涂料涂裝是具有悠久歷史的傳統(tǒng)工藝。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的涂裝工藝已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的要求。市場(chǎng)對(duì)涂裝的需求上升，質(zhì)量要求更高，各種涂裝新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)（如靜電涂裝、電泳涂裝等），逐步成為現(xiàn)代實(shí)用工業(yè)技術(shù)。無(wú)論是從提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的角度，還是從節(jié)省涂料和減少環(huán)境污染等角度，高速旋杯式靜電噴涂工藝已成為現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身涂裝的主要手段之一，并且被廣泛地應(yīng)用于其它工業(yè)領(lǐng)域。其中高速旋杯式靜電噴槍已成為應(yīng)用廣的工業(yè)涂裝設(shè)備。它是將被涂工件接地作為陽(yáng)極，靜電噴槍?zhuān)ㄐ┙由县?fù)高壓電（-50～-120kV）為陰極，旋杯采用空氣透平驅(qū)動(dòng)，空載時(shí)轉(zhuǎn)速可達(dá)25000r/min，帶負(fù)荷工作時(shí)可達(dá)30000～60000r/min。當(dāng)涂料被送到高速旋轉(zhuǎn)的旋杯上時(shí)，由于旋杯旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心作用，涂料在旋杯內(nèi)表面伸展成為薄膜，并獲得巨大的加速度向旋杯邊緣運(yùn)動(dòng)，在離心力及強(qiáng)電場(chǎng)的雙重作用下破碎為極細(xì)的且?guī)щ姷撵F滴，向極性相反的被涂工件運(yùn)動(dòng)，沉積于被涂工件表面，形成均勻、平整、光滑、豐滿的涂膜。
2旋杯原理
2.1離心霧化機(jī)理
在離心力的作用下由旋杯甩出的液流受2種力的作用而分散成霧滴：種力是由氣-液間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力，稱為速度霧化；第二種力是旋杯旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力，在離心力的作用下加速分裂霧化，稱為離心霧化。液體的離心霧化機(jī)理分為3類(lèi)：直接分裂為霧滴、液絲分裂成霧滴、膜狀分裂成霧滴。
2.2靜電霧化機(jī)理
在靜電噴涂時(shí)，受到高壓靜電場(chǎng)的作用，涂料液滴分裂成細(xì)小的微粒，這一現(xiàn)象稱為靜電霧化。靜電噴涂中的高壓是通過(guò)高頻靜電發(fā)生裝置產(chǎn)生的，它的負(fù)極接噴槍的槍頭，正極接到被涂工件上并接地。噴槍頭與工件之間形成一個(gè)強(qiáng)的靜電場(chǎng)。
當(dāng)靜電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大時(shí)，使噴槍頭銳邊的電子逸出飛向工件，在高壓電場(chǎng)的作用下，電子動(dòng)能大，高速撞擊空氣分子，使空氣分子電離，所產(chǎn)生的電子和正離子被電場(chǎng)加速，又分別向兩極運(yùn)動(dòng)再撞擊其它空氣分子，使其電離，從而形成一個(gè)電子雪崩過(guò)程，出現(xiàn)空氣電離放電形象，在黑暗環(huán)境下可見(jiàn)到霧狀暈圈，即所謂的電暈現(xiàn)象。
使用旋杯的涂裝效果：
�、殴�(jié)省人力。旋杯投入運(yùn)行后,可節(jié)省大量的人力,中涂噴涂線基本上可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。面漆噴涂線只需安排底色漆和清漆的內(nèi)表面噴涂人員即可。
�、坪穸染鶆�,質(zhì)量穩(wěn)定。旋杯對(duì)改善車(chē)身的外觀裝飾性是明顯的。
�、枪�(jié)省涂料。手工空氣噴涂的涂料利用率在30%～40%，而旋杯的噴涂利用率一般在80%以上。以中涂漆為例，手工操作一輛車(chē)消耗涂料為1.8kg，而旋杯噴涂單車(chē)消耗為1.2kg，每車(chē)可節(jié)省30%的涂料。
3我國(guó)汽車(chē)旋杯涂裝現(xiàn)狀
近20年，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)迅速發(fā)展，自1992年汽車(chē)產(chǎn)量突破100萬(wàn)輛之后，一直保持著較高的增長(zhǎng)速度，并重點(diǎn)發(fā)展轎車(chē)生產(chǎn)，大規(guī)模引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，興建了包括上海大眾在內(nèi)的一批現(xiàn)代化轎車(chē)生產(chǎn)基地。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)中以涂裝技術(shù)為主的表面工程技術(shù)已接近或達(dá)到當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)水平。需特別指出的是，中涂和面涂是車(chē)身涂裝中為重要的環(huán)節(jié)，它將直接影響汽車(chē)的裝飾性、耐候性和外觀。其涂料品種和涂裝技術(shù)也是汽車(chē)涂裝工藝中發(fā)展快的，歷來(lái)受汽車(chē)廠家的重視。中涂和面涂普遍采用高速旋杯自動(dòng)靜電噴涂機(jī)（ESTA），以提高漆膜外觀質(zhì)量和涂料利用率。自上海大眾引進(jìn)條采用高速旋杯自動(dòng)靜電噴涂機(jī)生產(chǎn)線以來(lái)，一汽大眾、上海通用、東風(fēng)神龍、廣州本田、北京現(xiàn)代等公司都采用了高速旋杯自動(dòng)靜電噴涂機(jī)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前共有70多套高速旋杯自動(dòng)靜電噴涂機(jī)服役于汽車(chē)涂裝線。目前國(guó)內(nèi)轎車(chē)涂裝線高速旋杯式自動(dòng)靜電噴涂機(jī)成套設(shè)備技術(shù)主要由DUERR、ABB、SAMES、ESSENMANN、大氣社等國(guó)際知名設(shè)備制造商提供。在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷進(jìn)行控制技術(shù)的自主更新，目前較多采用西門(mén)子SIMATIC先進(jìn)的控制技術(shù)，并加以優(yōu)化整合，同時(shí)對(duì)靜電噴涂機(jī)的控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)也進(jìn)行更新改造。
4靜電旋杯化噴涂工藝
為了使汽車(chē)的顏色更加豐富多彩，幾乎所有的汽車(chē)生產(chǎn)廠家在確定面漆的涂裝工藝時(shí)都不約而同地選擇了靜電旋杯霧化加空氣霧化噴涂的兩段金屬珠光漆噴涂工藝，利用靜電旋杯霧化噴涂的高上漆率提供一層起到遮蓋作用的色漆涂層（一般占色漆總膜厚的60%～80%），利用第二道空氣霧化噴涂（占色漆總膜厚的40%～20%）提供體現(xiàn)優(yōu)秀效應(yīng)顏料的色彩。
4.1靜電旋杯化噴涂工位介紹
先進(jìn)的旋杯噴涂系統(tǒng)，其配套的設(shè)備及排布合理性也至關(guān)重要。
面漆涂裝線工藝流程
為保證旋杯設(shè)備在要求的條件下工作，整個(gè)中涂面漆噴涂生產(chǎn)線裝備了恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組，使溫度及濕度常年穩(wěn)定在（25±2）℃和50%～70%，手工噴涂區(qū)風(fēng)速為0.40～0.50m/s，旋杯噴涂區(qū)為0.35～0.40m/s。另外，各區(qū)之間設(shè)有隔離間，避免串色。
4.2靜電旋杯化噴涂參數(shù)介紹
隨著靜電旋杯化噴涂越來(lái)越被熟悉，設(shè)備參數(shù)的變化以及相應(yīng)的效果變化點(diǎn)。
�、判D(zhuǎn)速
隨著旋杯轉(zhuǎn)速的增大，漆膜變薄；反之，旋杯轉(zhuǎn)速減小，漆膜變厚。特別要注意的是，這方面的厚薄都是相對(duì)的，主要體現(xiàn)在金屬閃光漆的涂裝上。旋杯的轉(zhuǎn)速增大，霧化效果增強(qiáng)，漆霧越細(xì)膩。一般，金屬閃光漆所要求的旋杯轉(zhuǎn)速在30000～35000r/min；實(shí)色漆所要求的旋杯轉(zhuǎn)速在350000～600000r/min。
�、屏髁�
隨流量的增大，出漆量增大，漆膜增厚；反之隨流量的減小，出漆量減小，漆膜減薄。
⑶空氣壓力
在大型涂裝線上，一般都使用大型的循環(huán)供漆系統(tǒng)，而旋杯涂裝也和空氣噴槍一樣，都需要相配套的壓力。一般壓力控制在0.2～0.4MPa。
�、葮尵�
根據(jù)不同廠家的要求，槍距也各有不同，一般為200～300cm。
�、沙尚涂諝�
成型空氣壓力越高，噴幅越��；反之壓力越小，噴幅越大。在相同流量的條件下，成型空氣的大小直接影響漆膜的疊加率，從表現(xiàn)上看就是漆膜的薄厚。
4.3靜電旋杯噴涂金屬閃光漆常見(jiàn)問(wèn)題及解決建議
國(guó)內(nèi)大型涂裝線雖然全面使用大型機(jī)器人旋杯噴涂，但因?yàn)楦鞣矫鏃l件的制約，經(jīng)常出現(xiàn)涂裝問(wèn)題。靜電旋杯化噴涂工藝噴涂金屬珠光漆，在涂裝工件表面時(shí)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。
下面簡(jiǎn)單介紹在金屬漆涂裝中對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題采取的一些措施。
⑴顆粒問(wèn)題
顆粒大致有2種形態(tài)：珠光顆粒和干燥的大漆點(diǎn)。2種顆粒形成的原因基本相同：稀料揮發(fā)太快，電阻值過(guò)高。可以從以下幾方面來(lái)解決。首先，從工藝的角度，降低旋杯的轉(zhuǎn)速，調(diào)慢空氣循環(huán)的速率，以及控制施工環(huán)境的溫度和濕度在較適合的范圍內(nèi)，使其甩出的漆霧不至于太干，不會(huì)在空氣中就基本干燥；其次，從涂料的角度，用揮發(fā)較慢的稀料，降低電阻，使旋杯在靜電吸附作用下涂料的吸附量減少，從而減少旋杯上漆點(diǎn)的甩出幾率。
⑵霧影
霧影使得罩完光后的漆膜外觀不夠亮麗、美觀，看上去有一層薄霧。造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因是施工時(shí)的濕度太高，雖然沒(méi)有的數(shù)值來(lái)規(guī)定施工時(shí)的濕度，但50%～70%的濕度為合適。超過(guò)75%，霧影出現(xiàn)的幾率就會(huì)大大增強(qiáng)。一旦出現(xiàn)這種情況，不妨降低濕度。
�、卿X粉在工件表面結(jié)塊
一般正常情況下，靜電旋杯化噴涂都設(shè)有循環(huán)供漆系統(tǒng)，并且都帶有過(guò)濾裝置，那么為什么還會(huì)出現(xiàn)鋁粉在工件表面結(jié)塊的現(xiàn)象呢？這可能是因?yàn)殇X粉長(zhǎng)期撞擊旋杯杯頭的邊緣，造成了邊緣翻邊，以及旋杯導(dǎo)液槽堵塞，鋁粉堆積后出漆不均勻所造成的。主要的解決方法就是定期拆下杯頭清洗，定期更換旋杯杯頭。隨著生產(chǎn)噴涂設(shè)備廠家的技術(shù)進(jìn)步（旋杯霧化器結(jié)構(gòu)及其技術(shù)的改進(jìn)），靜電旋杯霧化噴涂在表現(xiàn)金屬珠光漆的多彩顏色方面得到了大的改善，采用靜電旋杯霧化噴涂金屬珠光漆的工藝正在迅速被汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)廠家所采用。
對(duì)于噴涂金屬珠光漆的靜電旋杯，要及時(shí)清洗。旋杯的杯頭有多細(xì)槽，容易堆積珠光和鋁粉顆粒，造成旋杯的過(guò)度磨損和漆霧霧化不正常。對(duì)于噴涂金屬珠光漆的靜電旋杯，要做到一噴一洗。
4.4維護(hù)保養(yǎng)工作中應(yīng)注意的問(wèn)題
旋杯噴涂機(jī)技術(shù)含量高，使用條件較為苛刻，這就對(duì)維修保養(yǎng)工作提出了高的要求。在檢修過(guò)程中，要求綜合考慮各方面的因素，對(duì)故障作出正確的判斷和處理。檢查、潤(rùn)滑都要到位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)使用中存在的問(wèn)題并及時(shí)解決；做好檢修記錄，變搶修為計(jì)劃?rùn)z修、預(yù)防性檢修；變上班修理為班前檢查、班后修理，保證下個(gè)班次的設(shè)備狀態(tài)良好。旋杯噴涂重要的部分是旋杯霧化器，其核心是空氣馬達(dá)，噴杯與渦輪機(jī)好配對(duì)使用，不宜隨便更換，這樣可以延長(zhǎng)空氣馬達(dá)的壽命。空氣馬達(dá)是經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡調(diào)整的，一旦發(fā)現(xiàn)動(dòng)平衡不好的空氣馬達(dá)，必須立即停止使用并進(jìn)行修理。高壓靜電發(fā)生器一般不需特別維護(hù)。但高壓電纜由于經(jīng)常彎折運(yùn)動(dòng)，較易損壞，使噴涂中環(huán)抱效應(yīng)差。所以，應(yīng)定期用專(zhuān)用測(cè)壓槍測(cè)量噴杯頭部的靜電電壓，并與設(shè)定值比較。如設(shè)定值為90kV，而測(cè)量值為10～20kV，則可以肯定是電纜出現(xiàn)了問(wèn)題，必須及時(shí)更換。清理清潔工作是維護(hù)保養(yǎng)工作的一個(gè)重要組成部分。班前、班中和班后都要及時(shí)運(yùn)行清洗程序并用適量的涂料用溶劑擦拭設(shè)備，特別是旋杯霧化器、整形空氣帽、噴房?jī)?nèi)墻壁等，杜絕臟物、涂料顆粒影響噴涂質(zhì)量。噴涂作業(yè)本身就帶有一定的不安全因素，靜電噴涂更具有其特殊性。除靜電高壓部分要求絕緣外，其它部分如設(shè)備外殼，都應(yīng)良好接地，并定期檢查。要高度重視安全生產(chǎn)，制定嚴(yán)格的安全操作規(guī)程：嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入靜電區(qū)域；維修工必須穿戴導(dǎo)電鞋；斷電后方可操作等。
5結(jié)語(yǔ)
旋杯霧化分為離心霧化和靜電霧化，兩者相互作用，可達(dá)到佳涂裝效果。旋杯噴涂在汽車(chē)涂裝中的應(yīng)用，已有多年。其中機(jī)器人以ABB為代表，旋杯以SAMES為代表。旋杯涂裝節(jié)省人力、厚度均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)省涂料。
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