Hệ thống Sơn tĩnh điện Tự chế (DIY Powder Coating System)

Thiết bị sơn tĩnh điện (powder coating) không quá đắt đỏ, nhưng vì mình chỉ thỉnh thoảng mới sơn vài món đồ nhỏ nên mình muốn làm sao cho tiết kiệm chi phí nhất có thể. Dự án này bao gồm các file in 3D cho cả bộ nguồn và súng phun bột để nạp điện và đưa bột ra ngoài. Nếu bạn là một người thích mày mò chế cháo như mình, bạn chỉ tốn khoảng $20-30 tùy vào những thứ bạn đã có sẵn hoặc tìm được.

Dự án này được lấy cảm hứng từ các kênh YouTube sau:

1. Homemade Powder Coating Gun Power Supply - của DIY Phil
2. Homemade Powder Coating Gun - của DIY Phil
3. DIY Powder Coating Videos - của Tinker Smith
4. Detailed Power Supply Information - của Tinker Smith

AN TOÀN LÀ TRÊN HẾT! Có những rủi ro nghiêm trọng về điện, hóa chất và vật lý khi thực hiện dự án này. VUI LÒNG cân nhắc kỹ năng lực của bản thân và chuẩn bị đầy đủ các biện pháp bảo hộ cá nhân.

HƯỚNG DẪN LẮP RÁP: Mình đã cố gắng cung cấp đủ hình ảnh các bộ phận và thiết bị hoàn thiện để hướng dẫn bạn. Các bước lắp ráp và điều chỉnh mạch nguồn đã được ghi chép rất kỹ trong các video trên YouTube nêu trên. Video đầu tiên của DIY Phil là đủ cho hầu hết các nhu cầu, còn Tinker Smith thì cung cấp thêm chi tiết và nhiều lựa chọn hơn.

Ngoài ra, mình rất sẵn lòng trả lời các câu hỏi trong khả năng của mình và tiếp thu mọi ý kiến góp ý lịch sự, mang tính xây dựng mà các bạn để lại trong phần bình luận.

Chỉ cần mày mò một chút là hệ thống này hoạt động rất tốt cho mục đích của mình và đáp ứng đúng tiêu chí giá rẻ. Hy vọng nó cũng hữu ích cho bạn.

LINH KIỆN:

Danh sách linh kiện điện tử nghe có vẻ hơi đáng sợ nhưng không hề đắt đỏ. Bao gồm:

• Một bộ nguồn cắm tường có thể cung cấp ít nhất 6V và 2.5A nhưng không quá 40V và 9A. (Mình tận dụng mấy bộ nguồn cũ có sẵn trong kho. Bạn có thể mua loại này online với giá dưới $10.)
• Một bộ XL4016 Buck Converter (Tìm kiếm trên Amazon hoặc nhà cung cấp linh kiện: 300W XL4016 DC-DC Max 9A Step Down Buck Converter 5-40V to 1.2-35V. Giá hiện tại dưới $5.)
• Một bộ Arc Pulse Generator (Tìm kiếm: High Voltage Generator DC 6-12V to 1000kV Boost Step-Up Inverter Arc Pulse Generator. Giá hiện tại dưới $10.)
• Dây đồng cứng 14 AWG làm điện cực trong súng phun.
• Dây điện cách điện để nối các linh kiện bên trong bộ nguồn.
• Dây dẫn điện cao áp từ bộ nguồn đến súng phun và vật cần sơn (Mình tự làm từ dây silicone 16 AWG và vài cái kẹp cá sấu có sẵn.)
• Mình dùng thêm một công tắc on/off và giắc cắm/đầu nối banana, nhưng bạn hoàn toàn có thể nối trực tiếp. LƯU Ý: Bạn cần có cách để ngắt điện (công tắc, rút phích cắm hoặc dùng bàn đạp chân). Bộ tạo xung hồ quang không được thiết kế để dùng liên tục và sẽ cháy nếu bật mãi. Mình thường dùng từng đợt không quá 10 giây và nghỉ vài giây giữa các lần bằng cách dùng bàn đạp chân giá rẻ. Cách này rất hiệu quả cho các vật thể có kích thước vừa phải.

Các bộ phận in 3D cho súng phun được thiết kế để vừa với ống PVC 1" SDR-21 thông dụng tại các cửa hàng vật liệu ở Mỹ. Đường kính trong của ống này gần như chính xác là 30mm.

Các linh kiện khác cần mua hoặc tìm kiếm:

• Súng xịt hơi giá rẻ và các đầu nối.
• Chai chứa bột. Mình đã thiết kế nắp cho:
  • Chai nước ngọt/nước lọc thông dụng.
  • Chai nước bù khoáng/thể thao.
  • Chai gia vị loại trung bình.
• Khoảng 30cm ống PVC như mô tả.
• Một đoạn ống 1/4" dài khoảng 15cm. (Mình dùng ống đồng làm đường ống nước có sẵn, bất kỳ ống cứng nào cũng được. Lỗ trên bộ chia hơi là 7mm, nên cứ chọn cái nào vừa là được.)
• Nếu bạn in vỏ hộp bộ nguồn của mình, bạn sẽ cần thêm 6 con ốc 3mm x 30mm để lắp ráp.

CÁCH DÙNG:

Các bộ tạo hồ quang này không nên chạy liên tục quá vài giây. Nếu bạn để thiết bị chạy hơn 30 giây thì khả năng cao là bộ tạo hồ quang sẽ cháy. Video của Tinker Smith có hướng dẫn chi tiết về chu kỳ hoạt động (duty cycle) của thiết bị này.

THIẾT KẾ:

Mình sử dụng 3 phần mềm/công cụ chính:

1. Fusion 360 - Có phiên bản miễn phí cho cá nhân không thương mại.
2. OpenSCAD - Phần mềm mã nguồn mở miễn phí, dùng văn bản để thiết kế mô hình.
3. Threaded Bottle or Jar Cap Generator for Fusion 360 - Một công cụ tuyệt vời của người dùng @mscalora trên Printables.