涂装旋杯技术
浅谈旋杯喷涂在汽车涂装中的应用
浅谈旋杯喷涂在汽车涂装中的应用王子恺，郭华进，杨光华，袁兴（中海油常州涂料化工研究院汽车实验室，江苏常州213016 ）摘要：在国内汽车行业普遍开始引进机械手涂装的前提下，着重介绍旋杯涂装的特点，并根据自身的经验，针对金属涂料在涂装过程中易出现的问题给出解决方案。
关键词：旋杯涂装；金属涂料涂装；汽车涂装1 引言涂料涂装是具有悠久历史的传统工艺。
随着科学技术的进步和经济的发展，传统的涂装工艺已不能满足现代社会的要求。
市场对涂装的需求上升，质量要求更高，各种涂装新技术、新工艺不断涌现（如静电涂装、电泳涂装等），逐步成为现代实用工业技术。
无论是从提高产品质量和生产效率的角度，还是从节省涂料和减少环境污染等角度，高速旋杯式静电喷涂工艺已成为现代汽车车身涂装的主要手段之一，并且被广泛地应用于其它工业领域。
其中高速旋杯式静电喷枪已成为应用最广的工业涂装设备。
它是将被涂工件接地作为阳极，静电喷枪（旋杯）接上负高压电（-50 ～-120 kV ）为阴极，旋杯采用空气透平驱动，空载时转速可达25 000 r/min ，带负荷工作时可达30000 ～60 000 r/min 。
当涂料被送到高速旋转的旋杯上时，由于旋杯旋转运动产生离心作用，涂料在旋杯内表面伸展成为薄膜，并获得巨大的加速度向旋杯边缘运动，在离心力及强电场的双重作用下破碎为极细的且带电的雾滴，向极性相反的被涂工件运动，沉积于被涂工件表面，形成均匀、平整、光滑、丰满的涂膜。
2 旋杯原理2.1 离心雾化机理在离心力的作用下由旋杯甩出的液流受 2 种力的作用而分散成雾滴：第一种力是由气- 液间相对运动时产生的摩擦力，称为速度雾化；第二种力是旋杯旋转时产生的巨大离心力，在离心力的作用下加速分裂雾化，称为离心雾化。
液体的离心雾化机理分为 3 类：直接分裂为雾滴、液丝分裂成雾滴、膜状分裂成雾滴。
2.2 静电雾化机理在静电喷涂时，受到高压静电场的作用，涂料液滴分裂成细小的微粒，这一现象称为静电雾化。
静电旋杯化喷涂工艺介绍
静电旋杯化喷涂工艺介绍为了使汽车的颜色更加丰富多彩，几乎所有的汽车生产厂家在确定面漆的涂装工艺时都不约而同地选择了静电旋杯雾化加空气雾化喷涂的两段金属珠光漆喷涂工艺，利用静电旋杯雾化喷涂的高上漆提供一层起到遮盖作用的色漆涂层（一般占色漆总膜厚的60%～80%），利用第二道空气雾化喷涂（占色漆总膜厚的40%～20%）提供体现优秀效应颜料的色彩。
1.静电旋杯化喷涂工位介绍先进的旋杯喷涂系统，其配套的设备及排布合理性也至关重要。
下面就面漆涂装线工艺布置流程做一简单介绍（见图2）A区：在编码台上输入车身车型和所喷面漆颜色，同时对车身吹尘和擦净。
随后车型和颜色信息显示在手工喷涂区的操作指导屏上，喷房入口设有车型自动识别装置。
如果输入有误，还可进行人工修改。
B区：进入手工喷涂区后，按照显示屏上的颜色提示，对车身内表面喷涂相应的底色漆。
C区：旋杯自动喷涂区内旋杯按照输入的车型和颜色及设定的参数进行喷涂作业。
D区：空气喷枪自动喷涂区内自动机上安装的是空气喷枪，当喷涂金属漆时，自动空气喷涂机才工作。
E区：车身内表面清漆托喷涂区。
F区：清漆和本色漆旋杯喷涂区为保证旋杯设备在要求的条件下工作，整个中涂面漆喷涂生产线装备了恒温恒湿空调机组，使温度及湿度常年稳定在（25±2）℃和50%～70%，手工喷涂区风速为0.40～0.50m/s，旋杯喷涂区为0.35～0.40m/s。
另外，各区之间设有隔离区，避免串色。
2.静电旋杯化喷涂参数介绍随着静电旋杯化喷涂越来越被熟悉，设备参数的变化以及相应的效果变化将成为工艺研究的重点。
下面，就对常用的参数及变化趋势做一简单介绍。
（1）旋杯转速随着旋杯转速的增大，漆膜变薄；反之，旋杯转速减小，漆膜变厚。
特别要注意的是，这方面的厚薄都是相对的，主要体现在金属闪光漆的涂装上。
旋杯的转速增大，雾化效果增强，漆雾越细腻。
一般，金属闪光漆所要求的旋杯转速在30000～35000r/min；实色漆所要求的旋杯转速在350000～600000r/min。
谈机器人旋杯结构及应用
谈机器人旋杯结构及应用高万佳、杨伟：本文主要介绍了用于机器人喷涂的高速静电旋杯。
对高速静电旋杯具体结构及应用做了详细介绍。
还根据本人在工作过程中的经验，对高速静电旋杯的优缺点做了介绍。
机构是高速静电旋杯，它的作用是通过强离心力及高压的作用将油漆雾化并喷涂到车身表面，这目前涂装机器人喷涂领域存在两种喷涂方种旋杯的涂料利用率比较高，成膜均匀质量稳定。
式：一种是空气喷涂，它的特点是油漆通过空气高速静电旋杯是机器人喷涂系统的重要组成雾化，一种是静电喷涂，它的主要特点是油漆通部分，它通过快速连接盘与机器人腕部连接，图过旋杯雾化，并且通过高压发生器使油漆带上高1所示为高速静电旋杯结构透视图。
压。
目前国内涂装线上通常使用的就是静电喷涂方式，其喷杯为高速静电旋杯。
它一般安装在喷涂机器人末端，下面简单介绍一下喷涂机器人及高速静电旋杯结构。
在涂装车间中涂面漆喷涂机器人有5轴、6 轴两种，相对于5轴机器人而言，6轴机器人的自由度更多，能够喷涂的车身位置更广。
图1 高速静电旋杯结构透视图喷涂机器人是由机器人控制器、机器人电控高速静电旋杯大致有一下几部分组成，如图柜、机器人气动柜、机器人本体以及喷涂系统组2所示：1、快速连接盘2、杯罩 3、杯帽 4、成。
涡轮机 5、成型空气罩 6、高压增效器 7、转速(1)机器人控制器――机器人的神经中枢，所测量装置 8、微阀有的指令从此发出；(2)机器人电控柜――控制机器人各轴的运动及高压发生器；(3)机器人气控柜――控制机器人各微阀的开闭并为机器人提供压缩空气的供给；(4)机器人本体――机器人各种仿形运动的执行机构；(5)喷涂系统――机器人喷涂应用的执行机构，包括输漆系统、换色块、齿轮泵以及高速静图2 高速静电旋杯分解结构电旋杯。
快速连接盘的主要作用是将高速静电旋杯与机器人本体连接，它的优点是拆卸方便，连接在涂装车间喷涂机器人的喷涂系统末端执行σ：油漆表面张力；Mpaint：油漆流速；迅速。
高速旋杯式自动静电喷涂系统雾化器固化的预防及解决措施
高速旋杯式自动静电喷涂系统雾化器固化的预防及解决措施摘要高速旋杯式自动静电喷涂系统是工业生产中的关键设备。
文章简要介绍了高速旋杯式自动静电喷涂系统的工作原理，分析了喷涂系统中雾化器固化产生的原因、危害，并提出了预防及其解决固化的措施。
关键词高速旋杯式自动静电喷涂系统；雾化器；固化剂；H阀；溶剂；T 型球阀高速旋杯式自动静电喷涂系统是工业生产中的关键设备，由于其工艺先进，效率高，精度高，能满足各种喷涂工艺要求，喷涂设备整体设计为封闭式，符合环保要求等优点，目前已经广泛应用于汽车、建材、家电制造等行业，是代替传统手工喷涂的最佳选择。
1高速旋杯式自动静电喷涂系统的组成及其工作原理高速旋杯式自动静电喷涂机主要由核心部件高速旋杯雾化器、高压发生器、换色阀组、压缩空气单元、仿型运动单元、流量配比控制单元、保护单元及其相应的自动控制与管理单元组成。
高速旋杯式自动静电喷涂系统，其工作原理是将油漆通过高速(6000000r/min)转动的旋杯，使其得到充分的雾化，在高压(直流10万V)静电场的作用下，使带电荷的油漆微粒被均匀地吸附到工件表面，形成光亮、平滑牢固的漆面。
2 雾化器简介雾化器为气动元件，是高速旋杯式自动静电喷涂系统中的核心元件。
下图为雾化器的结构原理图。
图中：KS为旋杯短清洗溶剂；KSL旋杯短清洗压缩空气；V喷嘴长清洗溶剂；PL喷嘴长清洗脉冲压缩空气；H固化剂阀；SL清漆阀；MLL空气马达悬浮压缩空气3 雾化器固化的原因如图，通过上文我们可以了解到，高速旋杯式自动静电喷涂系统雾化器是通过空气马达带动旋杯高速旋转，将按照一定比例配比的固化剂、清漆的混合物（简称罩光漆）雾化喷涂到工件上。
在这一过程中，H阀会通过一定量的固化剂，然后按照喷涂需求开关阀门。
但在开关H阀时，难免会与空气发生接触，而固化剂与空气接触后就会加快其固化的速度，虽然在经过喷涂间隔时，雾化器将通过设定好的程序会有一个暂短的清洗（通过KS阀和KSL阀）；在喷涂结束后，也有一个长清洗（通过V阀和PL阀），但是也只能清洗V阀(或KS阀)直至阻针的这一段管路中存留的罩光漆，而从V阀到H阀处的管路却无法清洗，从而长时间清洗不到的这段管路中所存留的固化剂就会产生固化，直至将雾化器中的管路整个堵塞。
汽车制造四大工艺
汽车制造四大工艺随着科学的发展和社会的进步，我国汽车工业从无到有，从小到大，发展成为一个完整的工业体系。
从20世纪50年代初到20 世纪80年代中期，主要生产卡车，到20世纪80年代末才开始生产轿车，轿车工业的真正发展只有二十多年的时间，因此汽车制造技术一直是我国汽车工业中的最薄弱的环节。
为提高我国汽车工业的水平和满足日益增长的人们物质生活需要，应重视汽车制造技术的研究和发展。
而汽车制造的核心就是四大工艺，所以汽车厂家想要发展，就得先把汽车制造四大工艺技术水平提高，才能在市场上有竞争力。
汽车车身制造技术主要包括四大工艺：冲压、焊接、涂装、总装。
冲压是汽车制造工艺中十分重要的一个环节，因为它不仅决定了车身的质量，同时焊接的质量也在很大程度上取决于冲压件的情况。
冲压最重要的是保证质量和精度。
需要放置材料的回弹和开裂。
车身的冲压一般包括制作内覆盖件和外覆盖件。
目前我国整车厂的制作内覆盖件的模具一般由自己完成。
而制作外覆盖件的模具，国内不少整车厂主要外包给国外。
当前，国内的自主品牌整车厂基本都使用点焊作为焊接工艺。
在合资企业，点焊也占了焊接工艺约80%的工作量。
涂装、总装也基本上达到了先进水平，但比起北美和西欧来说，我国的工艺水平还是需要大幅提高。
四大工艺1. 冲压工艺：冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。
2. 焊接工艺：冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车身总成。
在汽车车身制造中应用最广的是点焊，焊接的好坏直接影响了车身的强度。
3. 涂装工艺：涂装有两个作用，第一、车防腐蚀，第二、增加美观。
涂装工艺过程比较复杂，技术要求比较高。
主要有以下工序：漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等，整个过程需要大量化学试剂处理和精细的工艺参数控制，对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高。
GB 14773
了 试验方法
１ 主腼内容与适用范围 本标 准 规 定了在静电喷漆区和静电喷粉区使用的手持式或 自动式静 电喷枪及其辅助装置的安全技
术条件。 本 标准 适 用于各种手持式或 自动式静电喷枪及其辅助装置的设计、制造 、使用和维护 ． 本 标准 不 适用于本质安全型静 电喷枪。
２ 引用标准 ＧＢ ３ ８ ３６ ．１ 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求 ＧＢ ４ ２ ０８ 外壳防护等级的分类
７．１０ 静电喷枪点火试验 ７．１０．１ 本试验应在 ２０士５℃的环境温度下进行，并注意采取有效的防火、防爆措施。 ７．１０．２ 静电喷漆枪点火试验所用的爆炸性气体的点火能量为 。．２４ｍ Ｊ。通常可采用下述之一种作为 试验气体（气体纯度不低于 ９５％）：
ａ． ２． ８０ｏ，乙烷／空气 ，
ｂ． ５ ．２ ５％士０．２５ Ｙｏ ，丙烷／空气． ７．１０．３ 静电喷粉枪点火试验所用的爆炸性气体的点火能量为５ｍ Ｊ。通常可采用下述之一种作为试验 气体（气体纯度不低于 ９５％）：
静 电 喷枪 及其辅助装置的高电位部分都须按其最高工作电压的 １．５倍值进行绝缘试验，应不出现 电击穿及表面闪络现象。 ７．８ 短路试验
将 静 电喷 枪的高压电极触地持续 ５ｍ ｉｎ，静电喷枪及其辅助装置中所用的任何限流器件都不应损 坏。 了．９ 温度试验 ７．９．１ 在正常作业及设计规定允许的超负荷条件下使用时测得的设备外表最大温升值不得超过制造 厂标注的温升值。 ７．９．２ 测量表面温度时，应尽可能减少环境对温度参数的干扰．
GB14773《涂装作业安全规程 静电喷枪及其辅助装置安全技术规定》
GB14773《涂装作业安全规程静电喷枪及其辅助装置安全技术规定》目次前言 (II)1 范畴 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 一样防护要求 (1)5 机械结构安全要求 (1)6 电气安全要求 (2)7 试验方法 (2)8 检测 (3)9 标志 (3)前言本标准的第4、5、6章内容为强制性。
《涂装作业安全规程》系列国家标准已公布的共有12项：——GB6514—1995《涂装作业安全规程涂漆工艺安全及其通风净化》；——GB7691—2003《涂装作业安全规程安全治理通则》；——GB7692—1999《涂装作业安全规程涂漆前处理工艺安全及其通风净化》；——GB12367—2006《涂装作业安全规程静电喷漆工艺安全》；——GB12942—2006《涂装作业安全规程有限空间作业安全技术要求》；——GB/T14441—1993《涂装作业安全规程术语》；——GB14443—1993《涂装作业安全规程涂层烘干室安全技术规定》；——GB14444—2006《涂装作业安全规程喷漆室安全技术规定》；——GB14773—1993《涂装作业安全规程静电喷枪及其辅助装置安全技术条件》；——GB15607—1995《涂装作业安全规程粉末静电喷涂工艺安全》；——GB17750—1999《涂装作业安全规程浸涂工艺安全》。
——GB20101—2006《涂装作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定》本标准是对其中GB14773—1993《涂装作业安全规程静电喷枪及其辅助装置安全技术条件》进行首次修订。
本标准代替GB14773—1993《涂装作业安全规程静电喷枪及其辅助装置安全技术条件》，与GB14773—1993相比，在章条结构编排上无大的变化，内容上要紧采纳欧洲标准EN50050－2001“用于潜在爆炸性气氛的电气装置－手持式静电喷涂装置”，并结合国内情形进行修改。
与原标准相比，要紧做了如下修订：—— 6.7条，对静电喷粉枪的安全点火能量进行了修改。
涂装旋杯技术
Fahrzeuglacke
Handbuch3.2.ppt
Reg.-Z.:
BASF Coatings AG
ESTA 喷涂原理
4. 漆粒的运行
4.2. 借助于空气流动传递漆粒
除电压值以外，成形空气也是影响漆流喷射形状以及漆粒运动速度的一 个主要参数，涡流的形状取决于空气压力的大小，成形空气的供给情况（ 空气配给环）以及喷杯的结构形状，对于漆粒的运行轨迹起着决定性的作 用。
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
旋转式喷杯喷涂示意图 喷射漆流
喷杯
包覆效应 工件
Fahrzeuglacke
Handbuch3.2.ppt
Reg.-Z.:
BASF Coatings AG
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
旋杯或极针接负极，被涂件接正极，加电压后在旋杯（或极针）与被 涂件之间形成静电场，当电压足够高时，旋杯（或极针）附近区域的空气 产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。
ESTA 喷涂原理
2. 雾化工艺
2.2. 旋转式喷杯的雾化原理：
当喷杯的转速大于＞20000 min-1在高速旋转的情况下进行涂料的雾化处 理，此时漆粒不会有衰变现象出现。
在对涂料进行线状雾化的过程中，会在喷杯的喷口处形成许多液态的线状 物质，这些液态物质又会通过线状分解或是喷射漆流的分解作用重新形成漆 粒。所形成的小漆粒又可以通过会聚形成大的漆滴。
Fahrzeuglacke
Handbuch3.2.ppt
Reg.-Z.:
BASF Coatings AG
ESTA 喷涂原理
4.
4.4.
漆粒的运行
涂装技术手册(PPG公司)
A区 不允许大量集中 ≤4个 ≤2个 不允许 不允许 不允许 A 区 B区 最多4个 个, ≤1mm NG
B区 不允许大量集中 ≤9个 ≤5个 ≤2个 不允许 不允许
DCAC
目测
1≤S＜1.5 1.5≤S＜2 2≤S＜3 S≥3
不允许
测量设备
条件
不是异 色点 异色点
每个面板区域,100mm范围以内最大可接受的数量和尺寸 范围以内最大可接受的数量和尺寸。 C区 最多4个, ≤1mm 最多3个, ≤1mm D区 最多5个, ≤1mm 最多4个, ≤1mm
C区
允许 不允许 允许 不允许
D区
允许 允许 允许 允许 D区 不限 不限 不限 ≤5个 ≤2个 ≤2个
备注
此要求是 根据 <SVW油 漆件外观 标准>编制 备注 此要求是 根据 <DCAC油 漆件外观 标准>编制
SVW
目测
≤1 ＞1，≤2 ≥2
测量设备
面积S (mm2) S＜0.5 0.5≤S＜1
油漆工艺手册
工 艺
PPG (Tianjin) Coatings Co., Ltd
灰尘（颗粒）：在漆膜内或表面有杂质微粒 灰尘（颗粒）：在漆膜内或表面有杂质微粒，呈颗粒状凸起 ）：在漆膜内或表面有杂质微粒，
原因：
网等)。 1、油漆结晶或受到污染。 2、喷涂环境污染 喷涂环境污染（喷房、流平间、烘箱、静电除尘设备、滤 3、待施工件表面未处理干净 待施工件表面未处理干净（清洗不干净、打磨不良等）。 4、喷涂过程风向 喷涂过程风向、压差不符合要求。 5、进出喷房工作人员防尘措施不合理 进出喷房工作人员防尘措施不合理。 1、确保供漆系统和管道清洁， ，必要时在管道中增加过滤装置；确保正确的 漆、投漆操作过程 投漆操作过程；进货检验应对油漆颗粒大小进行 2、按照清洗保养计划 按照清洗保养计划，定期清洁喷涂设备。 3、对待施工件表面灰尘应采用粘布擦拭和在预处理槽液中添 对待施工件表面灰尘应采用粘布擦拭和在预处理槽液中添
基于数理统计的喷涂机器人旋杯使用寿命浅析
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨1 引言自动喷涂机器人以其柔性大、材料使用率高、喷涂质量高以及总体成本低的优点，在汽车行业得到了广泛的运用。
为了使汽车表面的颜色更加绚丽多彩，目前，几乎所有汽车生产厂家在喷涂汽车中涂及面漆时，均采用静电旋杯化喷涂工艺的自动喷涂机器人。
图1 静电旋杯化喷涂示意成型空气油漆接入接负高压旋杯雾化的油漆被涂工件如图1所示，通过油漆回路将一定量油漆输送到旋杯处，此时旋杯在空气马达的带动下高速（30000~50000r/min ）旋转，油漆紧贴着旋杯内表面在高速离心力的作用下雾化喷射出来；同时在圆柱状成型空气的作用下，喷射出来的雾化油漆形成与旋杯外径成正比关系的扇面喷涂到工件表面；而接入到旋杯的负高压静电（60~70kv ），确保了因可靠接地电势为0的工件表面油漆的附着力。
在该系统中，旋杯是其中非常重要的一环，旋杯能否稳定可靠的工作，直接影响着工件表面的喷涂质量和生产效率。
本文基于现场的生产实际情况，统计所使用的喷涂机器人旋杯的实际使用寿命值，最后再将不同旋杯，喷涂不同车型等差异化数据进行加权汇总，形成一个最能体现旋杯实际使用情况的寿命值。
再以这一加权使用寿命统计数据作为样本，利用旋杯使用寿命服从正态分布的原理来估算得到一个参考使用寿命值，并以此参考值作为旋杯的使用寿命，一旦旋杯使用达到该参考寿命且未失效，也必须更换该旋杯，并以此原则指导后续旋杯采用和使用工作。
2 旋杯失效模式分析根据旋杯的产品手册及生产使用经验可知，旋杯失效的方式主要包括：旋杯安装螺纹滑牙、旋杯外边缘卷边、旋杯外边缘缺口、旋杯导流板安装不平衡、导流板过渡磨损、导流板磨损断裂。
其中前四种主要出现在机器人发生碰撞、产品不合格等非正常情况下发生，比较少见，同时也没有规律性，而最后两种为正常生产情况下，因长时间使用而出现的失效情况。
如图2所示为某水性漆机器人旋杯，由钛合金的杯体和镶嵌在杯体上的导流板组成，其中导流板为塑料材质的。
悬挂轨道式旋杯涂装机器人
悬挂轨道式旋杯涂装机器人近年来，随着涂装车间机器人应用的发展，在喷涂效率、质量、降低运行成本和降低投资上有显著改善。
发那科机器人公司推出的悬挂轨道式喷涂机器人——FANUC P-500型外部喷涂机器人系统，能够做到较低的成本、更小的安装尺寸和更少的安装时间，并能够处理较大范围的车型。
近年来在涂装机器人领域的研究工艺设备的集成安装在机器人手臂中的涂料换色模块组尽可能的接近喷杯，这样可以最大限度的减少涂料浪费，此类改进措施表现在运行费用和整个运行周期过程，大大提高了设备的喷涂效率，缩短了系统正常运行时间，降低了设备投资。
喷涂的优化从上世纪末到本世纪前五年期间，研究人员主要关注的是两个喷涂领域的优化：即机器人应用100%静电雾化器（或称旋杯）的车体外部喷涂和机器人应用于运动的输送链上的车体内部喷涂（如门内侧，引擎室，底盖等）。
机器人100%外部旋杯喷涂应用开发着重于旋杯设计和涂料的混合比例，使金属漆能够用旋杯达到可以接受的颜色和外观标准。
而之前要获得良好的表面效果，车体外表面的两层金属漆中至少一层是采用空气雾化喷枪喷涂的。
这种杯+杯工艺与以前的空气枪的喷涂工艺相比，显著地减少了（20%-40%）涂料的使用量。
“杯+杯”工艺的研究已得到了充分的应用，从九十年代中期到二十一世纪早期，汽车的喷涂中，机器人喷杯混合使用喷枪和旋杯的比例从1995年大约85%喷枪和15%旋杯变成最近几年中的85%旋杯和15%喷枪。
由于近来行业中大多使用旋杯喷涂应用于车身外表面喷涂，因此，使用旋杯的外表面喷涂是FANUC P-500喷涂系统终端产品研究的焦点。
发那科机器人公司的P-500 喷涂系统为车身外表面喷涂的应用。
FANUC P-500机器人外表面喷涂系统是非常成功的，使用悬挂于轨道的机器人喷涂车身外表面，在汽车工业的车身外表面喷涂上产生了深远的影响。
自2003年首次推出P-500 系统以来，全球已安装了超过约2000台。
FANUC P-500 设计方法引发了在数个区域的创新思维，具有多项专利和专利应用，这些区域涉及到机器人设计、工艺设备设计、生产维护、程序设计方法以及安装。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
m Masse; R Radius; n Glockendrehzahl; Lackdichte; w Wineklbeschleunigung
ESTA 喷涂原理
2. 雾化工艺
2.2. 旋转式喷杯的雾化原理：
当喷杯的转速大于＞20000 min-1在高速旋转的情况下进行涂料的雾化处 理，此时漆粒不会有衰变现象出现。
一般来说，旋转式喷杯的高压上限为 100 KV
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
直接加压
间接加压
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
旋转式喷杯喷涂示意图
喷射漆流
喷杯
包覆效应
工件
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
旋杯或极针接负极，被涂件接正极，加电压后在旋杯（或极针）与被 涂件之间形成静电场，当电压足够高时，旋杯（或极针）附近区域
在对涂料进行线状雾化的过程中，会在喷杯的喷口处形成许多液态的线 物质，这些液态物质又会通过线状分解或是喷射漆流的分解作用重新形成漆 粒。所形成的小漆粒又可以通过会聚形成大的漆滴。
在喷杯转速不断增加的情况下，一般的线状雾化转化为片层状或涡轮状 片式雾化，多片式雾化处理之后的漆粒不会有衰变，分布范围要比线状雾化 后的漆粒分布范围要宽的多。
静电电压的上升，漆粒的平均粒径反而有所下降，造成这种现象的 主
要原因，在于静电磁场的作用，导致漆粒表面张力有所降低。
表面张力是影响旋转式雾化喷涂效果的一个重要因素，因此在大 部分
性能参数恒定不变的情况下，表面张力的降低会直接导致漆粒直径 大小的
降低。
ESTA 喷涂原理
4. 漆粒的运行
4.1. 影响参数
旋杯结构
锯齿状 非锯齿状 边缘结构的变化 直径的变化
旋杯雾化曲线：
3. 涂料加压机制
ESTA 喷涂原理
•
直接加压
加压的电极即为旋杯的折角
•
间接加压
加压的电极呈环状围绕在喷杯杯体外侧
直接加压 与间接加压，“涂料雾化”和“高压” 这两个步骤实施的先后次序 有所不 同。如果设备采用的是间接加压，那么涂料必须先进行雾化，然后通过在电极上产 生 的静电高压使涂料带电。如果采用直接加压，那么涂料的雾化和加压过程都在喷杯 的 边缘位置上同步完成。
爆炸的不安全状态。
ห้องสมุดไป่ตู้
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
在静电磁场下，对漆粒有一个作用力，这个电场力的大小取决于电 场
强度与漆粒上的电荷量。
F =QE
E =V / S
这一作用力的方向同电力线的方向相同，会在一定程度上加快漆粒 的
运动速度。
电压的升高会使产生的离流子增加，同时也会加强静电场的电场力 ，
spectrum
液滴形成丝状体的光谱 图
Detachment of lamellas, broad
spectrum
簿片分离光谱
Droplet formation
with broad spectrum
液滴形成光谱图
Paint flow increases
from I to III
漆滴扩散的三幅图
雾化与杯速.
喷涂效果 -
1. 概述
ESTA 喷涂原理
回流 涂料输送装置 阀门
成形空气
电机气流 回流阀门
ESTA 喷涂原理
1. 概述
ESTA 静电喷涂的整个工艺可以划分为四大部分：
•
漆料的雾化
• 静电的加压
•
将雾化后的漆粒从雾化装置喷射到被涂物体，
•
成膜
ESTA 喷涂原理
1 旋转式喷杯喷涂示意图
• 漆液的机械雾化 • 静电加压使漆粒带电与静电雾化 • 将雾化的漆粒喷射到被涂物上 • 成膜
此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高,尤其是在折角、边缘部位的锐 角
处，会使得涂料的上漆率增加，从而导致此处涂层表面出现流挂、气泡 、
静电场的电力线分布
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
间接加压
和直接加压的原理不同，对漆粒进行外部间接加压和对漆粒进行雾化 处理，这
两个过程在时间和空间上有明显划分。
的空气 产生强烈电晕放电，并使静电场形成气体电离区域。
被雾化涂料在旋杯边缘或极针处接触带电，带电的漆滴经过气 体电离
区时再次带电，同时被分裂成更细小的带电液滴，并在电场力的作 用下向
正极的被涂件移动，最终涂覆在被涂件面上。
如果静电压过高或喷涂距离过小，旋杯（或极针）与被涂件之 间的空
气全部被击穿，此时即发生火花放电，将引起喷涂设备、有机溶剂 燃烧、
ESTA 自动喷涂原理
喷涂参数对于喷涂的作用和影响
油漆喷涂工艺 喷杯结构 涂料的量 成形空气的量
旋杯转速 喷涂距离 高压
喷涂参数
漆料的粘度 固体含量 溶剂类型数量 密度 表面张力 基料体系
.
漆料的物料性能
雾化效果
漆粒性能： 大小 速度 运行轨迹 漆粒喷出时的停留时间
色彩色调 流平性 面漆结构 膜厚
在对漆料进行外部加压的过程中，会在外部加压电极之间形成电离区，基于 离子的运动
性，它会和同性接地基质之间产生相互排斥作用，而和异性接地基质（车身）相 互吸引，这
样就形成了一股离子流，一些细小物质由于其本身体积较小，质量较轻，因而会 精确的沿着
电力线移动。
ESTA 喷涂原理
3. 涂料加压机制
静电电压与雾化
喷杯
喷射漆流
包覆效应 工件
ESTA 喷涂原理
2. 雾化工艺
2.1. 影响参数
雾化旨在扩大液体所能覆盖的表面积。雾化属于物理作用方面 的操作，
效果的评定主要取决于雾化后油漆覆盖面积的大小与涂装质量。 旋转式雾化装置，涂料首先被运送至喷杯内壁，然后借助旋转
所产生的 离心力将涂料传输至喷口位置，雾化过程仅仅是通过机械作用力（离
外部作用力：
•
质量惯性 （离心力）
•
电场产生的电力
•
重力 （质量产生的重力）
•
空气动力
- 成形空气
- 喷漆室内的空气流动（空气沉降速度）
ESTA 喷涂原理
4. 漆粒的运行 4.1. 影响参数
对漆膜的形成以及最终的喷涂效果产生一定影响，漆粒传递过程以 及旋杯
ESTA 喷涂原理
2. 雾化工艺
2.2. 旋转式喷杯的雾化原理
采用旋转式喷杯的雾化喷涂装置，可以根据喷涂条件进行调节
，以实现下
例各个离解机制:
•
漆滴雾化
• 线状分解
•
多片式雾化（片层状、涡流状）
Atomisation at the bell edge 在杯的杯刃处雾化状态
Formation of droplets from filaments, narrow