涂装旋杯技术

BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA自动喷涂原理BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt喷涂参数对于喷涂的作用和影响雾化效果喷涂效果-.漆料的物料性能喷涂参数油漆喷涂工艺喷杯结构涂料的量成形空气的量旋杯转速喷涂距离高压漆料的粘度固体含量溶剂类型数量密度表面张力基料体系漆粒性能：大小速度运行轨迹漆粒喷出时的停留时间色彩色调流平性面漆结构膜厚BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理1.概述回流涂料输送装置阀门成形空气电机气流回流阀门BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理1.概述ESTA静电喷涂的整个工艺可以划分为四大部分：漆料的雾化静电的加压将雾化后的漆粒从雾化装置喷射到被涂物体，成膜BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理1旋转式喷杯喷涂示意图喷杯喷射漆流包覆效应工件•漆液的机械雾化•静电加压使漆粒带电与静电雾化•将雾化的漆粒喷射到被涂物上•成膜BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理2.雾化工艺2.1.影响参数雾化旨在扩大液体所能覆盖的表面积。雾化属于物理作用方面的操作，效果的评定主要取决于雾化后油漆覆盖面积的大小与涂装质量。旋转式雾化装置，涂料首先被运送至喷杯内壁，然后借助旋转所产生的离心力将涂料传输至喷口位置，雾化过程仅仅是通过机械作用力（离心力、空气动力）来实现的。FZ=mw2R=m(2pn)2RmMasse;RRadius;nGlockendrehzahl;Lackdichte;wWineklbeschleunigungBASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理2.雾化工艺2.2.旋转式喷杯的雾化原理：当喷杯的转速大于＞20000min-1在高速旋转的情况下进行涂料的雾化处理，此时漆粒不会有衰变现象出现。在对涂料进行线状雾化的过程中，会在喷杯的喷口处形成许多液态的线状物质，这些液态物质又会通过线状分解或是喷射漆流的分解作用重新形成漆粒。所形成的小漆粒又可以通过会聚形成大的漆滴。在喷杯转速不断增加的情况下，一般的线状雾化转化为片层状或涡轮状多片式雾化，多片式雾化处理之后的漆粒不会有衰变，分布范围要比线状雾化后的漆粒分布范围要宽的多。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt2.雾化工艺2.2.旋转式喷杯的雾化原理采用旋转式喷杯的雾化喷涂装置，可以根据喷涂条件进行调节，以实现下例各个离解机制:漆滴雾化线状分解多片式雾化（片层状、涡流状）ESTA喷涂原理BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptDropletformationwithbroadspectrum液滴形成光谱图Atomisationatthebelledge在杯的杯刃处雾化状态Formationofdropletsfromfilaments,narrowspectrum液滴形成丝状体的光谱图Detachmentoflamellas,broadspectrum簿片分离光谱PaintflowincreasesfromItoIII漆滴扩散的三幅图BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt雾化与杯速.BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt旋杯结构锯齿状非锯齿状边缘结构的变化直径的变化BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt旋杯雾化曲线：BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制直接加压加压的电极即为旋杯的折角间接加压加压的电极呈环状围绕在喷杯杯体外侧直接加压与间接加压，“涂料雾化”和“高压”这两个步骤实施的先后次序有所不同。如果设备采用的是间接加压，那么涂料必须先进行雾化，然后通过在电极上产生的静电高压使涂料带电。如果采用直接加压，那么涂料的雾化和加压过程都在喷杯的边缘位置上同步完成。一般来说，旋转式喷杯的高压上限为100KVBASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制直接加压间接加压BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制旋转式喷杯喷涂示意图喷杯喷射漆流包覆效应工件BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制旋杯或极针接负极，被涂件接正极，加电压后在旋杯（或极针）与被涂件之间形成静电场，当电压足够高时，旋杯（或极针）附近区域的空气产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。被雾化涂料在旋杯边缘或极针处接触带电，带电的漆滴经过气体电离区时再次带电，同时被分裂成更细小的带电液滴，并在电场力的作用下向正极的被涂件移动，最终涂覆在被涂件面上。如果静电压过高或喷涂距离过小，旋杯（或极针）与被涂件之间的空气全部被击穿，此时即发生火花放电，将引起喷涂设备、有机溶剂燃烧、爆炸的不安全状态。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制在静电磁场下，对漆粒有一个作用力，这个电场力的大小取决于电场强度与漆粒上的电荷量。F=QEE=V/S这一作用力的方向同电力线的方向相同，会在一定程度上加快漆粒的运动速度。电压的升高会使产生的离流子增加，同时也会加强静电场的电场力，此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高,尤其是在折角、边缘部位的锐角处，会使得涂料的上漆率增加，从而导致此处涂层表面出现流挂、气泡、发花等缺陷。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.ppt静电场的电力线分布BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制间接加压和直接加压的原理不同，对漆粒进行外部间接加压和对漆粒进行雾化处理，这两个过程在时间和空间上有明显划分。在对漆料进行外部加压的过程中，会在外部加压电极之间形成电离区，基于离子的运动性，它会和同性接地基质之间产生相互排斥作用，而和异性接地基质（车身）相互吸引，这样就形成了一股离子流，一些细小物质由于其本身体积较小，质量较轻，因而会精确的沿着电力线移动。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理3.涂料加压机制静电电压与雾化静电电压的上升，漆粒的平均粒径反而有所下降，造成这种现象的主要原因，在于静电磁场的作用，导致漆粒表面张力有所降低。表面张力是影响旋转式雾化喷涂效果的一个重要因素，因此在大部分性能参数恒定不变的情况下，表面张力的降低会直接导致漆粒直径大小的降低。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.1.影响参数外部作用力：质量惯性（离心力）电场产生的电力重力（质量产生的重力）空气动力-成形空气-喷漆室内的空气流动（空气沉降速度）BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.1.影响参数对漆膜的形成以及最终的喷涂效果产生一定影响，漆粒传递过程以及旋杯结构对于以下几项性能参数有一定的影响和作用。漆粒的分离效果喷射漆流的膨胀程度漆粒在喷射流中的停顿时间雾化后漆粒中的成分分布涂料分离过程中漆粒相互撞击形成的脉冲喷涂有效系数喷射漆流的均匀程度–喷射漆流的速度–漆流的密度BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.2.借助于空气流动传递漆粒除电压值以外，成形空气也是影响漆流喷射形状以及漆粒运动速度的一个主要参数，涡流的形状取决于空气压力的大小，成形空气的供给情况（空气配给环）以及喷杯的结构形状，对于漆粒的运行轨迹起着决定性的作用。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.3.借助于静电磁场的作用力传递漆粒借助于静电磁场的作用力传送漆粒的过程中，漆粒不会沿着磁力线运动，这是因为喷杯高速旋转所产生的涡流及其本身的重力，以及喷杯内辐射状离心漆粒所产生的离心力都会对漆粒的运行轨造成一定影响，当然，磁力线本身对于漆粒达到油漆对象的途径也有一定影响。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.4.漆粒的运行轨迹喷杯和油漆对象之间会形成一个较大的涡流，在这个区域内漆粒会进行单次或多次运动，同时会有一些漆粒从涡流中甩出，在涡流中还存在漆流的回流，漆粒回流的程度会在电压被切断的瞬间急剧增大。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.4.漆粒的运行轨迹Lit.:Scholz,T.;ExperimentelleUntersuchungenzurMehrphasenströmungimSprühkegeleineselektrostatischunterstütztenHochrotationszerstäubers;Fortschritt-BerichteVDI;Reihe7Strömungstechnik;Nr.346喷射漆流分为二个主要的漆粒流：－径向漆粒流，以辐射状从喷杯中喷出－圆锥形喷射流中轴向的回流漆粒流BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒的运行4.4.质量惯性与运动轨迹漆粒会沿着电力线达到异性物质（接地基材），在此过程中，由于漆粒本身存在质量惯性，因此漆粒的实际运动轨迹和传递路径有少许偏差。由此，可能会在基材表面形成一些不规则的漆斑，或者在雾化装置或自动运行设备上留下一些析出物质（如污物）。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理4.漆粒在喷杯范围内的运行4.4.漆粒的运行轨迹采用静电式旋杯喷涂设备进行油漆喷涂，涂层厚度呈辐射状分布，这里所谓的辐射状，是指在静止状态下取得涂料的喷射形状，其涂层厚度由四周向中心递减，涂层厚度分布不均匀，主要是由于雾化喷涂装置的结构所造成的，但是通过加大成形空气的量，可以在一定的程度上缓和这一现象。BASFCoatingsAGFahrzeuglackeReg.-Z.:Handbuch3.2.pptESTA喷涂原理5.粒径的分布采用空气雾化装置进行油漆喷涂时，小颗粒漆粒容易随着物体表面气流方向的转换而变化运行方向，以至于可能无法准确达到被涂表面；而大颗粒漆粒由于其本身的质量较大，故不易偏离其运行轨道。（10µm漆粒到达被涂面约10%,40µm约80%.）采用静电旋杯进行油漆喷