Enzo Dell’Orto
ALUCOATING: A NEW COMPANY TO MEET THE GROWING NEED FOR PRE-POWDER COATED ALUMINIUM Alucoating: una nuova realtà per soddisfare la crescita di alluminio pre-verniciato a polveri Francesco Stucchi
Opening photo: Pre-powder coated aluminium is increasingly used in the construction of curtain walls. Foto d’apertura: L’alluminio preverniciato a polveri è sempre più utilizzato nella realizzazione di facciate continue.
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n the Italian market, the request for prepowder coated aluminium is steadily growing. It is mostly used in the construction sector, but also finds many applications in the furnishing, decorative objects and – last but not least – automotive fields. In Italy there are few companies equipped with coil powder coating lines, compared to the thousands of companies owning traditional powder finishing plants for three-dimensional components of various sizes and types. One reason for this huge gap is that the coil powder coating plants are designed and
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el mercato italiano la richiesta di alluminio preverniciato a polveri è in continua crescita. La sua maggiore diffusione è in edilizia, ma trova numerose applicazioni anche nell’arredamento, nell’oggettistica e, non ultimo per importanza, nel settore dell’auto. In Italia sono poche le aziende strutturate con linee di verniciatura a polvere del coil rispetto alle migliaia di società che possiedono impianti tradizionali di finitura a polvere di manufatti tridimensionali delle più svariate dimensioni e tipologie. Uno dei motivi di questo enorme divario è che un impianto di coil coating a polvere è progettato e realizzato esclusivamente per questo tipo di verniciatura,
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manufactured exclusively for this type of process and cannot be adapted to other ones: despite their significant cost, they are very little flexible. Actually, the pre-painted market – aluminium or steel, powder or liquid coated – is significantly growing due to the increased demands from some sectors such as that of household appliances and cars. In the construction field, the market of frames and aluminium profiles too needs an increasing amount of pre-painted parts in many different colours and effects, in small batches and in a suitable size for storage (opening photo).
non può essere adattato ad altre tipologie di manufatti. Per cui a fronte di un investimento impiantistico importante, il coil coater si trova a operare in modo poco flessibile. In realtà il mercato del preverniciato - sia esso alluminio o acciaio, verniciato a polvere o a liquido - sta aumentando notevolmente grazie all’aumento di richieste provenienti da alcuni settori come quello dell’elettrodomestico e dell’auto. In campo edile, il mercato del serramento e del profilo strutturale in allumino esprime una sempre maggiore richiesta di preverniciato nei colori e negli effetti più svariati, in piccoli lotti e in dimensioni adatte allo stoccaggio (foto d’apertura).
A New Company to Satisfy a Demanding Market
Una nuova azienda per soddisfare un mercato esigente
Alucoating was started in late 2011 by Giuseppe Asperti and Paolo Di Massimo, two of the greatest international coil coating experts, with a clear objective: being able, both in terms of equipment and of specific trade agreements with the powder coatings suppliers, to meet the growing demand for powder coated aluminium in small and very small lots, with different colours and effects, mainly from the field of door and window frames and of curtain walls. In this field, the powder coated sheet metal is used to make frame complements, retaining strips, panels and so on. Nowadays, the aluminium frames are coated almost exclusively with thermosetting powders. The availability of pre-powder painted sheet metal for the frame complements (sills, panels
Alucoating è stata fondata alla fine del 2011 da Giuseppe Asperti e Paolo Di Massimo, due tra i massimi esperti internazionali di coil coating, con un obiettivo ben definito: strutturarsi, sia a livello impiantistico che attraverso accordi commerciali specifici con i fornitori di vernici in polvere, per soddisfare la crescente domanda di alluminio preverniciato a polveri in piccoli e piccolissimi lotti, con effetti e colori diversi, provenienti soprattutto dal settore dei serramenti e delle facciate continue. In questo ambito la lamiera preverniciata a polveri è impiegata per realizzare i complementi del serramento, le fasce di contenimento, le pannellature e così via. La verniciatura dei serramenti in alluminio, oggi, viene eseguita quasi esclusivamente con polveri termoindurenti e la disponibilità di lamiere preverniciate a polveri per realizzare i complementi
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Bird’s eye view of the coating plant of Alucoating. Panoramica dell’impianto di verniciatura di Alucoating. 2
Coils waiting to be coated; the coils are purchased from one source to ensure consistent quality. Coil in attesa di essere verniciati. I coil sono acquistati da un unico fornitore per garantire costanza di qualità.
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The first station of the plant: immediately after the unwinding, the coil passes through a flattening machine to remove any defects. La stazione di partenza dell’impianto, subito dopo lo svolgimento della bobina il nastro passa attraverso una spianatrice per togliere eventuali difettosità. 4
The fluotitanation station outside the pre-treatment tunnel. La stazione di fluotitanazione all’uscita del tunnel di pretrattamento.
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and retaining strips) allows to perfectly match these elements with the extruded profiles forming the “hole” of the window. The result is a perfect aesthetic integration between the frame, produced and painted by companies specialised in extruded parts, and all other elements of the windows, doors or curtain walls, made in pre-painted aluminium. Another advantage of pre-powder coating for the construction sector is the high thickness of the applied film, which allows to maintain unchanged the aesthetic and functional characteristics of the coating after the bending of the sheet metal, even on the sharp edges.
del serramento (davanzali, pannelli, e fasce di contenimento) consente di accoppiare perfettamente gli elementi con i profilati estrusi che formano il “foro” della finestra. Il risultato finale sarà una perfetta integrazione estetica tra il serramento, prodotto e verniciato dalle aziende specializzate negli estrusi, e tutti gli altri componenti delle finestre, porte o facciate continue, realizzati utilizzando alluminio preverniciato. Un altro vantaggio del preverniciato a polvere utilizzato in edilizia, è dato dall’elevato spessore del film applicato che consente di mantenere inalterate le caratteristiche estetiche e funzionali della verniciatura dopo la piegatura della lamiera anche sugli spigoli vivi.
The Production Plant
La struttura produttiva
On a 3,500 m² covered area in Corzano (BS), Italy, Alucoating has a coating plant of the latest generation, designed entirely by Eng. Paolo Di Massimo in collaboration with the leading suppliers of coil coating systems and technologies (Fig. 1). “To ensure consistent quality of the results – Giuseppe Asperti explains, – we buy the coils from a single supplier (Fig. 2). After the flattening (Fig. 3), necessary to remove any surface defects, the pre-treatment starts: it is constituted by alkaline degreasing, rinsing with fresh water, acid degreasing and additional rinses with fresh water and demineralised water. After the degreasing step, the pre-treatment involves the application on both sides of the sheet of an about 1μ thick fluotitanation solution, dried by means of an
Su un’area di 3.500 m² coperti a Corzano (BS), Alucoating dispone di un impianto di verniciatura di ultima generazione, progettato interamente dall’Ing. Paolo Di Massimo in collaborazione con le più importanti aziende fornitrici di sistemi e tecnologie per il coil coating (fig. 1) . “Per garantire la costanza qualitativa del risultato finale – spiega Giuseppe Asperti – acquistiamo i coil da un unico fornitore (fig. 2). Dopo la spianatura (fig. 3), necessaria per togliere eventuali difettosità superficiali, inizia la fase di pretrattamento costituita da sgrassaggio alcalino, risciacquo con acqua di rete, sgrassaggio acido, ulteriori risciacqui con acqua di rete, prima, e con acqua demineralizzata poi. Dopo la fase di sgrassaggio il pretrattamento prevede l’applicazione su entrambi i lati della lamiera di una soluzione di fluotitanazione per uno spessore di
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FOCUS ON TECHNOLOGY infrared panel oven. The fluotitanation treatment is necessary to ensure perfect adhesion of the powder to the metal substrate and corrosion protection on the unpainted side (Fig. 4).” After the pre-treatment, the coil reaches the powder application area, consisting of two new generation booths type MagicCylinder® by Gema Italy (Trezzano sul Naviglio, MI, Italy). Made in plastic, movable and allowing for a quick colour change, they are specially modified for the coil powder coating. “The choice of these two booths – Asperti continues – has arisen from the will to provide the customers with pre-painted aluminium in a wide range of colours, even if only small amounts are needed. These booths perform the colour change very quickly, which allows us even to paint the same coil in many different colours (Fig. 5).” The curing of the film takes place in a 20 metres long oven equipped with gas-fuelled infrared
circa 1µ, asciugata a mezzo di un forno a pannelli infrarossi. Il trattamento di fluotitanazione è necessario per garantire una perfetta adesione della polvere al substrato metallico e una protezione anticorrosiva sul lato non verniciato del nastro (fig. 4).” Concluso il pretrattamento, il nastro giunge nella zona d’applicazione delle polveri costituita da due cabine di ultima generazione MagicCylinder® di Gema Italy (Trezzano sul Naviglio, MI) in materiale plastico, traslabili e a cambio rapido di colore, appositamente modificate per la verniciatura a polveri del coil. “La scelta di queste due cabine - riprende Asperti - è nata dall’esigenza di fornire al cliente alluminio preverniciato in una vasta gamma di colori anche in quantità minime. Queste cabine operano il cambio colore in tempi rapidissimi, il che ci consente di verniciare anche uno stesso coil in più colori diversi (fig. 5).” La cottura del film avviene in un forno dalla lunghezza di 20 metri, realizzato con pannelli ad infrarossi alimentati a gas, messo a punto con la collaborazio-
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The two movable booths allowing for a quick colour change. Le due cabine traslabili a cambio rapido di colore. 6
The curing oven equipped with gas-fuelled infrared panels Il forno di polimerizzazione con pannelli IR a gas.
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panels, developed in collaboration with Infragas Srl (Mappano di Caselle, TO, Italy). The oven is set, in the initial part, approximately at 230°C for the gelation of the film and subsequently reaches the temperature of 260°C to ensure proper curing of the coating (Fig. 6). After the curing step, the coil enters a forced air cooling chamber. Outside it, a transition area has been created for the quality controls: here, the thickness and gloss tests are carried out and samples of the coil are removed in order to be subjected to colour analysis, film hardness, bending and other tests (Fig. 7). Before the rewinding, a protective film is applied. “This coating system has been designed to be as versatile as possible and to cover a very wide range of sizes and colours, even in minimal batches – Giuseppe Asperti explains. – The coil thickness can range from 0.8 to 2.5 mm. The coating speed is 10 metres per minute and the maximum width is 1,650 mm. The possibility of coating such wide coils is an added value: except for very few plants in Europe, able to paint up to 2 metres wide coils, usually the coil powder coating plants can paint up to 1.50 m wide coils. “To meet the need for very small batches too, from the beginning we have entered into an agreement with some powder coatings producers that supply us with their products within 5 working days – Asperti says. – If you think that one of these suppliers is Tiger Drylac, from which we buy metallic and special powders, and that the goods will arrive directly from Austria,
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ne di Infragas Srl (Mappano di Caselle, TO). Il forno è impostato, nella parte iniziale, a circa 230°C per la gelificazione del film e successivamente raggiunge la temperatura di 260°C per garantire l’ottimale polimerizzazione della vernice (fig. 6). Dopo la polimerizzazione, il nastro entra in una camera di raffreddamento ad aria forzata, all’uscita è stata creata una zona di passaggio utilizzata per il controllo qualità dove sono effettuate le prove di spessore, di brillantezza e dove sono asportati campioni del nastro per sottoporli a prove di analisi del colore, durezza del film, piegatura e quant’altro (fig. 7). Prima del riavvolgimento viene applicata la pellicola protettiva. “Questo impianto di verniciatura è stato progettato per essere il più versatile possibile e coprire un’ampissima gamma di misure e colori con forniture anche minime -spiega Giuseppe Asperti - lo spessore del nastro può variare da 0,8 fino a 2,5 mm. La velocità di verniciatura è di 10 metri al minuto e la larghezza massima è di 1.650 mm. La possibilità di verniciare coil di questa larghezza è un valore aggiunto: salvo pochissimi impianti in Europa, in grado di verniciare fino a 2 metri di larghezza, di norma gli impianti di coil coating a polveri possono verniciare nastri fino a 1,50 m. “Per soddisfare le esigenze di fornitura anche di piccolissimi lotti, fin dall’inizio abbiamo stipulato un accordo con alcuni produttori di vernici in polvere che ci garantiscono la consegna dei prodotti entro 5 giorni lavorativi – prosegue Asperti. Se pensiamo che uno di questi fornitori è Tiger Drylac, dalla quale acquistiamo i metallizzati e le polveri speciali, e che la merce arriva direttamente dall’Austria, si capisce
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The transition area at the exit of the oven, used to perform various tests on the quality and resistance of the applied film. L’area di passaggio all’uscita del forno, utilizzata per eseguire le varie prove di qualità e resistenza del film applicato. 8
The conical bottom of the booths and the guns mounted on a reciprocator.
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Il fondo conico delle cabine e le pistole d’erogazione montate su un reciprocatore.
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you can understand the level of cooperation established with our suppliers. The potential of this plant is huge and can reach, at top speed, up to three tons/hour of pre-painted aluminium.”
il livello di collaborazione che si è instaurato con i nostri fornitori. La potenzialità di questo impianto è enorme e può arrivare, una volta a regime, fino a tre ton/ora di alluminio preverniciato”.
Application and Colour Change
Focus sull’applicazione e il cambio colore
The concept of cylindrical booths in plastic has been designed by Gema Italy to minimise the accumulation of powder on the walls and facilitate the colour change. The patented central suction system with conical bottom allows for rapid colour changes, without pollution and with very little powder to be removed (Fig. 8). The “sandwich” concept without interruptions allows for easy interior cleaning, only with compressed air jets. The continuous air blasts from the base of the booth avoid any accumulation of powder, thus facilitating the cleaning operations. The small size of the booths allows any operator to perform the colour change without entering into them, but simply using compressed air nozzles.
Il concetto di cabina cilindrica in materiale plastico è stato concepito da Gema Italy per minimizzare gli accumuli di polvere sulle pareti e facilitare le operazioni di cambio colore. L’aspirazione centrale con fondo conico brevettato, permette cambi colore rapidissimi, senza inquinamento e con pochissima polvere da asportare (fig. 8). La costruzione “sandwich” senza soluzione di continuità, consente una pulizia interna semplice, solamente con getti di aria compressa. La presenza di continui soffi d’aria, integrati nella base della cabina, evitano qualsiasi accumulo di polvere, favorendo conseguentemente tutte le operazioni di pulizia. Le dimensioni contenute della cabina, permettono a qualsiasi operatore di procedere al cambio colore senza entrare in cabina, semplicemente utilizzando le apposite lance ad aria compressa.
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The powder centre with ultrasonic screen integrated and the dense phase powder transfer pumps. Il centro polvere, con setaccio ad ultrasuoni integrato e le pompe di trasferimento polvere in fase densa.
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The quick colour change booth type MagicCylinder® is a fully integrated system. This means that each component has been specifically designed and manufactured to work together with all other ones: final filter, cyclone, reciprocators, automatic guns and control modules are interconnected to ensure maximum efficiency with minimum complexity. The special layout for the coil coating retains all the distinctive features of the original design, but with appropriate solutions to this type of application: - Oval section instead of the traditional cylindrical shape, to allow the horizontal movement of the gun holder. - Pneumatic lifting system of the upper part of the booth, needed to allow the movement of the booth itself without the need to open the coil. - Optimised airflow, to ensure the perfect balance of ventilation despite the high speed of travel of the coil. - A blowing system for the removal of powder from the edge opposite to the application. 54 N. 16 - 2012 JULY/AUGUST - international PAINT&COATING magazine
La cabina a cambio rapido di colore MagicCylinder® è un sistema completamente integrato. Questo significa che ogni suo componente è stato espressamente studiato e realizzato per funzionare insieme a tutti gli altri: filtro finale, ciclone, reciprocatori, pistole automatiche, moduli di controllo sono interconnessi per garantire il massimo dell’efficienza con il minimo della complessità. La speciale configurazione per la verniciatura dei coil mantiene tutte le caratteristiche distintive del progetto originale, ma con delle soluzioni adeguate a questo tipo d’applicazione: - Sezione ovale al posto della tradizionale forma cilindrica, per consentire la movimentazione orizzontale del braccio porta pistole. - Sistema di sollevamento pneumatico della parte superiore della cabina, necessario per permettere lo spostamento della stessa senza la necessità di aprire il coil. - Flusso d’aria ottimizzato, per garantire il perfetto bilanciamento della ventilazione nonostante le elevate velocità di scorrimento del coil. - Sistema di soffiatura del nastro per la rimozione della polvere dal bordo opposto all’applicazione.
LEADER IN EUROPE FOR 30 YEARS TODAY ALSO IN ITALY The recycling, feeding and power systems have been specifically designed to ensure optimal flow of the powder without changes of the particle size. The high efficiency cyclone separator allows to minimise the loss of powder in the suction process. All other components of the system, such as the new powder centre with ultrasonic screen integrated and the dense phase powder transfer pumps, contribute to achieving this goal (Fig. 9). The booths are mounted on a mobile platform; when a colour change is performed, the upper part of the booth opens to allow to move it and position the second booth, where the new colour is applied. Once the first booth is cleaned with the automatic systems with which it is equipped, it is ready to apply another colour (Fig. 10).
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IR Technology for the Polymerisation of the Film
The polymerisation of powder coatings on metal coils is obtained in a very short period of time and with low energy consumption through the gas-fuelled infrared catalytic panels. Why choose the gas IR technology for the polymerisation of the coil? To reduce the energy consumption during the production process; to halve (or even more) the total length
Il circuito di recupero, il sistema di erogazione e quello di alimentazione, sono stati espressamente progettati per garantire un flusso ottimale della polvere senza deterioramenti della granulometria. Il ciclone ad elevatissima effi cienza di separazione, permette di ridurre al minimo la perdita di polvere nel processo di aspirazione. Tutti gli altri componenti del sistema, come il nuovo centro polvere, con setaccio ad ultrasuoni integrato e le pompe di trasferimento polvere in fase densa, concorrono al raggiungimento di questo obbiettivo ( fig. 9). Le cabine sono montate su una piattaforma mobile e quando avviene il cambio colore, la parte superiore della cabina si apre per permettere la sua traslazione e lasciare il posto alla seconda cabina che si posiziona, si chiude ed inizia così l’applicazione del nuovo colore. Una volta che la prima cabina viene pulita con i sistemi automatici di cui è dotata, è pronta per applicare un altro colore (fig. 10).
Tecnologia IR per la polimerizzazione del film
La polimerizzazione delle vernici a polvere su nastri metallici viene raggiunta in tempistiche molto brevi e con bassi consumi di energia tramite i pannelli infrarossi catalitici a gas. Perché scegliere l’IR a gas per la polimerizzazione del coil? Per ridurre i consumi energetici in fase produttiva, per dimezzare (e ol-
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Vertical section with the two application booths (with the right one opened) and their cyclone separators. Vista della sezione verticale con le due cabine di applicazione (la destra in posizione aperta) e i relativi cicloni di separazione.
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of the oven; to speed up the production through very rapid treatments; to respect the environment with a technology that does not emit pollutants and that eliminates the solvents (VOC), thus reducing the harmful emissions into the atmosphere; to obtain high-quality finishing results; and to operate in absolute safety with systems which emit IR energy in the absence of a flame (Atex-CE certified). Infragas Srl has assessed with Alucoating the thermal requirements and the type of paint and of substrate to be treated and then designed with them the most appropriate panels for their process needs.
tre) la lunghezza totale dei forni, per velocizzare la produzione con tempistiche di trattamento molto rapide, per rispettare l’ambiente con una tecnologia che non emette prodotti inquinanti e in più abbatte a livello molecolare i solventi (VOC) diminuendo le emissioni nocive per l’atmosfera, per ottenere risultati di finitura di elevato livello qualitativo e, infine, per operare in assoluta sicurezza con sistemi che emettono energia IR in totale assenza di fiamma (certificazione Atex-CE). Infragas Srl ha valutato con Alucoating le esigenze termiche, la tipologia della vernice e del substrato da trattare, e ha progettato insieme a loro la configurazione dei pannelli più adeguata alle necessità di processo.
Conclusions
Conclusioni
The demand for the pre-powder coated products is steadily growing and not only for the perfect matchability or the ease of processing of the material, but also for the low environmental impact of the thermosetting powder coating technology. The growth rate of Alucoating is over 15% per month. This is a significant figure, considering the current economic situation. The courage to invest in technologies designed to provide the market with high added value products and meet new needs always proves successful in the end.
La richiesta del preverniciato a polvere sta aumentando e non solo per la perfetta accoppiabilità o per la facilità di lavorazione del materiale, ma anche per il basso impatto ambientale che la tecnologia di verniciatura con polveri termoindurenti comporta. Il ritmo di crescita di Alucoating è di oltre il 15% mensile e questo è un dato importante se consideriamo il momento congiunturale. Il coraggio d’investire in tecnologie volte a proporre sul mercato prodotti ad alto valore aggiunto e a soddisfare le nuove esigenze, alla fine si dimostra sempre vincente.
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