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静电涂装设备的发展

一、前言

自从静电雾化固定式涂装机于第二次世界大战中在美国得到实际应用以来,已有40多年的历史。随着科技进步和电子学的发展,为适应流水线工业涂装和节能,省资源的社会需要,静电涂装设备已经三次更新换代。由当初危险性大和实用性差的大功率大型设备,发展到现在无火灾(短路不打火花),无生命危险且自动化程度高、适用性和涂装率高的微功率小型设备。静电涂装法经过几个起伏,已发展成为节能省资源减少公害型的涂装方法之一,也是近几年来在工业涂装中技术更新最快,在各工业领域普遍采用的涂装方法之一。

本文介绍标志当今水平的国内外静电涂装技术和设备的发展。

二、国外动态

国外汽车车身涂装工艺现代化的标准是:底漆涂装阴极电泳漆、面漆喷涂涂装实现自动化和无人化。面漆喷涂涂装中最引入注目的是自动静电涂装。据报道,美国喷涂涂装已有80~90%实现了自动化,西欧和日本也普遍采用自动静电涂装。

近十多年来,静电涂装在汽车面漆涂装中普及很快,其原因除了可以提高涂料利用率、节省资源,减少污染和提高涂装质量等周有特点外,由子涂装安全和快速换色问题获得解决,使静电涂装更加实用化。下面就:国外静电涂装设备的发展和静电涂装技术的应用作详细介绍。

1.静电涂装设备的发展

静电涂装设备一般由电喷枪(即油漆雾化的荷电装置)、高压直流静电发生器和涂装机(即电喷涂的固定和运动装置)及控制系统等组成。输漆和供压缩空气系统与一般空气喷涂相仿,故不包括在内。

(1)电喷枪

国外的电喷枪主要采用标型离心力静电雾化方式和空气雾化方式,按操作方式又可

分为手提式和自动静电喷枪。

①手提式电喷枪:现在普遍采用的是空气雾化方式,60年代初开发的杯式手提式电喷枪已被淘汰,无空气高压雾化手提式电喷枪在原采用无空气喷涂的工业领域中获得应用。手提式空气雾化电喷枪已实现轻量化,枪重已与一般空气喷枪相仿,与微功率高压静电发生器配套后,当喷枪的喷头与被涂物相碰时也不产生火花放电,生产十分安全。国外生产手提式电喷枪的厂家很多,各有其特点,现将两家有名的静电设备制造厂(美国Ransburg和法国Sames公司)生产的电喷枪举例列于表l中。

法国Sames公司生产的Statair760手提式电喷枪的特点是高压电缆安设在压缩空气管中,另外电流很小(最大为70微安),’因面更安全可靠。

美国Graco公司也生产手提式电喷枪。    枪问世后就在自动喷涂面漆中取代了一般的最近在北京展出了它的最新产品Pr4000型    空气喷涂自动喷枪,使需快速换色的汽车车手提式电喷枪。其特点是匣式静电发生装置    身面漆自动喷涂实现了自动静电喷涂,这是安设在枪身内,只须接压缩空气管和涂料    汽车车身面漆涂装在70年代中的一大进步。管,不须另接高压电缆,枪柄是采用高强度    空气雾化电喷枪在国外汽车工业面漆自动涂的碳石墨纤维塑料,质量轻且耐用。输出电    装中虽然还占一定的比重(喷涂浅闪光色面压为7.5万伏,喷枪重量为1.9磅。    漆的底色涂料还是采用空气雾化电喷枪,但

②自动电喷枪:是与自动涂装机配套供    已有被超高速杯式电喷枪取代之势。

自动静电涂装用。’按雾化方式国外普遍采用的自动固定式电喷枪可分为空气雾化和离心力雾化两种。自动空气雾化静电喷枪(REA型)与手提式REA枪的不同点是在枪的后部装有一个小型气动活塞。这种枪保持了空气喷枪的优点:雾化性能好,易换色,适用于喷涂本色和金属闪光色面漆。其缺点是达种枪的涂着效率虽比一般空气喷涂高,但较离心力雾化电喷枪低(参见表2)。

据介绍超高速杯式电喷枪的制造精度要求很高,只有法国的Sames公司和西德本茨公司能制造。都是采用超高速的风动马达驱动,喷杯的最高转速高达6万转/分,备有不同口径的喷杯,其标准杯径为70毫米。根据涂料的性能选用杯径、材质和电晕电极不同的喷杯。再加上高转速,使其雾化性能不受涂料的粘度和电阻的影响,因而适用范围较其他杯式电喷枪大。这种电喷枪不仅适用于一般涂料,还适用于高粘度涂料、高固体分涂料、水性涂料和深色闪光面漆的涂装,而且解决了快速换色和清洗问题。这种超高速杯式电喷枪是代表80年代水平的最新离心力雾化电喷枪,在欧美汽车工业和金属制品工业中已得到普遍采用。日本扶桑动热工业公司于80年代初从法国Sames公司引进了超高速杯式静电涂装技术。在近两年中产汽车公司六个厂的五条面漆线,一条中间涂层线装备了超高杯式静电涂装设备。

代表性的高速和超高速离心力雾化型电喷枪的性能和类型举例列于表3中。

电喷枪的总的发展趋向是手工静电涂装采用手提式空气雾化型电喷枪,自动静电涂装采用超高速离心力雾化型电喷枪。为适应机械手静电涂装的需要,开发了小型轻量化的、高压静电发生器安设在枪体内的电喷枪。

装机为基础,在采用空气雾化电喷枪(REA型)和高速微杯型电喷枪的场合,所用涂装机(侧喷机,顶喷机,往复式涂装机)与自动喷漆用涂装机完全相仿,仅用上述电喷枪取代一般的空气自动喷枪。超高速杯式静电喷枪,可安设在往复运动的涂装机上,也可安装成固定式。

用机械手自动喷涂车底涂料,在西欧汽车工业中早已普及。用机械手操作电喷枪,在汽车车身涂装中代替手工补漆和喷涂内表面,已达到实用阶段。用机械手静电涂装法喷涂汽车车身面漆,尚处在实验阶段。机械手与小型超高速杯式静电喷枪配套的机械手静电涂装,尚处在开发阶段.掘介绍,在日本机械手在涂装工艺中于七十年代是处于探索期,八十年代将是机械手化时代,它将为实现涂装无人化做出贡献。

当初在自动喷涂过程中的车种和颜色识别及喷枪运行的程序控制,是靠手动或机械记忆链来实现,而现在已采用电子计算机来控制。电流限制在数百微安以内,就为防止产生火灾和生命危险创造了条件。

(4)安全装置

据日本扶桑动热工业公司介绍,为确保    32

Sames系列的静电涂装设备接近100%的安全,还采用下列安全装置:①dA/dt高电压遮断器。当接地的工件或人急速接近时,高电压就自动切断;②过电流遮断器,⑧过电压遮断器.切断时间为0.15微秒;④限流电阻。可.限制异常放电(短路);⑤自动除去残留电荷装置.停电后能在0.2秒钟内自动除去静电喷漆设备上的残留电荷。上述五种安全装置是连锁的,要求每半年到一年检查

一次它们的技术状态。

2.静电涂装技术的应用

喷涂中间涂层和不需快速换色的面漆工位,在国外一般都采用杯式电喷枪(日本采用高速微杯式,西欧采用超高速杯式电喷枪)。在喷涂面漆需快速换色场合,采用REA型空气雾化电喷枪和能快速换色的超高杯式电喷枪。喷漆金属闪光底色面漆,还是以REA型空气雾化电喷枪为主。

日本汔车厂静电喷涂中间涂层和面漆的涂装条件列于表5。

日本扶桑动热公司的资料介绍,用},PH505超高速杯式电喷枪装备的轿车车身中间涂层自动喷漆装置,每小时喷涂60台,2个工位,每个工位装备有6支PPH505电喷枪,