真空靜電噴涂工藝優化探析

王益強

摘要：真空靜電噴涂即是處在一定真空環境的狀態下實施靜電噴涂的技術。和過去的靜電噴涂技術相比，真空靜電噴涂有效地解決了工件表面漆厚薄不均勻、塵點多、浪費油漆等多種缺點，所以真空靜電噴涂得到極大的應用空間。文章在介紹真空靜電噴涂的基礎上，分析真空靜電噴涂工藝優化措施和噴涂工藝的參數優化。

關鍵詞：真空環境；靜電噴涂；工藝優化；真空靜電管道系統；噴涂工藝參數 文獻標識碼：A

中圖分類號：TS91 文章編號：1009-2374（2016）34-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.016

社會經濟的發展，提高了人們對于生活與物質方面的需求，同樣對于產品質量的追求也在逐漸提高，產品表面的耐磨性、硬度要求逐漸升高，而又必須確保高溫強度，同時需要滿足較高的隔熱性能，但表面技術又直接反映在噴涂技術和噴涂工藝這兩個方面，所以真空靜電噴涂工藝技術就在這一條件下出現在我們面前。

1 真空靜電噴涂

相比常壓靜電噴涂，對于真空靜電噴涂的定義有所差異，最明顯的地方在于噴涂環境擁有不同的真空度。在常壓條件下，需要保持0.1MPa的真空度，而真空條件下的油漆噴涂則控制在0.05MPa的真空度下。

對靜電噴涂的基本原理分析能夠得出，在到達工件表面前，油漆粒子會經歷三個階段，也就是剛剛離開噴槍，油漆粒子進行霧化，油漆粒子吸附于工件表面。常壓的靜電噴涂和真空靜電噴涂相比，有無介質就成為兩者最大的區別。

2 真空靜電管道系統設計與優化

2.1 入氣系統管道結構優化

真空靜電管道的入氣系統由手動閥門、吸附式干燥機、空氣過濾器、電動比例閥等構成。而圖1表示的吸附式干燥機主要管道模型。吸附式干燥劑作業原理主要是借助于變壓吸附來實現干燥的效果，利用干燥罐A和B相互之間的作用，能夠有效地實現水蒸氣吸附，把A/B兩個干燥罐之間進行配合循環使用，能夠有效地保證吸附式干燥機自身使用壽命的延長。

1.干燥罐B；2.干燥罐A；3.出口；4.入口

在干燥機的前端管道除開除油裝置之外，還包含了P、Q、R三個過濾器，分別表示過濾的效果等級初級、中級和高級。

在噴涂缸體的入氣口有一個電動比例閥和緩沖裝置。電動比例閥可以減少換氣消耗的時間，將噴涂的效率提高，同時將空氣過濾箱設置在電動比例閥前面，這樣可以確保干凈的空氣進入到缸體中。緩沖裝置則是為了避免出現過大的氣體沖擊力，沖掉工件以及導致缸體內部的，避免出現二次污染。

針對入氣管道的緩沖管設計原理，主要目的是減緩輸送氣體的速度，從而防止可能對工件帶來的不利影響。對管道系統實施仿真分析能夠得出，其空氣壓縮速度一般來說為7.0m/s，當外部環境控制在常溫常壓的狀況下，壓強的差異可以忽略。

通過緩沖組件減速曲線可以看出：緩沖管自身具備了氣體流通速度緩解的功能，另外，氣體流通速度曲線會慢慢的呈現為遞減函數，從7.2m/s變成為1m/s。

2.2 抽氣系統管道結構優化

真空靜電噴涂裝置中的抽氣系統由真空泵、閥門、過濾網、過濾器等共同組成。從第六代缸開始嘗試干式過濾與濕式過濾相互結合的方式。

2.3 廢氣系統的設計與優化

隨著社會經濟的飛速發展，各種廢氣污染物的排放量也逐年增加，噴涂行業近年來在電氣設備、機械、汽車等行業中得到了非常廣泛的應用，但因為涂料主要是由揮發成分與不揮發成分構成，而揮發成分之中往往有溶劑與稀釋劑，不揮發成分中通常含有輔助成膜物質以及主要成膜物質。因此在這些產品的表面，有機溶劑難以隨油漆附著于此，在進行固化以及噴涂作業時很容易排出。在噴漆廢氣內部，顆粒小、黏度大，非常容易附著于物質表面，針對有機廢氣進行凈化之前，需要將漆霧去除。傳統的方式無法滿足高凈化率的要求，也無法滿足理想的處理效果要求。

真空靜電噴涂廢氣處理系統往往由干式過濾設備以及濕式過濾設備所構成，在真空環境下進行作業的過程中，抽出烘烤缸體以及噴涂缸體內部的多余空氣。在廢氣經過過濾網時，首先對廢油漆進行過濾，在經過空氣冷凝器之后，經過初、中、高三個級別的過濾網進入水箱，最后才把氣體排出到大氣中，在這一過程中應當注意定期對過濾層材質予以更換。替換之后的材料能夠直接送到鍋爐房實施二次焚燒利用。然后通過治理，廢氣就能夠滿足《大氣污染物綜合排放標準》的要求。

真空靜電噴涂管道系統之中采用漆霧過濾箱和過濾層作為過濾裝置，在開始進行真空處理后，把噴涂缸體內部的廢氣直接抽出，經過首層的干式過濾設備噴霧過濾箱，隨后通過冷凝器，再通過初級、中級以及高級各個等級的過濾層，然后廢氣通過罐子進行濕式過濾，廢氣通過鼓風機就可以排出傳遞到大氣之中。

3 噴涂工藝參數的優化

3.1 油漆噴涂的影響因素

在實施油漆噴涂作業時，對噴涂產品造成不利影響的因素多種多樣，所以需要考慮下述指標：

3.1.1 油氣的黏度。黏度指的是液體對于流動的阻力，水的黏度偏低，但是機油本身的黏度較高，而油漆的黏度會給漆流霧化帶來一定程度的干擾。如果黏度太高，很容易產生較大的霧化顆粒，造成濕噴的情況出現。但是黏度過低，霧化的顆粒就會偏小，就會出現

干噴。

3.1.2 空氣壓力。相對于傳統噴涂來說，真空靜電噴涂所需要的壓力比一般的噴槍要低得多。但如果空氣壓力不能夠控制好，很容易對裝置渦輪發電機正常工作造成影響，從而干擾到實際的噴涂效果。

3.1.3 油漆電阻。油漆本身的帶電性會對噴涂效果造成直接的影響，電阻值偏高，會出現帶電困難的現象，導致靜電效果偏差，但是過濾就可能出現漏電的問題。具體而言，對于油漆噴涂效果產生影響的參數主要偏向于以下方面：（1）風速。在進行油漆噴涂時，噴涂風速最好控制在0.5～0.7m/s之間；（2）空氣壓力。真空靜電噴涂的噴槍需要的壓力要比普通噴槍低；（3）輸漆壓力。靜電所需要的油漆壓力要低于空氣噴槍壓力；（4）油漆電阻。過小的油漆電阻會損壞噴槍，給作業人員的人身安全帶來威脅，而如果電阻更大則很容易對實際的噴涂質量造成影響，所以油漆帶電性能的好壞會對噴涂質量造成直接干擾；（5）噴槍具體位置的影響，若作業現場必須使用多支噴槍進行，就需要考慮其相對位置，確保漆流不會相互產生干擾，避免同性電荷漆霧出現相斥的現象，特別是針對中小型零件。

3.2 真空靜電噴涂工藝實驗

在具體的實驗中，以車模材質為例。車模材質主要是選擇合金，包含了預處理、油漆噴涂以及漆膜固化三個階段的作業。所謂預處理指的是對實施噴涂的產品進行作業前準備處理，通過人工清洗或者是超聲波的方式，來清除灰塵、污垢等，從而做好油漆噴涂的準備，避免產品的噴涂表面效果受到影響。在合金車模的清洗中，其參數設定如下：頻率為30～40kHz，時間為5～8min，溫度控制在50℃～70℃之間，清潔劑適量。

在進行油漆噴涂時往往包括了配制油漆以及設置噴涂具體參數。油漆的配制一般來說是結合作業人員自身工作經驗以及其他相關說明來進行，但也應當充分考慮到其他廠家，其配制說明也會有所差異。對于真空靜電噴涂來說，其工藝流程為前期超聲波清洗、油漆噴涂、漆膜固化，而油漆噴涂通常包含油漆配置與真空靜電

噴涂。

4 結語

總而言之，針對真空靜電噴涂設備，需要制造出一條流水線，保持在真空環境下對工業產品應用靜電噴涂的辦法實施噴涂，如此一來才可以符合節能減排以及提升噴涂質量的雙重要求。在今后的研究中，還應該對整個體系有更深入的了解，認識真空靜電噴涂更深層次的作用，這樣才能夠方便后續的操作。

參考文獻

[1] 彭成新，何衛鋒，譚哲豪，李克天.真空與常壓靜電噴涂效果對比[J].機床與液壓，2015，（3）.

[2] 徐程橙.環保真空靜電油漆噴涂流水線優化[D].廣東工業大學，2014.

[3] 劉寬.真空靜電涂裝工藝裝備結構設計與工藝分析

[D].廣東工業大學，2012.

（責任編輯：黃銀芳）