真空静电喷涂工艺优化探析

摘要：真空静电喷涂即是处在一定真空环境的状态下实施静电喷涂的技术。和过去的静电喷涂技术相比，真空静电喷涂有效地解决了工件表面漆厚薄不均匀、尘点多、浪费油漆等多种缺点，所以真空静电喷涂得到极大的应用空间。文章在介绍真空静电喷涂的基础上，分析真空静电喷涂工艺优化措施和喷涂工艺的参数优化。

关键词：真空环境；静电喷涂；工艺优化；真空静电管道系统；喷涂工艺参数 文献标识码：A

中图分类号：TS91 文章编号：1009-2374（2016）34-0032-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.016

社会经济的发展，提高了人们对于生活与物质方面的需求，同样对于产品质量的追求也在逐渐提高，产品表面的耐磨性、硬度要求逐渐升高，而又必须确保高温强度，同时需要满足较高的隔热性能，但表面技术又直接反映在喷涂技术和喷涂工艺这两个方面，所以真空静电喷涂工艺技术就在这一条件下出现在我们面前。

1 真空静电喷涂

相比常压静电喷涂，对于真空静电喷涂的定义有所差异，最明显的地方在于喷涂环境拥有不同的真空度。在常压条件下，需要保持0.1MPa的真空度，而真空条件下的油漆喷涂则控制在0.05MPa的真空度下。

对静电喷涂的基本原理分析能够得出，在到达工件表面前，油漆粒子会经历三个阶段，也就是刚刚离开喷枪，油漆粒子进行雾化，油漆粒子吸附于工件表面。常压的静电喷涂和真空静电喷涂相比，有无介质就成为两者最大的区别。

2 真空静电管道系统设计与优化

2.1 入气系统管道结构优化

真空静电管道的入气系统由手动阀门、吸附式干燥机、空气过滤器、电动比例阀等构成。而图1表示的吸附式干燥机主要管道模型。吸附式干燥剂作业原理主要是借助于变压吸附来实现干燥的效果，利用干燥罐A和B相互之间的作用，能够有效地实现水蒸气吸附，把A/B两个干燥罐之间进行配合循环使用，能够有效地保证吸附式干燥机自身使用寿命的延长。

1.干燥罐B；2.干燥罐A；3.出口；4.入口

在干燥机的前端管道除开除油装置之外，还包含了P、Q、R三个过滤器，分别表示过滤的效果等级初级、中级和高级。

在喷涂缸体的入气口有一个电动比例阀和缓冲装置。电动比例阀可以减少换气消耗的时间，将喷涂的效率提高，同时将空气过滤箱设置在电动比例阀前面，这样可以确保干净的空气进入到缸体中。缓冲装置则是为了避免出现过大的气体冲击力，冲掉工件以及导致缸体内部的，避免出现二次污染。

针对入气管道的缓冲管设计原理，主要目的是减缓输送气体的速度，从而防止可能对工件带来的不利影响。对管道系统实施仿真分析能够得出，其空气压缩速度一般来说为7.0m/s，当外部环境控制在常温常压的状况下，压强的差异可以忽略。

通过缓冲组件减速曲线可以看出：缓冲管自身具备了气体流通速度缓解的功能，另外，气体流通速度曲线会慢慢的呈现为递减函数，从7.2m/s变成为1m/s。

2.2 抽气系统管道结构优化

真空静电喷涂装置中的抽气系统由真空泵、阀门、过滤网、过滤器等共同组成。从第六代缸开始尝试干式过滤与湿式过滤相互结合的方式。

2.3 废气系统的设计与优化

随着社会经济的飞速发展，各种废气污染物的排放量也逐年增加，喷涂行业近年来在电气设备、机械、汽车等行业中得到了非常广泛的应用，但因为涂料主要是由挥发成分与不挥发成分构成，而挥发成分之中往往有溶剂与稀释剂，不挥发成分中通常含有辅助成膜物质以及主要成膜物质。因此在这些产品的表面，有机溶剂难以随油漆附着于此，在进行固化以及喷涂作业时很容易排出。在喷漆废气内部，颗粒小、黏度大，非常容易附着于物质表面，针对有机废气进行净化之前，需要将漆雾去除。传统的方式无法满足高净化率的要求，也无法满足理想的处理效果要求。

真空静电喷涂废气处理系统往往由干式过滤设备以及湿式过滤设备所构成，在真空环境下进行作业的过程中，抽出烘烤缸体以及喷涂缸体内部的多余空气。在废气经过过滤网时，首先对废油漆进行过滤，在经过空气冷凝器之后，经过初、中、高三个级别的过滤网进入水箱，最后才把气体排出到大气中，在这一过程中应当注意定期对过滤层材质予以更换。替换之后的材料能够直接送到锅炉房实施二次焚烧利用。然后通过治理，废气就能够满足《大气污染物综合排放标准》的要求。

真空静电喷涂管道系统之中采用漆雾过滤箱和过滤层作为过滤装置，在开始进行真空处理后，把喷涂缸体内部的废气直接抽出，经过首层的干式过滤设备喷雾过滤箱，随后通过冷凝器，再通过初级、中级以及高级各个等级的过滤层，然后废气通过罐子进行湿式过滤，废气通过鼓风机就可以排出传递到大气之中。

3 喷涂工艺参数的优化

3.1 油漆喷涂的影响因素

在实施油漆喷涂作业时，对喷涂产品造成不利影响的因素多种多样，所以需要考虑下述指标：

3.1.1 油气的黏度。黏度指的是液体对于流动的阻力，水的黏度偏低，但是机油本身的黏度较高，而油漆的黏度会给漆流雾化带来一定程度的干扰。如果黏度太高，很容易产生较大的雾化颗粒，造成湿喷的情况出现。但是黏度过低，雾化的颗粒就会偏小，就会出现

干喷。

3.1.2 空气压力。相对于传统喷涂来说，真空静电喷涂所需要的压力比一般的喷枪要低得多。但如果空气压力不能够控制好，很容易对装置涡轮发电机正常工作造成影响，从而干扰到实际的喷涂效果。

3.1.3 油漆电阻。油漆本身的带电性会对喷涂效果造成直接的影响，电阻值偏高，会出现带电困难的现象，导致静电效果偏差，但是过滤就可能出现漏电的问题。具体而言，对于油漆喷涂效果产生影响的参数主要偏向于以下方面：（1）风速。在进行油漆喷涂时，喷涂风速最好控制在0.5～0.7m/s之间；（2）空气压力。真空静电喷涂的喷枪需要的压力要比普通喷枪低；（3）输漆压力。静电所需要的油漆压力要低于空气喷枪压力；（4）油漆电阻。过小的油漆电阻会损坏喷枪，给作业人员的人身安全带来威胁，而如果电阻更大则很容易对实际的喷涂质量造成影响，所以油漆带电性能的好坏会对喷涂质量造成直接干扰；（5）喷枪具置的影响，若作业现场必须使用多支喷枪进行，就需要考虑其相对位置，确保漆流不会相互产生干扰，避免同性电荷漆雾出现相斥的现象，特别是针对中小型零件。

3.2 真空静电喷涂工艺实验

在具体的实验中，以车模材质为例。车模材质主要是选择合金，包含了预处理、油漆喷涂以及漆膜固化三个阶段的作业。所谓预处理指的是对实施喷涂的产品进行作业前准备处理，通过人工清洗或者是超声波的方式，来清除灰尘、污垢等，从而做好油漆喷涂的准备，避免产品的喷涂表面效果受到影响。在合金车模的清洗中，其参数设定如下：频率为30～40kHz，时间为5～8min，温度控制在50℃～70℃之间，清洁剂适量。

在进行油漆喷涂时往往包括了配制油漆以及设置喷涂具体参数。油漆的配制一般来说是结合作业人员自身工作经验以及其他相关说明来进行，但也应当充分考虑到其他厂家，其配制说明也会有所差异。对于真空静电喷涂来说，其工艺流程为前期超声波清洗、油漆喷涂、漆膜固化，而油漆喷涂通常包含油漆配置与真空静电

喷涂。

4 结语

总而言之，针对真空静电喷涂设备，需要制造出一条流水线，保持在真空环境下对工业产品应用静电喷涂的办法实施喷涂，如此一来才可以符合节能减排以及提升喷涂质量的双重要求。在今后的研究中，还应该对整个体系有更深入的了解，认识真空静电喷涂更深层次的作用，这样才能够方便后续的操作。

参考文献

[1] 彭成新，何卫锋，谭哲豪，李克天.真空与常压静电喷涂效果对比[J].机床与液压，2015，（3）.

[2] 徐程橙.环保真空静电油漆喷涂流水线优化[D].广东工业大学，2014.

[3] 刘宽.真空静电涂装工艺装备结构设计与工艺分析

[D].广东工业大学，2012.