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、前言：
美國(guó)于1955年開始采用圓盤型自動(dòng)靜電涂裝系統(tǒng)用于槍托、馬桶座墊、椅子、床零件等木制品涂裝日本也于1966年開始使用升降機(jī)式圓盤型用于木制電視機(jī)共鳴箱聚酯樹脂涂料涂裝普及用于餐椅酸硬化醇酸樹脂(AMI-NOALKYDRESIN)涂料涂裝、網(wǎng)球拍真漆(臘卡)涂裝等量產(chǎn)品涂裝用圓盤型涂裝機(jī)現(xiàn)估計(jì)約有200家工廠采用靜電涂裝系統(tǒng)而成量產(chǎn)木制品涂裝主流由于靜電涂裝能大幅度節(jié)用涂料大大地減低制品成1945年則實(shí)用于金屬制品涂裝于1951年開發(fā)鐘型1953年則開發(fā)圓盤型涂裝機(jī)而下記工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)普及靜電涂裝系統(tǒng)即家用電氣用品、汽車及其零件、機(jī)車及其零件、腳踏車及其零件、鋼制家具、事務(wù)用器、農(nóng)業(yè)用機(jī)器、建材(金屬門窗框及門扉)、護(hù)軌、高壓瓦斯容器、儀表殼等除了此靜電涂裝被采用多方面金屬制品外也適用于丙烯睛丁二烯苯乙烯樹脂(ABS樹脂)等各種樹脂零件說(shuō)靜電涂裝視代表性工業(yè)涂裝種方法更且近數(shù)年來(lái)開發(fā)普及超高速回轉(zhuǎn)圓盤型及鐘型涂裝機(jī)由于些機(jī)器具有高能力所也被采用于超高級(jí)耳漆涂裝
二、靜電涂裝原理與靜電涂裝機(jī)分類
()靜電涂裝原理
靜電涂裝乃接地被涂物正電極涂料霧化裝裝置負(fù)電極并涂料霧化裝置帶高負(fù)電壓二極間制成靜電界使霧化涂料粒子帶負(fù)電使涂料有效地被吸著于相反電極被物面上方法謂之靜電涂裝被涂物作正極而涂料霧化裝置作成負(fù)極呢?乃因此相反時(shí)其轉(zhuǎn)移火花放電較難而安全緣故了實(shí)施靜電涂裝被涂物接地乃重要必須條件被涂物必須電氣良導(dǎo)體木材通常被認(rèn)電氣良導(dǎo)體其含水率8%上時(shí)則實(shí)行靜電涂裝而經(jīng)驗(yàn)上也被確認(rèn)此乃因于通常靜電涂裝正負(fù)二極間所流電流值20~50微安培(MICRO-AMPERE)非常小所雖木材般電阻值較大物體也實(shí)施靜電涂裝惟日本冬季干燥期木材含水率會(huì)降低至8%下因此涂料附著量顯著地降低此場(chǎng)合則使用水蒸氣室通過(guò)木材提高木材表面含水率也有效方法
(二)靜電涂裝機(jī)分類
1.依涂料霧化方式分類
從前則分類靜電霧化方式與機(jī)械霧化方式之二種所謂靜電霧乃前述圓盤型涂料帶高壓電而供給至圓盤心圓盤回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生離心力圓盤表面擴(kuò)展形成薄膜而圓盤緣邊從液絲變成漆霧方式謂之另機(jī)械霧化則涂料方式過(guò)因近發(fā)明小徑超高速圓盤或鐘所依涂料霧化方式分類稍變復(fù)雜筆者試圖下分類則
(1)靜電霧化方式(低速回轉(zhuǎn)霧化頭型、刀刃式霧化頭型)
(2)離心力霧化方式(超高速回轉(zhuǎn)霧化頭型)
(3)壓氣霧化方式
(4)無(wú)氣霧化方式
(5)液壓霧化輔助氣并用方式(無(wú)氣壓氣霧化方式)
2.依涂料帶電方式分類
涂料漆霧粒子賦與負(fù)電電荷事靜電涂裝程序重要環(huán)包含新機(jī)種從面試了分類則下：
(1)接觸帶電方式
(2)離子帶電方式
注：上述接觸帶電方式代表性機(jī)種則有回轉(zhuǎn)霧化頭型而靜電霧化方式、離心力霧化方式則屬于此類方式其尚有噴漆槍型涂裝機(jī)槍內(nèi)部涂料通路賦予高電壓予機(jī)械霧化者離子帶電方式則對(duì)槍尖端具有短針狀電極涂裝機(jī)而言微粒化涂料所需機(jī)械能與涂料開關(guān)開(ON)同時(shí)從高電壓發(fā)生裝置施加高電壓于涂裝機(jī)圖2-(1)所示噴漆尖端電極近傍因有針狀電極所電界極均而空氣被強(qiáng)烈離子化而針狀電極尖端附近空氣絕緣局部已被破壞而發(fā)生非常安定輝光電暈(GLOWCORONA)持續(xù)放電通常電暈放電少黑暗室內(nèi)則肉眼看得而紫藍(lán)色放光光點(diǎn)部分非常強(qiáng)烈離子化圈域?qū)嶋H有效離子化圈域更大圖2-(2)所示涂料粒子帶負(fù)電而向圖2-(3)所示電界方向飛翔而附著于被著物壓氣霧化、無(wú)氣霧化及無(wú)氣壓氣霧化方式則屬于此方式
3.依靜電涂裝機(jī)霧化頭與高電壓發(fā)生裝置關(guān)系位置而分類
迄至近般高電壓發(fā)生裝置設(shè)置于涂裝間外側(cè)距霧化頭5公尺或10公尺位置其常識(shí)近則開發(fā)霧化頭內(nèi)臟于升電壓機(jī)構(gòu)或整流機(jī)構(gòu)內(nèi)裝置而前者稱電力供給遙控型(POWERSUPPLYREMOTETYPE)者則稱裝內(nèi)(PACK-IN)型而遙控型電力供給則從大型濕式(內(nèi)部使用絕緣油)逐漸轉(zhuǎn)移小型干包(DRY-PACK)型(吏用成型樹脂)裝內(nèi)型則有變壓型、高電壓發(fā)生型(COCKCROFT)或謂之格柵(CASCADE)型、電氣動(dòng)力(EGD)型及渦輪發(fā)電型等
4.其分類
有分自動(dòng)式與手動(dòng)式或因并用機(jī)器人或自動(dòng)升降機(jī)而稱機(jī)器人用升降機(jī)式等些分類方式被認(rèn)使用區(qū)分上分類
靜電涂裝功能
有關(guān)靜電涂裝優(yōu)點(diǎn)成本管理、質(zhì)量管理及生產(chǎn)管理(工程管理、交貨期管理)三立場(chǎng)予分析
()從成本管理立場(chǎng)而言：由于采用靜電涂裝使用壓氣噴漆槍時(shí)大幅度減少多余漆霧(OVER-SPRAY)或反跳(BLOWBACK)顯著節(jié)省涂料舉例(日本)說(shuō)明木制碗碟柜門框?qū)嵤┚埘渲苛贤垦b時(shí)年減少400000美元涂料費(fèi)此乃由壓氣噴漆槍涂裝改采用小徑超高速回轉(zhuǎn)型升降機(jī)式圓盤涂裝方式所得成涂料減少幫助涂裝間內(nèi)清潔所雖間接功效也減少了維護(hù)、清掃所需費(fèi)用及時(shí)間
(二)質(zhì)量管理上立場(chǎng)而言：靜電涂裝噴霧漆形內(nèi)因被微?；苛狭Ｗ訋ж?fù)電所互相排斥此排斥作用帶來(lái)漆形內(nèi)粒子分布更趨于均勻效而產(chǎn)生減輕涂布均效因超高速回轉(zhuǎn)型涂裝機(jī)其涂料粒子微粒化度高粒徑分布幅度亦小所顯著提高涂膜厚度均性
(三)生產(chǎn)管理上立場(chǎng)而言：減少由靜電引力所產(chǎn)生反跳或繞圈(LAPAROUND)效(指因靜電引力作用多余漆霧附著于被涂物背面現(xiàn)象而言)僅減少涂料秏用量且縮短涂裝時(shí)間尤其使用霧化能力較大自動(dòng)涂裝機(jī)其涂裝速度則快又能穩(wěn)定生產(chǎn)且易于管理(能涂材端、材邊等面也其大功能)
四、靜電涂裝與安全
()目前估計(jì)日本約有10000處上工廠實(shí)施靜電涂裝其20年上常用靜電涂裝工廠亦數(shù)少且無(wú)傷害、無(wú)火災(zāi)另方面每年有數(shù)件火災(zāi)某些工廠發(fā)生據(jù)查其原因多基于因長(zhǎng)時(shí)間使用而習(xí)慣而疏忽基本管理或處理而發(fā)生木制家具工廠其周圍燃物甚多僅需整齊整理、整頓被涂物、涂料、溶劑并依照起動(dòng)時(shí)規(guī)定基準(zhǔn)管理靜電涂裝機(jī)或噴漆間內(nèi)外要日伴隨技術(shù)進(jìn)步靜電涂裝機(jī)安全性也會(huì)提高乃事實(shí)例涂裝機(jī)與被涂物之間所流電流大小產(chǎn)生異常時(shí)能高速檢出能快速遮斷高電壓及各種連鎖(INTERLOCK)裝置、自動(dòng)安全裝置等技術(shù)之開發(fā)些技術(shù)則彌補(bǔ)被認(rèn)管理上或處理上或操作上安全事項(xiàng)部分
(二)靜電涂裝時(shí)所發(fā)生火災(zāi)原因則因涂裝機(jī)種類、涂料性質(zhì)、被涂物形狀、運(yùn)輸方法或工廠環(huán)境等而異而有多種原因惟手動(dòng)式涂裝機(jī)因作業(yè)員或洗凈用溶劑缸絕緣狀態(tài)所電帶而接地物接近時(shí)發(fā)生放電而所產(chǎn)生火災(zāi)者多又自動(dòng)涂裝機(jī)則因涂料皮管絕緣被破壞而所產(chǎn)生火災(zāi)者多
安全對(duì)策
1.靜電涂裝事故大部分則起因于應(yīng)接地未予接地并形成絕緣狀態(tài)而帶電者涂裝間內(nèi)導(dǎo)電性物體須明確區(qū)分高電壓電位或接地電位除了應(yīng)施加高電壓者或部位外必須確實(shí)予接地第原則又定期確認(rèn)應(yīng)接地電位要由此防止大半火災(zāi)事故單純地想因涂裝機(jī)有施加高電壓所認(rèn)涂裝機(jī)危險(xiǎn)新涂裝機(jī)均施予高度安全對(duì)策所因涂裝機(jī)而發(fā)生事故者極少
涂裝時(shí)所有般有機(jī)溶劑蒸汽濃度爆炸限界時(shí)能著火溶劑蒸汽小著火能量約0.2mJ(2/10000焦耳)方人體靜電容量則100pF左右所若人體成2KV左右電位則具有0.2mJ能量若作業(yè)員未接地時(shí)形成危險(xiǎn)狀態(tài)由此知靜電界內(nèi)保持人體未形成絕緣狀態(tài)乃何等重要
下述依接地方式安全對(duì)策：
(1)作業(yè)員須穿通電性鞋子(皮底鞋則有通電性)
(2)充分清掃鞋底
(3)涂裝間內(nèi)導(dǎo)電性物體須確實(shí)予接地
(4)洗凈用溶劑槽固定式并確實(shí)予接地
(5)使用靜電手提噴漆槍作業(yè)員必須赤手操作噴漆槍
(6)吊掛被涂物吊架充分清掃常保持被涂物接地電位(注意吊架接點(diǎn))
(7)涂裝間內(nèi)地面須經(jīng)常保持導(dǎo)電狀態(tài)
2.使用及操作基本上止讓發(fā)生形成火災(zāi)災(zāi)種放電被認(rèn)有帶電涂裝機(jī)或涂料槽等充分換氣實(shí)施接地并使殘留電荷逃逸使用則補(bǔ)充涂料或洗凈涂裝間內(nèi)時(shí)必須遵守事項(xiàng)
下述使用及操作上要點(diǎn)
(1)涂裝終了時(shí)(時(shí)斷涂裝時(shí)亦相同)高電壓必須關(guān)洗凈操作前確認(rèn)有關(guān)高電壓?
(2)使用導(dǎo)電性涂料(臘卡、醇酸樹脂涂料多具有導(dǎo)電性)并涂料供給系統(tǒng)從接地予絕緣時(shí)實(shí)施涂料補(bǔ)給于涂料槽則首先實(shí)施涂料槽接地[此時(shí)必須開換氣風(fēng)扇并巨溶劑蒸氣部分(例涂料槽外底部)予接地
(3)若使用溶劑洗凈絕緣材料部分時(shí)俟確認(rèn)溶劑干燥施加高電壓
(4)定期清掃涂裝機(jī)涂料塵污染
(5)得使用會(huì)滯留溶劑蒸汽涂裝機(jī)污染防止被覆
(6)確實(shí)轉(zhuǎn)緊或轉(zhuǎn)妥高電壓電纜或涂料皮管松弛或脫落
(7)其則熟謮使用說(shuō)明書并徹底遵守
3.涂裝機(jī)系統(tǒng)及附設(shè)備
防止放電方法則高電壓施加設(shè)聯(lián)鎖裝置防止必要導(dǎo)電性物體及作業(yè)員進(jìn)入于靜宿界內(nèi)
涂裝機(jī)系統(tǒng)及附帶設(shè)備上要點(diǎn)：
(1)設(shè)操作上必要足夠鎖裝置
(2)需要順序動(dòng)作者則使其能規(guī)定順序外操作
(3)設(shè)輸送機(jī)、出入口門扉、給氣排氣、消防裝置與涂機(jī)適當(dāng)聯(lián)鎖裝置
(4)設(shè)安全柵欄或防止作業(yè)員進(jìn)入裝置
(5)使用較長(zhǎng)吊架減輕輸送機(jī)與吊架接觸點(diǎn)
(6)采用自動(dòng)洗凈系統(tǒng)(自動(dòng)涂裝機(jī))
(7)了萬(wàn)設(shè)自動(dòng)消防裝置
4.靜電涂裝機(jī)安全系統(tǒng)
靜電涂裝機(jī)安全系統(tǒng)分二大類針狀電極裝設(shè)于噴漆槍尖端型式涂裝機(jī)則絕緣物制造涂裝機(jī)本體縮小針狀電極靜電容量高電阻插入于電極傍并接續(xù)于高電壓發(fā)生器針狀電極易于放電隨著接近接地物其已施加高電壓則迅速下降其關(guān)系下圖3所示若系電阻值高涂料則安全性非常高涂裝機(jī)圖3則表示此類型距離電壓、電流變化例子另種則靜電霧化或離心力霧化方式涂裝機(jī)其電極容量極大所具有大著火能量因此原來(lái)狀態(tài)使用甚危險(xiǎn)故裝設(shè)所謂防止火花裝置(SPARKGUARD)或過(guò)電流檢查器等安全裝置其預(yù)防對(duì)策即產(chǎn)生火花放電之前所通過(guò)高電壓超出所設(shè)定檢查電流值則自重遮斷而其安全度比前者(針狀電極設(shè)于噴槍尖端涂裝機(jī))較低些并被要求高性能化而檢驗(yàn)電流值變di/dt及超高速高壓遮斷器使涂裝機(jī)殘留電荷接地并已開發(fā)此非常安全系統(tǒng)所已達(dá)能放心使用靜電涂裝機(jī)境界
影響空氣靜電噴涂效工藝條件
（1）噴槍相對(duì)位置：多支噴槍同時(shí)操作場(chǎng)所使用時(shí)應(yīng)注意其相對(duì)位置應(yīng)使噴出漆流互干擾避免同性電荷漆霧相斥尤其對(duì)于噴小型零件場(chǎng)所
（2）噴漆室風(fēng)速：靜電噴涂時(shí)噴漆室風(fēng)速、排風(fēng)量小于般空氣噴涂風(fēng)速0.5-0.7m/s較宜
（3）涂料電阻：涂料電性能直接影響靜電霧化性及靜電效電阻值過(guò)高帶電困難靜電效差；過(guò)小則易漏電危害噴槍且利于安全各種規(guī)格同靜電噴槍均有其特定電阻值范圍結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及噴槍供應(yīng)商建議而確定
（4）涂料粘度：靜電噴涂用涂料施工粘度般較空氣噴涂略低利于提高霧化效使漆霧易于沿電力線方向環(huán)抱沉積
（5）空氣壓力：相同管道輸漆系統(tǒng)條件下空氣靜電噴槍所需壓力低于普通空氣噴槍過(guò)高空氣壓力方面會(huì)影響渦輪發(fā)電機(jī)正常工作另方面也影響了靜電效
（6）輸漆壓力：與普通空氣噴槍相比靜電噴槍噴涂所需漆壓也略低
空氣靜電噴槍噴涂工藝初步探討
靜電噴涂工藝已越來(lái)越廣泛用于機(jī)械行業(yè)尤其汽車制造行業(yè)其極高涂料利用率、高效涂裝生產(chǎn)率、優(yōu)異涂裝質(zhì)量和廢漆、廢漆霧大幅度減少及對(duì)環(huán)抱危害降低愈加倍受人們青睞按靜電霧化器外形和安裝方式同靜電噴涂設(shè)備分固定式和手工移動(dòng)式兩大類對(duì)于條新涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及部分定規(guī)模舊生產(chǎn)線改造往往前者居多對(duì)于原設(shè)計(jì)規(guī)模較小、涂裝作業(yè)場(chǎng)地較擁擠舊生產(chǎn)線手提式靜電噴槍則其靈活、輕便、占作業(yè)場(chǎng)地和對(duì)外形復(fù)雜工件及凹陷部分均勻涂裝獨(dú)占優(yōu)勢(shì)本文空氣靜電噴槍生產(chǎn)線上批量試用情況對(duì)該工藝進(jìn)行初步探討
1、噴涂工具及使用
噴涂工具GRACO產(chǎn)PRO3500型空氣靜電噴槍由槍柄、槍管、扳機(jī)、=空氣帽組件、各管路、氣路系統(tǒng)等部件組成該種噴槍已我國(guó)諸家汽車、摩托車制造廠批量使用具有定實(shí)用性和代表性其靜電原理由壓縮空氣帶動(dòng)內(nèi)藏式渦輪發(fā)電機(jī)經(jīng)斷放大整流而成6.5X104V高壓直流電使漆液粒子帶電并進(jìn)步霧化而進(jìn)行靜電涂裝空氣靜電噴槍與普通空氣噴槍外部結(jié)構(gòu)區(qū)別除了噴嘴部位電極針外還裝有用于排除渦輪發(fā)電機(jī)多余廢氣并冷卻發(fā)電機(jī)排氣管此外空氣管導(dǎo)電用于噴槍系統(tǒng)*接地使用時(shí)必須注意作安全保證程序進(jìn)行檢查、維修、安裝、清洗及斷噴涂作業(yè)時(shí)必須進(jìn)行卸壓即關(guān)閉靜電開關(guān)切斷空氣和涂料供應(yīng)扣動(dòng)扳機(jī)向*接地物釋放殘余涂料和空氣此外空氣靜電噴槍維護(hù)保養(yǎng)也十分重要清洗溶劑必須非導(dǎo)電性溶劑導(dǎo)電性溶劑會(huì)造成噴槍失靈；也允許噴槍浸泡溶劑否則易造成短路和靜電效下降
2、安全規(guī)范和安全檢查
靜電噴涂需要特別注意問(wèn)題安全此國(guó)家專門頒布了相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于PRO3500型及其同類空氣靜電噴槍每次使用前還需要采取下安全措施及安全檢查
（1）噴槍系統(tǒng)安全：必須系統(tǒng)安全接地槍身對(duì)地電阻小于1-2兆歐
（2）人體安全：操作者及所有進(jìn)入作業(yè)區(qū)人員必須穿導(dǎo)電鞋操作者允許戴絕緣手套人體對(duì)地電阻小于1-2兆歐
（3）工件狀態(tài)：地鏈小車或?qū)к?接地與工件呈點(diǎn)或線接觸工件對(duì)地電阻小于2兆歐否則直接影響靜電效甚至漆舞回抱于操作者
（4）作業(yè)區(qū)安全：作業(yè)區(qū)內(nèi)所有燃液體必須放安全接地容器所有導(dǎo)電體應(yīng)接地
（5）操作保證：所有操作者必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)安全使用靜電噴涂系統(tǒng)且掌握卸壓技術(shù)
3、工藝條件及操作
與普通空氣噴涂相比下工藝條件直接影響涂裝效：
（1）噴槍相對(duì)位置：多支噴槍同時(shí)操作場(chǎng)所使用時(shí)應(yīng)注意其相對(duì)位置應(yīng)使噴出漆流互干擾避免同性電荷漆霧相斥尤其對(duì)于噴小型零件場(chǎng)所
（2）噴漆室風(fēng)速：靜電噴涂時(shí)噴漆室風(fēng)速、排風(fēng)量小于般空氣噴涂方面靜電噴涂本身漆霧、溶劑揮發(fā)量小需要過(guò)高排風(fēng)量另方面風(fēng)速過(guò)大直接影響漆霧電場(chǎng)吸附力而影響靜電效對(duì)于般空氣靜電噴槍建議風(fēng)速0.5-0.7m/s
（3）涂料電阻：涂料電性能直接影響靜電霧化性及靜電效電阻值過(guò)高帶電困難靜電效差；過(guò)小則易漏電危害噴槍且利于安全各種規(guī)格同靜電噴槍均有其特定電阻值范圍結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及噴槍供應(yīng)商建議而確定
（4）涂料粘度：靜電噴涂用涂料施工粘度般較空氣噴涂略低利于提高霧化效使漆霧易于沿電力線方向環(huán)抱沉積
（5）空氣壓力：相同管道輸漆系統(tǒng)條件下空氣靜電噴槍所需壓力低于普通空氣噴槍過(guò)高空氣壓力方面會(huì)影響渦輪發(fā)電機(jī)正常工作另方面也影響了靜電效
（6）輸漆壓力：與普通空氣噴槍相比靜電噴槍噴涂所需漆壓也略低
4、涂裝效
與普通空氣噴涂相比空氣靜電噴槍噴涂具有下優(yōu)點(diǎn)：
（1）厚度提高且均勻：操作方法基本相同條件下由于靜電吸附作用空氣靜電噴涂涂膜厚度略高于空氣噴涂（約3-5þum）且由于環(huán)抱效對(duì)工件轉(zhuǎn)角、凹陷等部位易于上漆涂膜更加均勻易于造成漏噴
（2）良好流平性由于濕膜平整、均勻適當(dāng)粘度、溫濕度等條件下漆膜易于流平桔皮明顯減輕漆膜更加平整
（3）鮮映性：由于桔皮等外觀缺陷減少直接提高了漆膜鮮映性
（4）光澤：光澤略有改善（約1%）對(duì)于內(nèi)表面、轉(zhuǎn)角等難上漆部位光澤提高更加明顯