真空靜電噴涂工藝優(yōu)化探析

王益強

摘要：真空靜電噴涂即是處在一定真空環(huán)境的狀態(tài)下實施靜電噴涂的技術。和過去的靜電噴涂技術相比，真空靜電噴涂有效地解決了工件表面漆厚薄不均勻、塵點多、浪費油漆等多種缺點，所以真空靜電噴涂得到極大的應用空間。文章在介紹真空靜電噴涂的基礎上，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) 文獻標識碼：A

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

社會經濟的發(fā)展，提高了人們對于生活與物質方面的需求，同樣對于產品質量的追求也在逐漸提高，產品表面的耐磨性、硬度要求逐漸升高，而又必須確保高溫強度，同時需要滿足較高的隔熱性能，但表面技術又直接反映在噴涂技術和噴涂工藝這兩個方面，所以真空靜電噴涂工藝技術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。

對靜電噴涂的基本原理分析能夠得出，在到達工件表面前，油漆粒子會經歷三個階段，也就是剛剛離開噴槍，油漆粒子進行霧化，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，有無介質就成為兩者最大的區(qū)別。

2 真空靜電管道系統(tǒng)設計與優(yōu)化

2.1 入氣系統(tǒng)管道結構優(yōu)化

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

1.干燥罐B；2.干燥罐A；3.出口；4.入口

在干燥機的前端管道除開除油裝置之外，還包含了P、Q、R三個過濾器，分別表示過濾的效果等級初級、中級和高級。

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

針對入氣管道的緩沖管設計原理，主要目的是減緩輸送氣體的速度，從而防止可能對工件帶來的不利影響。對管道系統(tǒng)實施仿真分析能夠得出，其空氣壓縮速度一般來說為7.0m/s，當外部環(huán)境控制在常溫常壓的狀況下，壓強的差異可以忽略。

通過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)管道結構優(yōu)化

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

2.3 廢氣系統(tǒng)的設計與優(yōu)化

隨著社會經濟的飛速發(fā)展，各種廢氣污染物的排放量也逐年增加，噴涂行業(yè)近年來在電氣設備、機械、汽車等行業(yè)中得到了非常廣泛的應用，但因為涂料主要是由揮發(fā)成分與不揮發(fā)成分構成，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以及主要成膜物質。因此在這些產品的表面，有機溶劑難以隨油漆附著于此，在進行固化以及噴涂作業(yè)時很容易排出。在噴漆廢氣內部，顆粒小、黏度大，非常容易附著于物質表面，針對有機廢氣進行凈化之前，需要將漆霧去除。傳統(tǒng)的方式無法滿足高凈化率的要求，也無法滿足理想的處理效果要求。

真空靜電噴涂廢氣處理系統(tǒng)往往由干式過濾設備以及濕式過濾設備所構成，在真空環(huán)境下進行作業(yè)的過程中，抽出烘烤缸體以及噴涂缸體內部的多余空氣。在廢氣經過過濾網時，首先對廢油漆進行過濾，在經過空氣冷凝器之后，經過初、中、高三個級別的過濾網進入水箱，最后才把氣體排出到大氣中，在這一過程中應當注意定期對過濾層材質予以更換。替換之后的材料能夠直接送到鍋爐房實施二次焚燒利用。然后通過治理，廢氣就能夠滿足《大氣污染物綜合排放標準》的要求。

真空靜電噴涂管道系統(tǒng)之中采用漆霧過濾箱和過濾層作為過濾裝置，在開始進行真空處理后，把噴涂缸體內部的廢氣直接抽出，經過首層的干式過濾設備噴霧過濾箱，隨后通過冷凝器，再通過初級、中級以及高級各個等級的過濾層，然后廢氣通過罐子進行濕式過濾，廢氣通過鼓風機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

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

3.1.1 油氣的黏度。黏度指的是液體對于流動的阻力，水的黏度偏低，但是機油本身的黏度較高，而油漆的黏度會給漆流霧化帶來一定程度的干擾。如果黏度太高，很容易產生較大的霧化顆粒，造成濕噴的情況出現(xiàn)。但是黏度過低，霧化的顆粒就會偏小，就會出現(xiàn)

干噴。

3.1.2 空氣壓力。相對于傳統(tǒng)噴涂來說，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，很容易對裝置渦輪發(fā)電機正常工作造成影響，從而干擾到實際的噴涂效果。

3.1.3 油漆電阻。油漆本身的帶電性會對噴涂效果造成直接的影響，電阻值偏高，會出現(xiàn)帶電困難的現(xiàn)象，導致靜電效果偏差，但是過濾就可能出現(xiàn)漏電的問題。具體而言，對于油漆噴涂效果產生影響的參數(shù)主要偏向于以下方面：（1）風速。在進行油漆噴涂時，噴涂風速最好控制在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。過小的油漆電阻會損壞噴槍，給作業(yè)人員的人身安全帶來威脅，而如果電阻更大則很容易對實際的噴涂質量造成影響，所以油漆帶電性能的好壞會對噴涂質量造成直接干擾；（5）噴槍具體位置的影響，若作業(yè)現(xiàn)場必須使用多支噴槍進行，就需要考慮其相對位置，確保漆流不會相互產生干擾，避免同性電荷漆霧出現(xiàn)相斥的現(xiàn)象，特別是針對中小型零件。

3.2 真空靜電噴涂工藝實驗

在具體的實驗中，以車模材質為例。車模材質主要是選擇合金，包含了預處理、油漆噴涂以及漆膜固化三個階段的作業(yè)。所謂預處理指的是對實施噴涂的產品進行作業(yè)前準備處理，通過人工清洗或者是超聲波的方式，來清除灰塵、污垢等，從而做好油漆噴涂的準備，避免產品的噴涂表面效果受到影響。在合金車模的清洗中，其參數(shù)設定如下：頻率為30～40kHz，時間為5～8min，溫度控制在50℃～70℃之間，清潔劑適量。

在進行油漆噴涂時往往包括了配制油漆以及設置噴涂具體參數(shù)。油漆的配制一般來說是結合作業(yè)人員自身工作經驗以及其他相關說明來進行，但也應當充分考慮到其他廠家，其配制說明也會有所差異。對于真空靜電噴涂來說，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 結語

總而言之，針對真空靜電噴涂設備，需要制造出一條流水線，保持在真空環(huán)境下對工業(yè)產品應用靜電噴涂的辦法實施噴涂，如此一來才可以符合節(jié)能減排以及提升噴涂質量的雙重要求。在今后的研究中，還應該對整個體系有更深入的了解，認識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

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[3] 劉寬.真空靜電涂裝工藝裝備結構設計與工藝分析

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（責任編輯：黃銀芳）