靜電噴漆 - 設計和工作原理

靜電噴漆器於 1941 年至 1944 年間由美國科學家和研究員 Harald Ransburg 首次獲得專利。在為他的發明申請專利之前和在為它的第一個版本申請專利之後，Ransburg 在實驗室進行了大量實驗，完善了他發明的靜電塗料應用方法。

因此，在 1951 年，發明人獲得了專利 US 2697411 的靜電噴塗裝置，成為現代工具的原型。同年，Harald 創立了 Ransburg 公司，至今仍從事靜電噴塗設備的生產和改進。

基本上，方法如下。油漆和清漆的液體材料像往常一樣用噴塗機噴塗，但有一個附加條件。當通過噴槍時，油漆與噴槍噴嘴附近的特殊電極接觸，帶電至高負電壓，其電平達到 100,000 伏。

離開噴嘴後，帶負電的油漆顆粒沖向場線方向 靜電場 到接地的油漆產品。即在噴槍和被塗裝產品之間施加高壓。

油漆的噴塗是在壓縮空氣的幫助下進行的，即氣動方法或無氣噴塗，加壓塗料通過噴嘴開口衝出。這是應用靜電塗料的兩種傳統噴塗模式。還有組合系統。

此外，從噴嘴飛出的帶等電荷的油漆粒子根據靜電定律相互排斥，自然而然地形成了一個漆炬。粒子火炬被靜電引力沖向接地部分，粒子沿著靜電場強度線移動，均勻地覆蓋該部分。這樣就沒有墨霧效應，油漆和清漆材料在產品上的轉移係數達到98%。

這種應用方法可以顯著節省油漆和清漆材料，並且通常可以顯著加快塗漆過程。以通常的方式繪製大型物體（例如管道）時，必須在繪畫過程中多次轉動它們，以使塗料均勻分佈在各個面上。

但是對於靜電應用，這已經是多餘的了，因為帶電的油漆顆粒會沿著電場線自行移動，從四面八方圍繞產品彎曲，用噴槍掃一遍就足以獲得必要的高質量結果。

靜電噴槍與傳統噴槍不同，但也有共同點。首先，進行塗料的通道原理是一樣的。不同之處在於在某些情況下存在用於給油漆和清漆材料充電的電極以及在其他情況下不存在的電極，其為系統提供必要的工作電壓的高電壓。

與通常的靜電噴槍不同的是，靜電噴槍的槍身不是由鋼材或鋁材製成，而是由包含導電部分和絕緣部分的複合塑料製成，從而最大限度地保護工人免受意外觸電。

靜電槍的高壓系統可以採用經典設計或級聯設計。經典方案包括通過電纜從電源（高壓變壓器）向槍提供高壓。這使得工具輕便且易於使用，因為外殼中沒有電子設備。

強制短路保護。這種噴霧更便宜，更容易修復。經典方案的缺點是電極電壓不穩定，霧化器上沒有開關。

級聯電路意味著存在內置於工具中的電壓轉換器（直接在霧化器中）。槍通過低壓電纜由 12 伏直流電供電，工具內的電壓現在升高到可接受的操作水平。

級聯電路的優點是不可否認的：電壓穩定，充電均勻，能夠調節工具電壓，手邊有開關。缺點是重量較大，價格較高。

靜電噴漆系統分為自動和手動。如上所述，這些和其他都可以是無氣的、組合的或氣動的。此外，自動的也是圓盤高速的，手動杯的是低速的。我們稍後再談。

在通常情況下，噴塗與傳統噴槍一樣 - 無氣、組合和氣動靜電噴塗機在初始​​階段工作，但由於靜電力的作用，它們提供了油漆經濟性和高轉移係數 - 高達 90% .

但是對於霧化器和圓盤，一切都略有不同：當圓盤或圓盤在霧化器上旋轉時，由於離心力而發生霧化。旋轉是通過壓縮空氣對杯或盤的作用產生的，並通過靜電作用施加。這實現了高達 98% 的油漆和清漆材料的轉移。

手持式低速杯式噴霧器的杯轉速僅為 600 轉/分，雖然它們可以提供 98% 的塗料轉移，但由於產量低，每次最多 200 毫升塗料，因此在大型工業廠房中應用並不廣泛。分鐘。

然而，在小型工業中，尤其是在給金屬網格塗漆時，手持式靜電噴塗機因其經濟高效而當之無愧地受到歡迎。

自動盤式高速噴漆機，壓縮空氣吹向噴槍周邊使其變窄，盤式轉速高達60,000 rpm，傳輸效率高（高達90%），生產率顯著提高。此類靜電噴塗機在工業上應用廣泛，例如噴塗車身部件、家用電器、家具等金屬結構等。

它有靜電塗裝方法和自己獨特的色調。首先，這是一項高壓工作。當然，轉移高達 98% 的材料的優勢非常重要，但這裡也有傳統的局限性。

油漆和清漆材料必須具有一定的最小電阻，以便在靠近高壓電極後能夠充分充電，否則顏色質量會下降，例如，搪瓷成分中存在金屬粉塵不會對顏色質量有最好的效果。

由於短路，用水稀釋的材料是危險的。同時，現代設備並沒有停滯不前，而是在不斷進步，這些局限性不再是繪畫不可逾越的障礙。

另外，應該說一下塗漆表面的特性。木材、塑料或橡膠等非導電材料不能簡單地塗漆，需要額外的準備工作。首先塗上導電底漆或將材料弄濕，然後靜電塗漆。

被繪物體的形狀也很重要。由於帶電並沿電場線移動的油漆顆粒主要朝產品帶電最多的區域沖向產品，因此不可能在空隙或凹陷處塗漆，因為它們中幾乎沒有電場. 法拉第籠效應會起作用。相反，尖銳的投影顏色最好，因為它們附近的電場強度最大。

但是，有一條出路。口袋和凹處可以塗漆，為此它們只需關閉高壓並像傳統的氣動或無氣噴槍一樣塗漆。所有這些細微差別都很重要。

靜電噴塗設備由以下部分組成：噴槍、高壓電源、各種用途的軟管（空氣和油漆）、電源線、接地線、泵、油箱。

開始工作前必須將裝置可靠接地。作為高壓源，可以使用電網和另一種能源，特別是用於在沒有傳統網絡的情況下裝置的自主操作的移動式氣動恆壓發生器。

值得注意的是，自 Ransburg 發明他的第一把靜電噴槍以來的幾十年裡，靜電噴塗技術不斷進步。即使在今天，靜電噴塗也當之無愧地取代了最經濟的油漆和清漆應用技術，實現了油漆向產品的最大轉移。

在這裡，廢物量被最小化，因此無論是在小規模生產還是在大型工業企業、工廠中，靜電噴漆如今都非常流行。