涂覆機涂層閥替代霧化噴涂閥的可行性研究

朱耀文

涂覆機涂層閥替代霧化噴涂閥的可行性研究

朱耀文

（廣東美的廚房電器制造有限公司，廣東 佛山 528311）

現代電子制造行業常用選擇性涂覆機進行PCBA的三防漆涂覆作業[1]，但其使用的霧化噴涂閥存在諸多缺點，例如品質不穩定、油霧彌漫等。隨著現代工廠對過程品質、EHS的要求越來越高，傳統的霧化噴涂閥越來越不能滿足需求。在此背景下，提出利用涂層閥替代霧化噴涂閥，并提出相應的關鍵技術指標和測試方案，按照相應方案進行實際噴涂測試以及測量驗證。實驗結果表明，涂層閥可以替代霧化噴涂閥。

涂覆機；霧化噴涂閥；涂層閥；替代可行性

常用的霧化噴涂閥由膠量微調、活塞密封圈等11部分組成，其中關鍵零部件為膠閥母體（以下簡稱針套）和霧化噴涂閥成形套（以下簡稱套筒）。

霧化噴涂閥結構如圖1所示。

圖1 霧化噴涂閥結構圖

霧化噴涂閥工作原理如下：氣缸驅動膠閥阻斷針上下運動，當到達針套頭部時，三防漆停止出油；反之，當頂針離開針套頭部時，噴槍出油，依此實現待機和工作兩種狀態切換。霧化噴涂閥工作原理如圖2所示。

圖2 霧化噴涂閥工作原理

1 霧化噴涂閥缺點

霧化噴涂閥的結構特點和工作方式決定三防漆容易在噴槍收油時殘留在針套和套筒之間的空間內，日常若得不到有效清理，會出現霧化氣通道及油道被堵塞的問題。經走訪調研以及與生產廠家的技術交流得知，部分企業基于成本考慮，會采購使用配合精度較差的霧化噴涂閥，若日常保養工作沒有做到位，堵塞問題會更加嚴重。堵塞后的噴槍噴出的三防漆會出現噴涂歪斜、堵槍無油、霧化不良等問題，影響生產效率和產品質量。

堵塞過程如圖3所示。

2 改進思路

按照前述噴槍失效原理分析，可以得出以下三種改善方式。

圖3 堵塞過程示意圖

2.1 噴槍自動清潔

利用壓縮空氣自動清除殘留三防漆。噴槍每次收油后預留一定時間，壓縮空氣（霧化氣）繼續工作，以此將針套和套筒內殘留的三防漆都清除出去，避免堵塞。此方案需要規避清槍時從噴槍吹出的殘留物濺落到PCBA上，造成品質 不良。

2.2 隔離氣液通道

霧化氣和三防漆的導流通道各自獨立。只要霧化氣（壓縮空氣）通道沒有被堵塞，噴槍則不會出現劣化問題，而三防漆是堵塞霧化氣的一大來源。從霧化噴涂閥的結構上分析，霧化氣和三防漆的導流通道是共通的，因此將兩者單獨隔離，可從源頭上消除堵塞的問題。

2.3 取消霧化功能

采用無霧化結構的噴槍。取消霧化功能，氣體導流通道堵塞問題迎刃而解（因為不需要霧化了）。無霧化結構的噴槍，其中一種即為涂層閥。與霧化噴涂閥不同，涂層閥噴出的三防漆呈現水簾狀，所以又稱為水簾閥。涂層閥噴涂效果如圖4所示。

圖4 涂層閥噴涂效果圖

3 替代可行性分析

對于三防漆涂覆工序而言，關鍵指標包括噴涂軌跡的寬度以及涂層厚度[2]，兩者的穩定性是衡量噴涂效果的重要指標。噴涂軌跡的寬度可以利用游標卡尺進行測量，涂層厚度則可以通過電子秤進行測量。

3.1 噴涂軌跡寬度的穩定性檢驗

噴涂軌跡寬度與供液壓力以及噴槍高度（噴槍出油口與PCB板面的垂直距離）有關，本次實驗設定供液壓力為 0.35 MPa，噴槍高度為72 mm，進行20次噴涂實驗，用游標卡尺測量軌跡寬度，實驗結果如表1所示。

表1 軌跡寬度測量實驗

次數測量寬度值/mm次數測量寬度值/mm 136.751135.29 235.611236.69 336.091336.21 435.691435.65 536.631536.16 635.441636.76 736.881735.74 836.561836.72 935.781936.45 1036.832035.18

根據表1可知，軌跡寬度平均值為36.156 mm，最大值為36.88 mm，最小值為35.18 mm，軌跡寬度與平均值之間的最大誤差為2.77%，滿足生產品質要求。

3.2 噴涂厚度的穩定性檢驗

噴涂厚度與噴涂速度、供液壓力以及噴槍高度有關，由于厚度不方便直接測量，但是可以通過測量出膠的質量穩定性來反映，因此本次實驗設定供液壓力0.35 MPa、噴涂時間60 s，進行20次噴涂實驗，并通過電子秤稱重，實驗結果如表2所示。

表2 噴涂厚度測量實驗

次數測量質量/g次數測量質量/g 169.591168.42 268.961269.37 368.931368.38 468.931467.53 569.441568.81 667.591668.84 767.931768.83 869.111868.44 968.551969.23 1069.242068.67

根據表2數據得知，出膠平均值為68.740 g，最大值為69.59 g，最小值為67.53 g，出膠重量與平均值之間的最大誤差為1.79%，滿足生產品質要求。

4 結束語

綜上所述，隨著現代化生產以及過程品質的要求不斷提高，對自動涂覆機的使用提出了更高的需求，傳統上使用的霧化噴涂閥已經越來越不能滿足一線生產所需。本文通過對霧化噴涂閥的解構，提出了使用涂層閥替代的設想，并通過實驗檢驗其關鍵指標的穩定性，證明其可以替代霧化噴涂閥，提高涂覆工序的過程品質。

［1］鮑秀森，陳紅.選擇性涂覆工藝研究［C］//電子產品防護技術研討會，2006.

［2］劉凌釗.多功能選擇性涂覆機的研制［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2018.

2095－6835（2020）06－0058－02

TN405

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.019

〔編輯：嚴麗琴〕