王益強(qiáng)

摘要：真空靜電噴涂即是處在一定真空環(huán)境的狀態(tài)下實(shí)施靜電噴涂的技術(shù)。和過(guò)去的靜電噴涂技術(shù)相比，真空靜電噴涂有效地解決了工件表面漆厚薄不均勻、塵點(diǎn)多、浪費(fèi)油漆等多種缺點(diǎn)，所以真空靜電噴涂得到極大的應(yīng)用空間。文章在介紹真空靜電噴涂的基礎(chǔ)上，分析真空靜電噴涂工藝優(yōu)化措施和噴涂工藝的參數(shù)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：真空環(huán)境；靜電噴涂；工藝優(yōu)化；真空靜電管道系統(tǒng)；噴涂工藝參數(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TS91 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.016

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人們對(duì)于生活與物質(zhì)方面的需求，同樣對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的追求也在逐漸提高，產(chǎn)品表面的耐磨性、硬度要求逐漸升高，而又必須確保高溫強(qiáng)度，同時(shí)需要滿(mǎn)足較高的隔熱性能，但表面技術(shù)又直接反映在噴涂技術(shù)和噴涂工藝這兩個(gè)方面，所以真空靜電噴涂工藝技術(shù)就在這一條件下出現(xiàn)在我們面前。

1 真空靜電噴涂

相比常壓靜電噴涂，對(duì)于真空靜電噴涂的定義有所差異，最明顯的地方在于噴涂環(huán)境擁有不同的真空度。在常壓條件下，需要保持0.1MPa的真空度，而真空條件下的油漆噴涂則控制在0.05MPa的真空度下。

對(duì)靜電噴涂的基本原理分析能夠得出，在到達(dá)工件表面前，油漆粒子會(huì)經(jīng)歷三個(gè)階段，也就是剛剛離開(kāi)噴槍?zhuān)推崃Ｗ舆M(jìn)行霧化，油漆粒子吸附于工件表面。常壓的靜電噴涂和真空靜電噴涂相比，有無(wú)介質(zhì)就成為兩者最大的區(qū)別。

2 真空靜電管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

2.1 入氣系統(tǒng)管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化

真空靜電管道的入氣系統(tǒng)由手動(dòng)閥門(mén)、吸附式干燥機(jī)、空氣過(guò)濾器、電動(dòng)比例閥等構(gòu)成。而圖1表示的吸附式干燥機(jī)主要管道模型。吸附式干燥劑作業(yè)原理主要是借助于變壓吸附來(lái)實(shí)現(xiàn)干燥的效果，利用干燥罐A和B相互之間的作用，能夠有效地實(shí)現(xiàn)水蒸氣吸附，把A/B兩個(gè)干燥罐之間進(jìn)行配合循環(huán)使用，能夠有效地保證吸附式干燥機(jī)自身使用壽命的延長(zhǎng)。

1.干燥罐B；2.干燥罐A；3.出口；4.入口

在干燥機(jī)的前端管道除開(kāi)除油裝置之外，還包含了P、Q、R三個(gè)過(guò)濾器，分別表示過(guò)濾的效果等級(jí)初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)。

在噴涂缸體的入氣口有一個(gè)電動(dòng)比例閥和緩沖裝置。電動(dòng)比例閥可以減少換氣消耗的時(shí)間，將噴涂的效率提高，同時(shí)將空氣過(guò)濾箱設(shè)置在電動(dòng)比例閥前面，這樣可以確保干凈的空氣進(jìn)入到缸體中。緩沖裝置則是為了避免出現(xiàn)過(guò)大的氣體沖擊力，沖掉工件以及導(dǎo)致缸體內(nèi)部的，避免出現(xiàn)二次污染。

針對(duì)入氣管道的緩沖管設(shè)計(jì)原理，主要目的是減緩輸送氣體的速度，從而防止可能對(duì)工件帶來(lái)的不利影響。對(duì)管道系統(tǒng)實(shí)施仿真分析能夠得出，其空氣壓縮速度一般來(lái)說(shuō)為7.0m/s，當(dāng)外部環(huán)境控制在常溫常壓的狀況下，壓強(qiáng)的差異可以忽略。

通過(guò)緩沖組件減速曲線可以看出：緩沖管自身具備了氣體流通速度緩解的功能，另外，氣體流通速度曲線會(huì)慢慢的呈現(xiàn)為遞減函數(shù)，從7.2m/s變成為1m/s。

2.2 抽氣系統(tǒng)管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化

真空靜電噴涂裝置中的抽氣系統(tǒng)由真空泵、閥門(mén)、過(guò)濾網(wǎng)、過(guò)濾器等共同組成。從第六代缸開(kāi)始嘗試干式過(guò)濾與濕式過(guò)濾相互結(jié)合的方式。

2.3 廢氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種廢氣污染物的排放量也逐年增加，噴涂行業(yè)近年來(lái)在電氣設(shè)備、機(jī)械、汽車(chē)等行業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，但因?yàn)橥苛现饕怯蓳]發(fā)成分與不揮發(fā)成分構(gòu)成，而揮發(fā)成分之中往往有溶劑與稀釋劑，不揮發(fā)成分中通常含有輔助成膜物質(zhì)以及主要成膜物質(zhì)。因此在這些產(chǎn)品的表面，有機(jī)溶劑難以隨油漆附著于此，在進(jìn)行固化以及噴涂作業(yè)時(shí)很容易排出。在噴漆廢氣內(nèi)部，顆粒小、黏度大，非常容易附著于物質(zhì)表面，針對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化之前，需要將漆霧去除。傳統(tǒng)的方式無(wú)法滿(mǎn)足高凈化率的要求，也無(wú)法滿(mǎn)足理想的處理效果要求。

真空靜電噴涂廢氣處理系統(tǒng)往往由干式過(guò)濾設(shè)備以及濕式過(guò)濾設(shè)備所構(gòu)成，在真空環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)的過(guò)程中，抽出烘烤缸體以及噴涂缸體內(nèi)部的多余空氣。在廢氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)時(shí)，首先對(duì)廢油漆進(jìn)行過(guò)濾，在經(jīng)過(guò)空氣冷凝器之后，經(jīng)過(guò)初、中、高三個(gè)級(jí)別的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入水箱，最后才把氣體排出到大氣中，在這一過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意定期對(duì)過(guò)濾層材質(zhì)予以更換。替換之后的材料能夠直接送到鍋爐房實(shí)施二次焚燒利用。然后通過(guò)治理，廢氣就能夠滿(mǎn)足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

真空靜電噴涂管道系統(tǒng)之中采用漆霧過(guò)濾箱和過(guò)濾層作為過(guò)濾裝置，在開(kāi)始進(jìn)行真空處理后，把噴涂缸體內(nèi)部的廢氣直接抽出，經(jīng)過(guò)首層的干式過(guò)濾設(shè)備噴霧過(guò)濾箱，隨后通過(guò)冷凝器，再通過(guò)初級(jí)、中級(jí)以及高級(jí)各個(gè)等級(jí)的過(guò)濾層，然后廢氣通過(guò)罐子進(jìn)行濕式過(guò)濾，廢氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)就可以排出傳遞到大氣之中。

3 噴涂工藝參數(shù)的優(yōu)化

3.1 油漆噴涂的影響因素

在實(shí)施油漆噴涂作業(yè)時(shí)，對(duì)噴涂產(chǎn)品造成不利影響的因素多種多樣，所以需要考慮下述指標(biāo)：

3.1.1 油氣的黏度。黏度指的是液體對(duì)于流動(dòng)的阻力，水的黏度偏低，但是機(jī)油本身的黏度較高，而油漆的黏度會(huì)給漆流霧化帶來(lái)一定程度的干擾。如果黏度太高，很容易產(chǎn)生較大的霧化顆粒，造成濕噴的情況出現(xiàn)。但是黏度過(guò)低，霧化的顆粒就會(huì)偏小，就會(huì)出現(xiàn)

干噴。

3.1.2 空氣壓力。相對(duì)于傳統(tǒng)噴涂來(lái)說(shuō)，真空靜電噴涂所需要的壓力比一般的噴槍要低得多。但如果空氣壓力不能夠控制好，很容易對(duì)裝置渦輪發(fā)電機(jī)正常工作造成影響，從而干擾到實(shí)際的噴涂效果。

3.1.3 油漆電阻。油漆本身的帶電性會(huì)對(duì)噴涂效果造成直接的影響，電阻值偏高，會(huì)出現(xiàn)帶電困難的現(xiàn)象，導(dǎo)致靜電效果偏差，但是過(guò)濾就可能出現(xiàn)漏電的問(wèn)題。具體而言，對(duì)于油漆噴涂效果產(chǎn)生影響的參數(shù)主要偏向于以下方面：（1）風(fēng)速。在進(jìn)行油漆噴涂時(shí)，噴涂風(fēng)速最好控制在0.5～0.7m/s之間；（2）空氣壓力。真空靜電噴涂的噴槍需要的壓力要比普通噴槍低；（3）輸漆壓力。靜電所需要的油漆壓力要低于空氣噴槍壓力；（4）油漆電阻。過(guò)小的油漆電阻會(huì)損壞噴槍?zhuān)o作業(yè)人員的人身安全帶來(lái)威脅，而如果電阻更大則很容易對(duì)實(shí)際的噴涂質(zhì)量造成影響，所以油漆帶電性能的好壞會(huì)對(duì)噴涂質(zhì)量造成直接干擾；（5）噴槍具體位置的影響，若作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須使用多支噴槍進(jìn)行，就需要考慮其相對(duì)位置，確保漆流不會(huì)相互產(chǎn)生干擾，避免同性電荷漆霧出現(xiàn)相斥的現(xiàn)象，特別是針對(duì)中小型零件。

3.2 真空靜電噴涂工藝實(shí)驗(yàn)

在具體的實(shí)驗(yàn)中，以車(chē)模材質(zhì)為例。車(chē)模材質(zhì)主要是選擇合金，包含了預(yù)處理、油漆噴涂以及漆膜固化三個(gè)階段的作業(yè)。所謂預(yù)處理指的是對(duì)實(shí)施噴涂的產(chǎn)品進(jìn)行作業(yè)前準(zhǔn)備處理，通過(guò)人工清洗或者是超聲波的方式，來(lái)清除灰塵、污垢等，從而做好油漆噴涂的準(zhǔn)備，避免產(chǎn)品的噴涂表面效果受到影響。在合金車(chē)模的清洗中，其參數(shù)設(shè)定如下：頻率為30～40kHz，時(shí)間為5～8min，溫度控制在50℃～70℃之間，清潔劑適量。

在進(jìn)行油漆噴涂時(shí)往往包括了配制油漆以及設(shè)置噴涂具體參數(shù)。油漆的配制一般來(lái)說(shuō)是結(jié)合作業(yè)人員自身工作經(jīng)驗(yàn)以及其他相關(guān)說(shuō)明來(lái)進(jìn)行，但也應(yīng)當(dāng)充分考慮到其他廠家，其配制說(shuō)明也會(huì)有所差異。對(duì)于真空靜電噴涂來(lái)說(shuō)，其工藝流程為前期超聲波清洗、油漆噴涂、漆膜固化，而油漆噴涂通常包含油漆配置與真空靜電

噴涂。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，針對(duì)真空靜電噴涂設(shè)備，需要制造出一條流水線，保持在真空環(huán)境下對(duì)工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用靜電噴涂的辦法實(shí)施噴涂，如此一來(lái)才可以符合節(jié)能減排以及提升噴涂質(zhì)量的雙重要求。在今后的研究中，還應(yīng)該對(duì)整個(gè)體系有更深入的了解，認(rèn)識(shí)真空靜電噴涂更深層次的作用，這樣才能夠方便后續(xù)的操作。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭成新，何衛(wèi)鋒，譚哲豪，李克天.真空與常壓靜電噴涂效果對(duì)比[J].機(jī)床與液壓，2015，（3）.

[2] 徐程橙.環(huán)保真空靜電油漆噴涂流水線優(yōu)化[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2014.

[3] 劉寬.真空靜電涂裝工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝分析

[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：黃銀芳）