帮帮我,我想了解一下静电喷涂。
在美国1955中,圆盘式自动静电涂装系统被用于涂装枪托、马桶座、椅子、床部件等木制品。在日本,1966也使用了木质电视盒用升降式圆盘式聚酯树脂涂料。然后,用于餐椅的酸硬化氨基醇树脂和网球拍的真漆(lacca)涂层的盘式涂布机得到推广。现在估计有200家左右的工厂采用静电涂装系统,已经成为量产木制品涂装的主流。因为静电涂装可以大大节省油漆,所以会大大降低产品质量。1945中应用于金属制品的涂装。1951年,研制出钟罩式涂装机。1953年开发了圆盘式涂装机,静电涂装系统在以下工业领域推广。即家用电器、汽车及其零部件、机车及其零部件、自行车及其零部件、钢制家具、办公用具、农业机械、建筑材料(金属门窗框和门)、护栏、高压气体容器、仪表外壳等。除此之外,静电涂装用于各种金属制品,也适用于丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(ABS树脂)等各种树脂件。可以说静电涂装算是工业涂装的一种代表性方法。而且近年来,超高速旋转的圆盘式和钟罩式包衣机得到了开发和推广。由于它们的高生产能力,这些机器也被用于超高档耳漆涂布。
二、静电涂装的原理及静电涂布机的分类。
(一)静电涂装的原理
静电涂装以接地的被涂装物为正极,涂料雾化装置为负极,涂料雾化装置被充以高负电压,在两电极间形成静电边界,使雾化的涂料颗粒带负电,涂料被有效吸附在对电极表面。这种方法被称为静电喷涂。那么为什么要用被涂物体做正极,涂料雾化装置做负极呢?因此,相反,转移到火花放电是困难和安全的。为了实施静电涂装,被涂装物的接地是重要的必要条件,被涂装物必须是良好的导电体。木材通常被认为是不良导体,但当其含水率在8%以上时,可以采用静电涂装,这一点已被经验所证实。这是因为在正常的静电涂层中,正负电极之间流动的电流为20-50微安,非常小。所以虽然像木头一样,但是电阻大的物体也可以实施静电涂装。而在日本,冬季干燥期间,木材的含水率会降低到8%以下,因此涂层附着力会明显降低。在这种情况下,利用蒸汽室通过木材,提高木材表面的含水率,也是一种有效的方法。
(2)静电涂布机的分类
1.按涂层雾化方式分类
过去分为静电雾化和机械雾化。所谓静电雾,就是将涂料用高压供应到圆盘中心,然后圆盘旋转产生的离心力膨胀,在圆盘表面形成薄膜,在圆盘边缘由液丝变成漆雾的方式。另一种机械雾化是涂布的方式。但由于最近小直径超高速盘或钟的发明,按涂料的雾化方式分类略显复杂,笔者试分类如下。规则
(1)静电雾化方式(低速旋转雾化头型、叶片雾化头型)。
(2)离心雾化方式(超高速旋转雾化头型)。
(3)压缩空气雾化方式。
(4)无空气雾化。
(5)液压雾化结合辅助气体(无空气-压缩空气雾化)。
2.根据涂料的充电方式分类
赋予漆雾粒子负电荷是静电涂装程序中的重要环节。包括新型号在内,本次访谈的分类如下:
(1)联系充电方式
(2)离子充电模式
注:上述接触带电法的代表机型为旋转雾化头,静电雾化法和离心雾化法属于此类方法。还有其他的喷枪喷漆机,是对枪内部的油漆通道施加高压,然后机械雾化。离子充电法适用于枪尖有短针电极的镀膜机。涂料微粉化所需的机械能由涂料开关开启,同时高压发生器向涂布机施加高压。如图2-(1)所示,在喷尖电极附近,因为针电极的缘故,电界极不均匀,空气被强烈电离。然而,在针电极的尖端附近,空气的绝缘已经被部分破坏,并且发生了非常稳定的GLOWCORONA放电。通常这种电晕放电在暗室中肉眼可以看到,但它是一个紫蓝色的光点。这部分分为很强的电离域,但实际有效电离域更大。如图2-(2)所示,涂料颗粒带负电,但如图2-(3)所示沿电场方向飞行,附着在被粘物上。压缩空气雾化、无空气雾化和无空气-压缩空气雾化都属于这种模式。
3.根据静电涂布机雾化头与高压发生器的关系分类。
迄今为止,众所周知,高压发生器通常位于喷漆室外,距离雾化头5米或10米,但最近,雾化头内部器官处于升压机构或整流机构的装置得到了发展。前者称为POWERSUPPLYREMOTETYPE控件类型。后者被称为组装型。而遥控式的电源也逐渐从大湿式(内部使用绝缘油)转移到小干装式(官员用模塑树脂)。内置式有变压式、考克罗夫特式或叶栅式、EGD式和涡轮式。
4.其他分类
有些分为自动型和手动型,或者称为机器人型、电梯型等。因为他们一起用机器人或者自动电梯。这些分类方法被认为是使用了差异化分类。
静电喷涂的作用
从成本管理、质量管理和生产管理(项目管理和交付管理)三个角度分析了静电涂装的优势。
(1)从成本管理的角度来看,由于采用了静电喷涂,在使用压缩空气喷漆枪时,大大减少了过量喷漆或反吹,显著节约了油漆。比如(日本)在木质橱柜的门框上涂上聚酯树脂涂层,一年就减少了40万美元的涂层成本。这是将喷漆方式由压缩空气喷枪改为小直径超高速旋转的升降舵盘喷漆方式的结果。油漆的减少有助于清洁喷漆室。所以虽然是间接效果,但也可以减少维护和清洁所需的成本和时间。
(2)从质量管理的角度来看,静电喷涂中的雾化涂料颗粒相互排斥,因为它们带负电。这种排斥带来的效果是颗粒在涂料形状中的分布趋于更加均匀,从而产生减少涂层不均匀的效果。由于超高速旋转涂布机,涂层颗粒高度雾化,粒度分布范围小。因此,可以显著提高涂层厚度的均匀性。
(3)从生产管理的立场来看,减少静电吸引引起的反弹或剖腹效应(指多余的漆雾因静电吸引而附着在被涂物体背面的现象)不仅减少了油漆量,还缩短了涂装时间。特别是使用了雾化能力大自动涂布机,涂布速度快。而且生产稳定,易于管理。(能对材料的边缘和棱边进行涂层也是很大的功能。)
四。静电涂层和安全性
(1)目前日本实施静电涂装的工厂估计约有65,438+00,000家。其中静电涂装使用超过20年的工厂有很多,没有出现过人员受伤和火灾的情况。另一方面,一些工厂每年都会发生几起火灾。据调查,其原因多基于长期使用的习惯和忽视基础管理或治疗。木制家具厂周围有许多可燃材料。重要的不仅是整理和整改被涂物体、油漆和溶剂,而且是在启动时根据指定的基准管理静电涂布机或喷漆室的内部和外部。事实上,随着未来技术的进步,静电涂装的安全性将会提高。比如镀膜机与被镀膜物体之间的电流出现异常时,可以高速检测出来,快速阻断高压、各种联锁装置、自动安全装置的发展。这些技术弥补了管理或加工或操作中考虑的不安全事项。
(2)静电涂装起火的原因因涂布机的类型、涂料的性质、被涂物的形状、运输方式或工厂环境而异,原因很多。但在手动喷漆机中,由于操作者或清洗用的溶剂罐处于绝缘状态,在电带与接地物体靠近时,放电的人最多,导致火灾。此外,自动涂布机引起的火灾最多,因为涂布管的绝缘被破坏。
安全对策
1.静电涂装的事故,大部分都是该接地的不接地,形成绝缘状态,而那些带电的。第一个原则是,喷漆室内的导电物体必须明确区分高压电位和接地电位,除了要施加高压的那些或部位,都必须接地。还定期确认接地电位是最重要的,从而防止大多数火灾事故。简单的认为,因为涂布机施加的电压高,所以认为涂布机是最危险的,但是最新的涂布机都给出了很高的安全对策,所以涂布机造成的事故很少。
当涂装过程中所有一般有机溶剂的蒸气浓度受爆炸限制时,可点燃的溶剂蒸气的最小点燃能量约为0.2mJ(2/10000焦耳)。对方人体的静电容量约为100pF。所以,如果人体有2KV左右的电位,就有0.2 MJ的能量..如果操作者不接地,就会处于危险状态。由此可见,人体在静电场中保持绝缘状态是多么重要。
根据接地方式采取以下安全对策:
(1)操作人员必须穿导电鞋(皮鞋是导电的)。
(2)充分清洁鞋底。
(3)喷漆室内的导电物体必须接地。
(4)清洗用溶剂罐固定并接地。
(5)使用静电便携式油漆喷枪的操作人员必须徒手操作油漆喷枪。
(6)悬挂被涂物的吊架应充分清洁,被涂物应始终保持在地电位。(注意挂钩的接触)
(7)喷漆室内的地面应始终保持导电状态。
2.使用和操作基本上防止形成火灾的排放。如果被认为带电的涂布机或涂布槽在充分通风后接地,残留电荷在使用前逸出,这是在补充涂料或清洁涂布室时必须观察的事项。
以下几点在使用和操作中。
(1)喷漆结束时(喷漆暂时中断时也一样),必须关闭高压。清洗作业前确认高压?
(2)使用导电涂料(如油漆、醇酸树脂)且涂料供给系统与接地绝缘时,先将涂料罐接地【此时必须打开换气扇,将庞大的溶剂蒸气部分(如涂料罐外底)接地。
(3)如果使用溶剂来清洁绝缘材料的部分,则在确认溶剂干燥后施加高电压。
(4)定期清理涂布机的涂布粉尘污染。
(5)不要使用会保留溶剂蒸汽以防止涂布的涂布机。
(6)真正拧紧或适当拧松或脱落高压电缆或涂层软管。
(7)对于其他人,熟悉使用说明书并彻底遵守。
3.涂布机系统和附属设备
在防止放电的方法中,在施加高压时设置联锁装置,以防止不必要的导电物体和操作人员进入静电存储边界。
涂布机系统及附属设备要点:
(1)设置足够的操作所需的锁定装置。
(2)需要按顺序动作的,不能指定超出顺序的操作。
(3)为输送机、出入口门、送风和排风、消防装置和涂布机设置适当的联锁装置。
(4)设置安全围栏或防止操作人员进入设备。
(5)使用较长的吊架,以减少输送机和吊架之间的接触点。
(6)采用自动清洗系统(自动喷漆机)。
(7)在紧急情况下,提供自动灭火装置。
4.静电涂布机安全系统。
静电喷涂的安全系统可分为两类。一种是在喷枪尖端安装针状电极的喷涂机,喷涂机主体由绝缘材料制成,以减少针状电极的静电容量,在电极旁边插入高电阻,并连接到高压发生器。针状电极容易放电,随着接近接地物体,施加的高压迅速下降。下面的图3显示了这种关系。如果是高电阻的涂料,是非常安全的涂布机。图3示出了这种距离-电压和电流变化的例子。另一种是静电雾化或离心雾化涂布机,其电极容量极大,因此点火能量大。因此,在原始状态下使用是非常危险的,因此安装火花防护装置或过电流检测器等安全装置是一种预防措施。即在火花放电发生前,如果通过的高压超过设定的检查电流值,会被自身重量阻挡,但其安全性低于前者(喷枪尖端带针电极的镀膜机)且要求高性能。但测试电流值变为di/dt,镀膜机剩余电荷用超高速高压断续器接地。并且开发了这样一个非常安全的系统,所以已经达到了达能可以安全使用静电涂装的状态。
影响空气静电喷涂效果的工艺条件
(1)喷枪的相对位置:在多支喷枪同时操作的地方,使用时要注意它们的相对位置,使喷出的漆流互不干扰,避免电荷相同的漆雾相互排斥,尤其是在喷中小型零件的地方。
(2)喷漆室风速:静电喷涂时喷漆室的风速和排风量小于一般空气喷涂。风速为0.5-0.7米/秒。
(3)涂料的电阻:涂料的电性能直接影响静电雾化和静电效应。电阻值过高很难充电,静电效果差;太小的话容易漏电,对喷枪有害,也不利于安全。不同规格的静电喷枪都有其特定的电阻范围,可以结合现场测试和喷枪供应商的建议来确定。
(4)涂料的粘度:一般静电喷涂的涂料施工粘度略低于空气喷涂,以提高雾化效果,使漆雾易于沿电力线方向环绕沉积。
(5)空气压力:在管道油漆输送系统相同条件下,空气静电喷枪所需压力低于普通空气喷枪。空气压力过大一方面会影响涡轮发电机的正常运行,另一方面也会影响静电效应。
(6)油漆输送压力:与普通空气喷枪相比,静电喷枪喷涂所需的油漆压力也略低。
空气静电喷枪喷涂技术初探
静电喷涂技术已广泛应用于机械行业,尤其是汽车制造业。它以其涂料利用率高、涂装生产率高、涂装质量优异、大幅减少废漆和废漆雾、减少周边危害等优点,越来越受到人们的关注。根据静电雾化器的形状和安装方式的不同,静电喷涂设备可分为固定式和手动移动式两大类。对于一条新的涂装生产线的设计和一些有一定规模的老生产线的改造,前者往往占多数。而对于原设计规模较小、涂装作业现场拥挤的老生产线,便携式静电喷枪以其灵活、轻便、不占用作业场地、对复杂工件和凹型部位进行均匀涂装而具有独家优势。本文通过空气静电喷枪在生产线上的批量试验,对该工艺进行了初步探讨。
1、喷涂工具及使用
喷涂工具为GRACO公司生产的PRO3500空气静电喷枪,由枪把、枪管、扳机、气帽总成、管路、气路系统等部件组成。这种喷枪已在国内各汽摩厂家批量使用,具有一定的实用性和代表性。其静电原理是由压缩空气驱动的内置涡轮发电机不断放大整流成6.5X104V的高压直流电,使油漆颗粒带电,进一步雾化进行静电涂装。空气静电喷枪的外部结构与普通空气喷枪不同,除了喷嘴处的电极针,它还装有排气管,用于排出涡轮发电机中多余的废气,并冷却发电机。另外它的气管可以导电,喷枪用的系统可以接地。必须注意的是,作为安全保证程序,在检查、维修、安装、清洗和中断喷涂作业时,必须进行泄压,即必须关闭静电开关,切断空气和油漆供应,并扣动扳机,将残留的油漆和空气释放到接地的物体上。另外,空气静电喷枪的维护保养也很重要。清洗溶剂必须是非导电溶剂,导电溶剂会导致喷枪故障。也不允许将喷枪浸泡在溶剂中,否则容易造成短路,降低静电效果。
2、安全规范和安全检查
静电喷涂最需要特别注意的问题就是安全。因此,国家专门颁布了相关安全标准。对于PRO3500和其他类似的空气静电喷枪,每次使用前应采取以下安全措施和安全检查。
(1)喷枪系统安全:系统必须安全接地,枪体对地电阻小于1-2兆欧。
(2)人身安全:操作人员和所有进入作业区域的人员必须穿导电鞋,操作人员不得戴绝缘手套。人体对地电阻小于1-2兆欧。
(3)工件状态:地链的小车或导轨可以接地,与工件呈点或线接触,工件对地电阻小于2兆欧,否则会直接影响静电效应,甚至会被操作者扣住油漆。
(4)作业区的安全:作业区内所有易燃液体必须放在有安全接地的容器内,所有电导体都要接地。
(5)操作保障:所有操作人员必须经过培训,安全使用静电喷涂系统,掌握泄压技术。
3、工艺条件及操作
与普通空气喷涂相比,以下工艺条件直接影响涂层效果:
(1)喷枪的相对位置:在多支喷枪同时操作的地方,使用时要注意它们的相对位置,使喷出的漆流互不干扰,避免电荷相同的漆雾相互排斥,尤其是在喷中小型零件的地方。
(2)喷漆室风速:静电喷涂时喷漆室的风速和排风量小于一般空气喷涂。一方面,静电喷涂中漆雾和溶剂的蒸发量本身很小,不需要过多的排气。另一方面,风速过大直接影响漆雾在电场中的吸附,影响静电效果。对于一般的空气静电喷枪,推荐风速为0.5-0.7m/s。
(3)涂料的电阻:涂料的电性能直接影响静电雾化和静电效应。电阻值过高很难充电,静电效果差;太小的话容易漏电,对喷枪有害,也不利于安全。不同规格的静电喷枪都有其特定的电阻范围,可以结合现场测试和喷枪供应商的建议来确定。
(4)涂料的粘度:一般静电喷涂的涂料施工粘度略低于空气喷涂,以提高雾化效果,使漆雾易于沿电力线方向环绕沉积。
(5)空气压力:在管道油漆输送系统相同条件下,空气静电喷枪所需压力低于普通空气喷枪。空气压力过大一方面会影响涡轮发电机的正常运行,另一方面也会影响静电效应。
(6)油漆输送压力:与普通空气喷枪相比,静电喷枪喷涂所需的油漆压力也略低。
4、涂层效果
与普通空气喷涂相比,空气静电喷枪喷涂具有以下优点:
(1)厚度提高且均匀:在相同操作方式下,空气静电喷涂的膜厚略高于空气喷涂(约3-5?嗯),而且由于环抱效应,容易在工件的边角、凹陷等部位喷漆,涂膜更均匀,不易造成漏喷。
(2)良好的流平性。由于湿膜平整均匀,在适当的粘度、温度和湿度条件下,漆膜容易流平,橘皮明显减少,漆膜更加光滑。
(3)新鲜度:由于橘皮等外观缺陷的减少,直接提高了漆膜的新鲜度。
(4)光泽度:光泽度略有提高(约1%),尤其是内表面、边角等难以上漆的部位。