Simulazione CFD delle cabine di verniciatura e di levigatura
EOLIOS realizza studi per le cabine di verniciatura al fine di ottimizzare il rendimento e la qualità dell'aria con l'aiuto di strumenti di simulazione CFD.
Studiare
- Misure sul sito
- Simulazione CFD della cabina
- Selezione di materiale adatto
Garantire
- Rispetto delle norme
- Flussi di derivazione & ricircolo
- Monitoraggio degli inquinanti
Progettare
- Validazione tramite simulazione
- Cabina di levigatura
- Soluzione su misura
I nostri servizi coprono l'aeronautica, l'automotive, la levigatura, l'industria e la verniciatura — dal jet d'affari all'elicottero.
Cosa permette la simulazione CFD nelle cabine di verniciatura?
La simulazione numerica di fluidodinamica (CFD) si è imposta come uno strumento all'avanguardia per ottimizzare le prestazioni delle cabine di verniciatura. Modellando il flusso d'aria e gli scambi termici con maggiore precisione, permette di individuare i punti deboli e di proporre soluzioni concrete. La valutazione delle condizioni climatiche e dell'eliminazione delle particelle deve essere condotta in ogni zona locale, tenendo conto delle dimensioni dello spazio e dell'impatto di ogni sistema — e l'unico metodo che permette di calcolare questi parametri con precisione e di stimare i flussi d'aria nello spazio è la simulazione CFD.
I metodi CFD di modellazione dei gas permettono — con un software professionale e una potenza di calcolo adatta alla complessità del problema — di visualizzare i flussi di particelle, di stimare la concentrazione di sostanze nocive e di studiare la distribuzione della temperatura nell'officina (scenari critici in particolare). Fin dalla fase di progettazione, ciò permette di valutare l'efficacia del sistema e di evitare perdite finanziarie in esercizio.
Requisiti per la progettazione dei capannoni di verniciatura
La ventilazione è necessaria per assicurare l'eliminazione dei vapori pericolosi e delle particelle di vernice spruzzate. È importante che l'aria circoli uniformemente attorno al pezzo per ottenere un rivestimento di alta qualità. Nelle cabine per piccoli aerei o elicotteri, viene creato un flusso orizzontale longitudinale: l'aria soffiata vicino al muso della fusoliera si propaga sulla lunghezza dell'apparecchio, prima di essere estratta a una certa distanza dietro di esso.
Questa progettazione è efficiente sul piano energetico (consumo d'aria relativamente basso). La sua difficoltà è la comparsa di una superficie granulosa e irregolare all'asciugatura: la rugosità proviene dalle particelle essiccate dell'aerosol, trasferite dal muso verso la coda dal flusso longitudinale. L'asciugatura diventa eterogenea e compaiono differenze di granulosità — un difetto inaccettabile per i più esigenti, per esempio i jet d'affari privati.
Per superare questi fattori sfavorevoli, è necessario utilizzare metodi moderni di fluidodinamica numerica. La CFD è un insieme di metodi matematici, implementati in un software, capaci di realizzare calcoli complessi di flussi di gas e di termodinamica. È utilizzata in particolare nella progettazione delle cabine di spruzzatura automotive per assicurare un flusso d'aria uniforme attorno al veicolo e garantire una verniciatura di alta qualità.
La CFD per migliorare la sicurezza degli operatori
Garantire un ambiente di lavoro sano
- Qualità dell'aria: assicurarsi che l'aria della cabina rispetti le norme di concentrazione di inquinanti e contaminanti;
- valutazione della concentrazione degli inquinanti nell'aria ambiente;
- simulazione della dispersione dei contaminanti e individuazione delle zone a rischio;
- ottimizzazione del sistema di ventilazione per garantire un'aria sana e respirabile.
Ridurre i rischi di esplosione
- Conformità ATEX: valutazione dei rischi di esplosione legati ai vapori di solventi e di vernice;
- simulazione della dispersione dei gas esplosivi e individuazione delle zone a rischio;
- attuazione di misure di sicurezza per prevenire le esplosioni e proteggere gli operatori.
Migliorare l'ergonomia della postazione di lavoro
- Ventilazione adeguata: verificare la portata e il ricambio d'aria rispetto alle norme;
- studio delle condizioni di lavoro e individuazione dei punti di disagio;
- simulazione del flusso d'aria e della temperatura per ottimizzare l'ergonomia;
- soluzioni per ridurre l'affaticamento e i rischi di disturbi muscolo-scheletrici.
La CFD per migliorare la qualità della finitura
Ridurre i difetti di verniciatura
- simulazione dei vortici e delle zone di ricircolo all'origine delle colature, accumuli e superfici granulose;
- ottimizzazione della velocità e della distribuzione dell'aria per minimizzare turbolenze e variazioni di colore;
- valutazione dell'impatto degli ostacoli (passerelle di lavoro) sulla finitura.
Migliorare l'uniformità della verniciatura
- analisi dell'efficacia del trasferimento di vernice sulle diverse zone della superficie;
- ottimizzazione della posizione delle pistole e degli ugelli per una copertura omogenea;
- studio dell'influenza della viscosità e delle condizioni di applicazione sul film di vernice.
Ridurre le particelle in sospensione
- valutazione dell'efficacia dei sistemi di filtrazione ed estrazione d'aria;
- analisi dell'impatto della dimensione e della natura delle particelle sulla finitura;
- posizionamento ottimale dei filtri.
Ottimizzare la geometria della cabina & il trasferimento di vernice
Lo studio della forma e delle dimensioni della cabina sul flusso d'aria, l'individuazione delle zone di ristagno e la valutazione dell'influenza degli ostacoli permettono di migliorare il trasferimento di vernice. La simulazione della traiettoria delle particelle individua le zone di perdita e ottimizza l'angolo e la distanza delle pistole; l'analisi della formazione del nebbia di vernice (overspray) e l'ottimizzazione della velocità dell'aria e della pressione di spruzzatura minimizzano la sua formazione e migliorano l'efficacia dei sistemi di recupero.
La CFD per ottimizzare l'efficienza energetica
Ridurre i fabbisogni di riscaldamento e climatizzazione
- simulazione dei trasferimenti termici e individuazione dei ponti termici;
- ottimizzazione dell'isolamento e dei sistemi di riscaldamento e di climatizzazione;
- strategie di controllo per una migliore gestione della temperatura.
Ottimizzare la rete di ventilazione
- studio del flusso d'aria e individuazione delle zone di perdita di carico;
- ottimizzazione della progettazione della rete per ridurre il consumo;
- ventilazione a velocità variabile e controllo intelligente;
- studio dell'omogeneità della rete a monte delle pareti o dei soffitti diffondenti.
Recuperare l'energia termica
Oltre ai risparmi, la CFD valuta il potenziale di recupero dell'energia termica evacuata dalla ventilazione, e permette di predisporre sistemi di recupero per preriscaldare l'aria entrante o alimentare altri impianti.
Qualificazione dell'aeraulica delle cabine di verniciatura
Che cos'è una qualificazione di cabina di verniciatura?
Una cabina di verniciatura è essenzialmente un ambiente controllato, progettato per realizzare lavori di verniciatura su diversi materiali. Il suo obiettivo principale è contenere le particelle e i composti organici volatili (COV) liberati durante il processo, per non nuocere all'ambiente né alla salute umana, e garantire che la verniciatura non sia perturbata da elementi esterni (polvere) che compromettano la finitura. La «qualificazione» designa il processo con cui la prestazione della cabina viene misurata e valutata: in EOLIOS, seguiamo una procedura rigorosa ed esaustiva che ne valuta tutti gli aspetti importanti.
Norme da rispettare
La fabbricazione, l'installazione e l'uso di una cabina di verniciatura sono regolamentati e rispondono a criteri chiave da rispettare per la sicurezza e il comfort degli operatori e l'efficacia della cabina. Per le cabine a ventilazione orizzontale — le più diffuse al di fuori dell'automotive — questi criteri sono determinati sui consigli esperti dell'INRS.
Rilevamento delle velocità dell'aria
L'applicazione delle nostre conoscenze in meccanica dei fluidi è profondamente radicata nel nostro approccio alla misura delle velocità dell'aria. Con l'aiuto di anemometri di precisione, forniamo misure rigorose della velocità dell'aria, fattore cruciale del processo: le sue variazioni influenzano la qualità dello strato applicato. I dati sono analizzati dai nostri ingegneri, che formulano raccomandazioni sull'orientamento della sorgente d'aria, la pressione, la temperatura e l'umidità, conformemente alle norme più severe.
I test fumogeni
La competenza di EOLIOS si estende ai test fumogeni per cabine di verniciatura: uno strumento prezioso per determinare la visibilità e l'efficacia della portata d'aria durante l'applicazione. Basandosi sulla diffusione di fumo, permettono di visualizzare e analizzare il flusso d'aria e la ventilazione nella cabina.
Lo svolgimento del test avviene in tre tempi: generazione di un fumo non tossico all'interno della cabina; osservazione e analisi del flusso d'aria con l'aiuto di telecamere di precisione, termocamere e anemometri; valutazione dell'efficacia della ventilazione, dell'omogeneità del flusso, delle zone di ricircolo e dei sistemi di filtrazione. Gli obiettivi sono individuare le zone di turbolenza e di ricircolo, verificare l'efficacia della ventilazione, valutare la filtrazione e rilevare le fughe d'aria per garantire la tenuta. Questo metodo visivo, economico e facile da attuare è un eccellente strumento di diagnosi.
EOLIOS utilizza una sorgente di fumo specifica introdotta nella cabina: osservando il percorso del fumo, i nostri esperti determinano se l'aria scorre correttamente e individuano le zone di turbolenza o di ristagno. I dati servono poi a ottimizzare la prestazione: aumentare la capacità di estrazione (gestione delle serrande), migliorare la qualità dell'apporto d'aria o riorganizzare lo spazio di lavoro. Dopo la valutazione iniziale, effettuiamo con il cliente le regolazioni necessarie.
