静电喷漆 - 设计和工作原理

静电喷漆器于 1941 年至 1944 年间由美国科学家和研究员 Harald Ransburg 首次获得专利。在为他的发明申请专利之前以及在为它的第一个版本申请专利之后，Ransburg 在实验室进行了大量实验，完善了他发明的静电涂料应用方法。

因此，在 1951 年，发明人获得了专利 US 2697411 的静电喷涂装置，成为现代工具的原型。同年，Harald 创立了 Ransburg 公司，至今仍从事静电涂装设备的生产和改进。

基本上，方法如下。油漆和清漆的液体材料像往常一样用喷涂机喷涂，但有一个附加条件。当通过喷枪时，油漆与喷枪喷嘴附近的特殊电极接触，带电至高负电压，其电平达到 100,000 伏。

离开喷嘴后，带负电的油漆颗粒冲向场线方向 静电场 到接地的油漆产品。即在喷枪和被涂装产品之间施加高压。

油漆的喷涂是在压缩空气的帮助下进行的，即气动方法或无气喷涂，加压涂料通过喷嘴开口冲出。这是应用静电涂料的两种传统喷涂模式。还有组合系统。

并且，从喷嘴飞出的带等电荷的油漆粒子，根据静电定律相互排斥，自然形成了一个漆炬。粒子火炬被静电引力冲向接地部分，粒子沿着静电场强度线移动，均匀地覆盖该部分。这样就没有墨雾效应，油漆和清漆材料在产品上的转移系数达到98%。

这种应用方法可以显着节省油漆和清漆材料，并且通常可以显着加快涂漆过程。以通常的方式绘制大型物体（例如管道）时，必须在绘画过程中多次转动它们，以使油漆均匀分布在各个面上。

但是对于静电应用来说，这已经是多余的了，因为带电的油漆颗粒会沿着电场线自行移动，从四面八方围绕产品弯曲，用喷枪扫一遍就足以获得必要的高质量结果。

静电喷枪与传统喷枪不同，但也有共同点。首先，进行涂料的通道原理是一样的。不同之处在于在某些情况下存在用于给油漆和清漆材料充电的电极以及在其他情况下不存在的电极，其为系统提供必要的工作电压的高电压。

与通常的静电喷枪不同的是，静电喷枪的枪身不是由钢或铝制成，而是由包含导电部分和绝缘部分的复合塑料制成，从而最大限度地保护工人免受意外触电。

静电枪的高压系统可以采用经典设计或级联设计。经典方案包括通过电缆从电源（高压变压器）向枪提供高压。这使得工具轻便且易于使用，因为外壳中没有电子设备。

强制短路保护。这种喷雾更便宜，更容易维修。经典方案的缺点是电极电压不稳定，雾化器上没有开关。

级联电路意味着存在内置于工具中的电压转换器（直接在雾化器中）。枪通过低压电缆由 12 伏直流电供电，工具内的电压现在升高到可接受的操作水平。

级联电路的优点是不可否认的：电压稳定，充电均匀，能够调节工具电压，手边有开关。缺点是重量较大，价格较高。

静电喷漆系统分为自动和手动。如上所述，这些和其他都可以是无气的、组合的或气动的。此外，自动的也是圆盘高速的，手动杯的是低速的。我们稍后再谈。

通常情况下，喷涂与传统喷枪一样 - 无气、组合和气动静电喷涂机在初始阶段工作，但由于静电力的作用，它们提供了油漆经济性和高转移系数 - 高达 90% .

但是对于雾化器和圆盘，一切都略有不同：当圆盘或圆盘在雾化器上旋转时，由于离心力而发生雾化。旋转是通过压缩空气对杯或盘的作用产生的，并通过静电作用施加。这实现了高达 98% 的油漆和清漆材料的转移。

手持式低速杯式喷雾器的杯转速仅为 600 转/分，虽然它们可以提供 98% 的涂料转移，但由于产量低，每次最多 200 毫升涂料，因此在大型工业厂房中应用并不广泛。分钟。

然而，在小型工业中，尤其是在给金属网格涂漆时，手持式静电喷涂机因其经济高效而当之无愧地受到欢迎。

自动盘式高速喷漆机，压缩空气吹向喷枪周边使其变窄，盘式转速高达60,000 rpm，传输效率高（高达90%），生产率显着提高。此类静电喷涂机在工业上应用广泛，例如喷涂车身部件、家用电器、家具等金属结构等。

它有静电涂装方法和自己独特的色调。首先，这是一项高压工作。当然，转移高达 98% 的材料的优势非常重要，但这里也有传统的局限性。

油漆和清漆材料必须具有一定的最小电阻，以便在经过高压电极附近后能够充分充电，否则颜色质量会下降，例如，搪瓷成分中存在金属粉尘不会对颜色质量有最好的效果。

由于短路，用水稀释的材料是危险的。同时，现代设备并没有停滞不前，而是在不断进步，这些局限性不再是绘画不可逾越的障碍。

另外，应该说一下涂漆表面的特性。木材、塑料或橡胶等非导电材料不能简单地涂漆，需要额外的准备工作。首先涂上导电底漆或将材料弄湿，然后静电涂漆。

被绘物体的形状也很重要。由于带电并沿电场线移动的油漆颗粒主要朝产品带电最多的区域冲向产品，因此不可能在空隙或凹陷处涂漆，因为它们中几乎没有电场. 法拉第笼效应会起作用。相反，尖锐的投影颜色最好，因为它们附近的电场强度最大。

但是，有一条出路。口袋和凹处可以涂漆，为此它们只需关闭高压并像传统的气动或无气喷枪一样涂漆。所有这些细微差别都很重要。

静电喷涂设备由以下部分组成：喷枪、高压电源、各种用途的软管（空气和油漆）、电源线、接地线、泵、油箱。

开始工作前必须将装置可靠接地。作为高压源，可以使用电网和另一种能源，特别是用于在没有传统网络的情况下装置的自主操作的移动式气动恒压发生器。

值得注意的是，自 Ransburg 发明他的第一把静电喷枪以来的几十年里，静电喷涂技术不断进步。即使在今天，静电喷涂也当之无愧地取代了最经济的油漆和清漆应用技术，实现了油漆向产品的最大转移。

在这里，废物量被最小化，因此无论是在小规模生产还是在大型工业企业、工厂中，静电喷漆如今都非常流行。