静电喷涂改进

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在汽车涂装工艺中，北汽福田诸城汽车厂通过改进设备，将原有的空气喷枪更换为静电喷枪，不仅实现了更好的漆雾附着，而且漆料利用率也得到了大幅提升，车间内飞散的漆雾明显减少，喷涂操作环境得到明显改善。
由于空气喷枪对涂料、被涂物适应面广，具有设备成本低、作业性好以及涂膜均匀美观等优点，因而北汽福田诸城汽车厂（以下简称为“诸城汽车厂”）各条轻型卡车喷涂线均使用普通空气喷枪喷涂工件。但是这种喷涂方式漆料利用率低（约30%～40%），大部分漆料随水转成漆渣，漆料浪费严重且污染环境。
诸城汽车厂喷漆室设计规模较小、涂装作业场地较拥挤，且生产的产品批量不大，所以生产环境更适合手提式静电喷枪。这种喷枪具有灵活、轻便和不占作业场地等特点，并且可以实现对外形复杂工件及凹陷部分均匀涂装，同时材料的利用率也可提高30%左右。
静电喷涂的工作原理
以接地的被涂物为阳极，涂料雾化器或电栅为阴极，在两极间接负高压形成高压静电场，阴极产生电晕放电，使喷出的涂料粒子带电，并进一步雾化，按照同性排斥、异性相吸的原理，使带电的涂料粒子在静电场的作用下沿电力线的方向吸往被涂物（见图1），放电后粘附在被涂物上，被涂物背面部分的表面上依靠静电环抱现象也能涂上涂料。

图1  静电喷涂原理

使用条件及工艺参数
1.喷漆室风速
静电喷涂时喷漆室风速、排风量要小于一般空气喷涂。一方面静电喷涂本身漆雾、溶剂挥发量小，不需要过高排风量，另一方面，风速过大，直接影响漆雾在电场中的吸附力而影响静电效果。对于一般空气静电喷枪，建议风速为0.5～0.7m/s。
2.静电喷枪的接地要求
静电喷枪、被涂物、进入喷涂区域的人员及喷涂区域的地面和装置必须接地，要求对地电阻小于2MΩ，并且要及时输出物品表面的电荷，防止电荷积累，产生放电现象而发生危险。
3.涂料的电阻
涂料的电性能直接影响静电雾化性、静电效果及上漆率，对节省油漆的效果起着较关键的作用。电阻值过高带电困难，静电效果差；过小则易漏电，危害喷枪且不利于安全。各种规格不同的静电喷枪均有其特定的电阻范围（见图2）。

图2  不同规格静电喷枪的电阻范围

4.涂料粘度
静电喷涂用涂料施工粘度一般较空气喷涂略低，以利于提高雾化效果，使漆雾易于沿电力线方向环抱沉积。
5.空气压力
在相同的管道输漆系统条件下，空气静电喷枪所需压力低于普通空气喷枪。过高空气压力一方面会影响涡轮发电机的正常工作，另一方面也影响了静电效果。空气压力一般在4×104～5×104Pa。
6.输漆压力
与普通空气喷枪相比，静电喷枪喷涂所需漆压也略低，油漆输出压力一般为0.15～0.18MPa。
7.喷涂参数
涂料的流量控制在350～450ml/min，枪距250～350mm，雾幅250～350mm。
注意事项
1.操作要求
喷涂的枪物距离较空气喷枪略大，在同一工位对面或不同工件2支以上喷枪同时操作时，使用时应注意其相对位置错开，应使喷出漆流互不干扰，避免同性电荷的漆雾相斥，影响漆雾的正常附着。
2.静电喷枪的安全要求
静电喷涂最需要注意的问题是安全，为此，国家专门颁布了相关安全标准。对于空气静电喷枪，每次使用前还需要采取以下安全措施及安全检查。
（1）喷枪系统安全：喷枪系统必须安全接地，枪身对地电阻小于1～2MΩ。
（2）人体安全：操作者及所有进入作业区的人员必须穿导电鞋，操作者不允许戴绝缘手套，人体对地电阻小于1～2MΩ。
（3）工件状态：地链小车或导轨可靠接地，与工件呈点或线接触，工件对地电阻小于2MΩ，否则直接影响静电效果，甚至使漆雾回抱于操作者。
（4）作业区安全：作业区内所有可燃液体必须放在安全接地的容器中，所有导电体应接地。
（5）操作保证：所有操作者必须经过培训，可以安全使用静电喷涂系统，且掌握卸压技术。
静电喷枪的维护保养
1. 保证喷枪的使用安全，必须在一定周期内对喷枪的电阻、电源电阻以及喷枪的电阻棒电阻进行检测，以确认其完好和各密封件完好不泄漏。出现问题应及时处理或更换部件。
2. 为保证喷枪的喷涂效果，应定期对其电压、流量、雾幅以及喷涂效果进行检测。其中电压可采用专用的仪器进行检测，确认是否达到使用要求；检查电极针是否完好，应放电充分，如出现故障应及时更换相应的部件；对于内置发电机的喷枪，还应经常检查发电机的性能。
3. 每次喷涂后，应清洗喷枪内部管道、枪帽等，保证其内部管道畅通和喷枪的清洁。注意不能破坏枪帽的空气孔，更不能破坏电极针，清洗使用的溶剂应保证为非导电性溶剂。
使用效果评估
1. 喷涂工作环境明显改善
使用静电喷枪后漆雾附着率增加，车间内飞散的漆雾明显减少，喷涂操作环境得到明显改善（见图3）。

图3   普通空气喷枪（左）和手工静电喷枪（右）对环境的影响

2. 涂料利用率升高，涂装成本下降
在诸城汽车厂进行车辆涂装生产过程中，我们对10台车使用静电喷枪前后漆料消耗的情况进行了检查，从文中表可以看出，采用静电空气枪喷涂后，涂料消耗量相对下降了24.12%。
3. 静电喷涂后涂膜外观质量明显改善
（1）厚度提高且均匀：在操作方法基本相同的条件下，由于静电吸附作用，空气静电喷涂涂膜厚度略高于空气喷涂（约3～5mm），且由于环抱效果，对工件转角、凹陷等部位易于上漆，涂膜更加均匀，不易于造成漏喷。
（2）良好的流平性，由于湿膜平整、均匀，在适当的粘度、温湿度等条件下，漆膜易于流平，桔皮明显减轻，漆膜更加平整。
（3）鲜映性：由于桔皮等外观缺陷的减少，直接提高了漆膜的鲜映性。
（4）光泽：光泽略有改善（约1%），对于内表面、转角等难上漆部位，光泽提高很明显。

结语
车身喷涂线由普通空气喷枪改为手工静电喷枪后，涂料利用率提高20%～30%。到目前为止，单台车的涂料用量下降了29%，可节约全年涂料成本300多万元。另外，涂装生产率和涂装外观质量有明显提升，喷涂环境大幅改善，废漆、废漆雾飞散明显减少。需注意的是静电喷枪必须严格按操作要求进行使用和保养。
总之，静电喷涂可实现极高的涂料利用率、高效的涂装生产率以及优异的涂装质量，并且废漆、废漆雾的大幅减少也避免了对环境的危害。

gaoming

呵呵！不错啊！蛮详细的！怎么不用旋杯喷涂啊？

jfz68886

空气静电喷涂涂膜厚度能达到3-5mm吗？

hongde

自动线的话上漆率会更高