i due. 

Le pitture decorative, come suggerisce il nome, sono progettate per scopi estetici. Il loro spessore del film secco (DFT) varia da 25 a 75 micron. 

La maggior parte dei rivestimenti protettivi industriali agisce come rivestimento barriera, sebbene alcuni sistemi, come i rivestimenti ricchi di zinco, forniscano anche una protezione sacrificale contro la corrosione. I loro spessori di frattura (DFT) variano da 125 a oltre 2,500 micron.  

Prima di poter essere considerati idonei per l'uso industriale, questi rivestimenti vengono sottoposti a diversi test, tra cui test di resistenza all'abrasione, di invecchiamento accelerato e di resistenza chimica. 

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14 tipologie comuni di rivestimenti industriali

I tipi di materiali di rivestimento più rilevanti per le applicazioni industriali includono rivestimenti epossidici, rivestimenti poliuretanici, rivestimenti polisilossanici, rivestimenti ricchi di zinco, rivestimenti alchidici, rivestimenti elettroforetici, rivestimenti metallizzati e rivestimenti acrilici. 

Altre opzioni includono rivestimenti ceramici, rivestimenti intumescenti, rivestimenti di conversione, deposizione fisica da fase vapore (PVD), galvanostegia e verniciatura a polvere. Ogni rivestimento si differenzia per le sue proprietà.

1. Rivestimenti epossidici

La resina epossidica è uno dei sistemi di rivestimento barriera più utilizzati per proteggere l'acciaio dall'umidità e dagli agenti chimici. Si forma quando le resine epossidiche vengono polimerizzate con un indurente. 

Grazie alla loro elevata capacità di adesione all'acciaio sabbiato, i rivestimenti epossidici sono comunemente utilizzati in serbatoi di stoccaggio, condutture e pavimentazioni. Per prestazioni ottimali in ambienti esterni, si consiglia una finitura in poliuretano. 

Rivestimento epossidico industriale

2. Rivestimenti in poliuretano

Parlando di rivestimenti in poliuretano, le proprietà principali sono la resistenza ai raggi UV e la capacità di mantenere il colore. Questo tipo di rivestimento è ampiamente utilizzato per strutture destinate a conservare il loro aspetto per anni, come ad esempio i ponti. 

Gli utenti devono attenersi alle rigorose normative COSHH e ai requisiti in materia di DPI (Dispositivi di Protezione Individuale) quando utilizzano indurenti a base di isocianati. 

3. Rivestimenti in polisilossano

Questi rivestimenti ad alte prestazioni devono la loro resistenza alla corrosione e all'usura ai potenti legami silicio-ossigeno. Su strutture in acciaio esposte, questo tipo di rivestimento può raggiungere una durata di oltre vent'anni. Ecco perché i rivestimenti in polisilossano si trovano negli impianti chimici e nei grandi ponti. 

4. Rivestimenti ricchi di zinco

Il principio di rivestimento di zinco Si tratta del sacrificio elettrochimico dello zinco per proteggere l'acciaio sottostante. Questo tipo di rivestimento può essere sia organico che inorganico. Il rivestimento a base di resina epossidica è organico, mentre quello a base di silicato di etile è inorganico. 

5. Rivestimenti alchidici 

Si tratta di poliesteri modificati con olio che assorbono ossigeno durante la polimerizzazione. Questi rivestimenti sono perfetti per la manutenzione generale, anche in strutture leggere e officine di fabbricazione. Poiché polimerizzano lentamente a basse temperature e hanno una scarsa resistenza all'acqua, i rivestimenti alchidici sono raramente utilizzati in progetti di protezione dalla corrosione. 

Rivestimento alchidico

6. Rivestimento metallizzato

Si tratta di un rivestimento resistente, a base di alluminio o zinco, applicato sul metallo mediante spruzzatura termica. Forma uno strato denso e poroso che, grazie al legame meccanico, può durare per decenni. 

L'applicazione di questo rivestimento risulta spesso relativamente costosa, considerando requisiti quali personale/attrezzature specializzate, tempi di applicazione più lunghi e difficoltà di applicazione su componenti complessi. 

7. Rivestimenti acrilici

Le vernici acriliche sono rivestimenti organici comunemente utilizzati in ambito industriale e architettonico. Questi rivestimenti a base d'acqua sono costituiti da un'emulsione di polimero acrilico miscelata con particelle di pigmento. 

Rivestimento acrilico per ponte

8. Rivestimenti in polvere 

I clienti apprezzano i vari Tipi di rivestimento in polvere per il loro aspetto estetico e la loro durata. Non contenendo solventi ricchi di VOC, questi rivestimenti sono anche ecocompatibili. 

9. Rivestimenti elettroforetici 

Migliori processo di elettrodeposizione Utilizza l'attrazione elettroforetica per depositare particelle di vernice su un materiale conduttivo. Questa tecnica è diffusa nel settore automobilistico e delle macchine agricole, dove sono comuni geometrie complesse e aree incassate. 

Carrozzeria del veicolo con rivestimento E-coat

I rivestimenti elettroforetici sono economicamente vantaggiosi nella produzione su larga scala e offrono un'eccellente resistenza alla corrosione. 

10. Rivestimenti ceramici

Quando le temperature di rivestimento superano i limiti consentiti, i rivestimenti ceramici vengono utilizzati come alternativa ai tradizionali rivestimenti organici. I rivestimenti applicati mediante spruzzatura termica sono ideali per impianti in scambiatori di calore, raffinerie e turbine. I rivestimenti ceramici sono resistenti all'usura e contribuiscono a minimizzare il deterioramento del rivestimento in ambienti abrasivi ad alta temperatura. 

Rivestimento ceramico su una pala di turbina

11. Rivestimenti intumescenti

I rivestimenti intumescenti vengono utilizzati come strumenti di protezione passiva antincendio (PFP) per calcestruzzo, acciaio e legno. Sono sottili, ma si espandono se esposti al calore. La schiuma carboniosa che si forma riduce al minimo il trasferimento di calore al substrato. 

Le strutture a rischio di incendio devono necessariamente applicare questo tipo di rivestimento in fase di progettazione. Esso può ritardare il cedimento strutturale fino a 120 minuti. 

12. Rivestimenti di conversione

I rivestimenti di conversione formano uno strato protettivo sul metallo dopo aver reagito con esso. Questo strato di rivestimento può migliorare l'adesione della vernice, conferire un aspetto estetico gradevole e contribuire a proteggere dalla ruggine. 

Esempi di rivestimenti di conversione sono:

• Anodizzazione
• Rivestimento di ossido
• Rivestimento cromato
• Rivestimento in fosfato 

13. Deposizione fisica da vapore (PVD)

Rivestimento PVD È resistente all'usura e decorativo. Il rivestimento è inoltre versatile, come dimostra la sua compatibilità con ceramiche, materie plastiche e metalli come alluminio, rame e titanio.   

14. Galvanotecnica

La galvanostegia è la deposizione elettrochimica controllata di uno strato metallico su un substrato conduttivo. 

Parti galvanizzate lavorate a CNC

Ha senso nella produzione tramite;

• Aiutare i produttori a utilizzare metalli di base economicamente vantaggiosi
• Aumenta la resistenza all'usura 
• Migliora la resistenza alla corrosione 
• Potenziale minimizzazione dei costi di manutenzione

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Tabella comparativa dei tipi di rivestimento

La seguente tabella, che illustra le tipologie di materiali di rivestimento, le loro caratteristiche e le applicazioni più comuni, può aiutarvi a scegliere il rivestimento più adatto alle vostre esigenze. 

Che cosa sono i rivestimenti duri?

I rivestimenti duri sono rivestimenti speciali progettati per resistere all'usura. Questi materiali di rivestimento presentano livelli di durezza molto superiori a quelli del materiale di base. Ottimi esempi di questi rivestimenti sono l'anodizzazione dura di tipo III, la nichelatura chimica e i rivestimenti PVD, che possono raggiungere livelli di durezza rispettivamente di 70, 72 e 80 HRC. 

Questi rivestimenti sono particolarmente indicati nelle applicazioni di contatto metallo-metallo, dove l'usura del rivestimento è un fattore critico. 

Qual è il tipo di rivestimento migliore per i pezzi lavorati con macchine CNC?

Non esiste un unico tipo di rivestimento ideale per i pezzi lavorati con macchine CNC: la scelta migliore dipende sempre dai requisiti di tolleranza, dall'ambiente di lavoro e dal costo, tra le altre considerazioni. 

Naturalmente, alcuni rivestimenti sono sempre presenti in determinate applicazioni. Ad esempio, i componenti in alluminio lavorati a CNC e soggetti a usura sono solitamente rivestiti con anodizzazione dura (Tipo III). 

La nichelatura chimica è la scelta ideale per la lavorazione di componenti in alluminio o acciaio con geometrie complesse.  

C'è un motivo per cui i rivestimenti PVD di fascia alta vengono solitamente utilizzati su utensili e altri meccanismi di precisione: presentano un basso attrito e un'elevata durezza. 

Qual è il miglior rivestimento protettivo?

Anche in questo caso, tutto dipende da cosa prevede il progetto. Non esiste un'unica risposta a questa domanda, poiché è necessario considerare fattori quali i requisiti di prestazione, il tipo di substrato e l'ambiente operativo. 

Consideriamo il caso di una struttura in acciaio situata in ambiente costiero. Le raccomandazioni relative al rivestimento sarebbero diverse da quelle richieste per un componente in alluminio di precisione lavorato a CNC. 

Struttura in acciaio per uso marittimo

Il progetto in ambiente costiero richiede un primer epossidico ricco di zinco combinato con una finitura in polisilossano. Se si opta per una finitura in poliuretano standard più economica, sarà necessario riverniciare l'oggetto con maggiore frequenza. 

Per quanto riguarda i componenti in alluminio di precisione, una soluzione economicamente vantaggiosa come l'anodizzazione dura di tipo III è sufficiente. 

Quanto durano i rivestimenti protettivi?

I fattori che influenzano la durata di un rivestimento sono le condizioni ambientali, le condizioni operative, la preparazione della superficie, lo spessore del film e il tipo di rivestimento. Tuttavia, esistono parametri di riferimento pratici, secondo i quali la maggior parte dei rivestimenti ha una durata compresa tra 5 e 25 anni. 

• Sistemi alchidici: Fino a 10 anni
• Rivestimenti di finitura in polisilossano: Fino a 25 anni
• Anodizzazione dura (Tipo III): Fino a 25 anni
• NiP: Fino a 15 anni
• Rivestimenti intumescenti: Fino a 25 anni
• Sistemi epossidici ricchi di zinco: Fino a 25 anni 

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Quanto costano i rivestimenti protettivi industriali?

Il costo dei rivestimenti protettivi industriali può variare notevolmente. Tra i fattori del progetto che possono influenzare il costo figurano la complessità del componente, il volume di produzione e il tipo di processo. 

Ecco alcuni parametri di riferimento per i costi stimati che potete utilizzare come guida:

* NotaSi tratta di stime indicative basate sulle condizioni generali di mercato e sui parametri di applicazione più comuni. 

Fattori da considerare nella scelta dei tipi di rivestimenti industriali

I fattori da considerare nella scelta tra i diversi tipi di materiali di rivestimento sono il materiale del substrato, i requisiti funzionali, i requisiti normativi, l'ambiente operativo, la tolleranza dimensionale e il costo totale del ciclo di vita. 

• Materiale del substratoLa compatibilità chimica e meccanica tra il rivestimento e il substrato è fondamentale. Materiali diversi si espandono e aderiscono ai rivestimenti in modi diversi. 
• Richieste funzionaliIl rivestimento svolge molteplici funzioni? Le qualità funzionali critiche riguardano la resistenza chimica, la resistenza al fuoco, l'intervallo di temperatura e la resistenza all'abrasione. 
• Requisiti normativiPotresti preferire un certo cappotto, ma attenzione, le normative rappresentano un altro serio ostacolo. Gli standard da considerare includono:
  • ISO 12944, NACE/AMPP 
  • REACH
  • RoHS
  • ATEX
  • Requisiti specifici per l'ispezione 

• Ambiente operativoConsidera quanto segue;
  • Zone di immersione
  • Ambienti sepolti o chiusi 
  • Esposizione atmosferica 
• Tolleranza dimensionaleQuesto elemento decisionale è fondamentale per assemblaggi a incastro preciso e componenti di precisione. La spruzzatura termica può funzionare per una trave di un ponte, ma può essere catastrofica per un elemento di fissaggio filettato. 
• Costo totale della vitaIl costo unitario più elevato raramente corrisponde al costo totale del ciclo di vita. Un rivestimento standard in poliuretano (PU) può costare solo un terzo di un rivestimento in polisilossano. Tuttavia, il PU può durare circa 8 anni rispetto ai 25 anni del polisilossano. 

Vantaggi dell'utilizzo del giusto tipo di rivestimento protettivo

I motivi per cui valutare l'applicazione di un rivestimento protettivo ai vostri componenti sono la conformità alle normative, il minimo costo totale di proprietà, prestazioni costanti e una maggiore durata dei componenti. 

• Conformità normativaIl rispetto dei requisiti NACE, REACH e di altri standard previene i costi associati all'interruzione delle attività e al mancato superamento delle ispezioni. 
• Costo totale di proprietà minimoUn minor numero di rilavorazioni e cicli di riverniciatura si traduce in un notevole risparmio sui costi. 
• Prestazioni coerentiUn rivestimento superficiale specificato e applicato correttamente garantisce prestazioni costanti, supportando la manutenzione programmata e la previsione del budget.   
• Durata estesa dei componenti: 

I limiti dei rivestimenti protettivi industriali

I rivestimenti protettivi industriali possono presentare delle carenze in termini di vulnerabilità ai danni meccanici, dipendenza dalla preparazione della superficie, condizioni di applicazione, limitazioni di compatibilità e rischi per la salute e la conformità normativa. 

• Danno meccanico – I rivestimenti come quelli ceramici e intumescenti sono soggetti ad abrasione e danni da impatto. 

Difetto del rivestimento industriale

• Dipendenza dalla preparazione della superficie – Una preparazione inadeguata della superficie può rendere inefficace anche il miglior rivestimento. 
• Condizioni di applicazione – L'efficace polimerizzazione di un rivestimento dipende dalla temperatura, dal punto di rugiada e dall'umidità. 
• Limitazioni di compatibilità – Alcuni rivestimenti presentano problemi di adesione reciproca. Ad esempio, si verifica delaminazione tra gli strati se si utilizza un rivestimento intermedio errato con il primer allo zinco. 
• Rischi sanitari e normativi – Le restrizioni contro i cromati esavalenti, i solventi ad alto contenuto di VOC e gli isocianati si fanno sempre più severe. Bisogna inoltre tenere conto delle condizioni di manipolazione e smaltimento. 

Come vengono applicati i diversi tipi di rivestimenti protettivi

I metodi di applicazione includono anodizzazione, spruzzatura airless, pennello e rullo, galvanizzazione e spruzzatura termica. 

Metodo di anodizzazione 

Anziché applicare una pellicola sul metallo (alluminio), un sistema di bagno elettrochimico permette di far crescere uno strato di ossido denso a partire dal metallo stesso. Limitato all'alluminio, il rivestimento risulta duro e dimensionalmente uniforme. 

Metodo di spruzzatura airless  

La vernice viene atomizzata in assenza d'aria, consentendo di ottenere strati spessi e rapidi su ampie superfici. Questo metodo di applicazione è preferibile per recipienti e strutture in acciaio. 

Spruzzatura airless 

Metodo con pennello e rullo 

Il metodo con pennello e rullo è ideale per le aree difficili da raggiungere, le teste dei bulloni e le saldature. Non è il metodo migliore per applicazioni su larga scala. 

Metodo galvanico 

Un bagno elettrolitico fornisce ioni metallici a un componente in un ambiente altamente controllato. Questo processo a corrente elettrica è preferibile per componenti di precisione, elementi di fissaggio e valvole.  

Metodo di spruzzatura termica 

Un arco elettrico o una fiamma ossidrica proiettano il metallo fuso sulla superficie, producendo uno strato denso di alluminio o zinco. 

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Tendenze future nei tipi di rivestimenti protettivi industriali

Le tipologie di rivestimenti protettivi industriali sono destinate a evolversi in settori quali la conformità agli standard di sostenibilità, i processi al cromo trivalente, i rivestimenti nanocompositi, l'ossidazione elettrolitica al plasma (PEO) e il monitoraggio digitale dei processi. 

• Conformità alla sostenibilità
• Processi del cromo trivalente
• Rivestimenti nanocompositi
• Ossidazione elettrolitica plasmatica (PEO) 
• Monitoraggio digitale dei processi

Conclusione 

Le tecniche di rivestimento industriale aiutano i produttori a migliorare l'aspetto e le prestazioni dei componenti senza doverli realizzare interamente con materiali di rivestimento speciali o costosi. 

Abbiamo visto come variano le capacità e l'idoneità di questi rivestimenti, dai rivestimenti in poliuretano resistenti ai raggi UV ai rivestimenti ceramici resistenti alle alte temperature. 

Che si tratti di rivestimenti standard o di rivestimenti specializzati: in ProleanTech aiutiamo i clienti a soddisfare le esigenze di prestazioni ed estetica con diversi tipi di rivestimento. servizi di verniciatura a polvere sono progettati per garantire prestazioni affidabili. 

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