涂料涂裝是具有悠久歷史的傳統(tǒng)工藝。隨著科學技術(shù)的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，傳統(tǒng)的涂裝工藝已不能滿足現(xiàn)代社會的要求。市場對涂裝的需求上升，質(zhì)量要求更高，各種涂裝新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)（如靜電涂裝、電泳涂裝等），逐步成為現(xiàn)代實用工業(yè)技術(shù)。無論是從提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的角度，還是從節(jié)省涂料和減少環(huán)境污染等角度，高速旋杯式靜電噴涂工藝已成為現(xiàn)代汽車車身涂裝的主要手段之一，并且被廣泛地應用于其它工業(yè)領(lǐng)域。其中高速旋杯式靜電噴槍已成為應用廣的工業(yè)涂裝設備。它是將被涂工件接地作為陽極，靜電噴槍（旋杯）接上負高壓電（-50～-120kV）為陰極，旋杯采用空氣透平驅(qū)動，空載時轉(zhuǎn)速可達25000r/min，帶負荷工作時可達30000～60000r/min。當涂料被送到高速旋轉(zhuǎn)的旋杯上時，由于旋杯旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生離心作用，涂料在旋杯內(nèi)表面伸展成為薄膜，并獲得巨大的加速度向旋杯邊緣運動，在離心力及強電場的雙重作用下破碎為極細的且?guī)щ姷撵F滴，向極性相反的被涂工件運動，沉積于被涂工件表面，形成均勻、平整、光滑、豐滿的涂膜。
2旋杯原理
2.1離心霧化機理
在離心力的作用下由旋杯甩出的液流受2種力的作用而分散成霧滴：種力是由氣-液間相對運動時產(chǎn)生的摩擦力，稱為速度霧化；第二種力是旋杯旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的巨大離心力，在離心力的作用下加速分裂霧化，稱為離心霧化。液體的離心霧化機理分為3類：直接分裂為霧滴、液絲分裂成霧滴、膜狀分裂成霧滴。
2.2靜電霧化機理
在靜電噴涂時，受到高壓靜電場的作用，涂料液滴分裂成細小的微粒，這一現(xiàn)象稱為靜電霧化。靜電噴涂中的高壓是通過高頻靜電發(fā)生裝置產(chǎn)生的，它的負極接噴槍的槍頭，正極接到被涂工件上并接地。噴槍頭與工件之間形成一個強的靜電場。
當靜電場強度足夠大時，使噴槍頭銳邊的電子逸出飛向工件，在高壓電場的作用下，電子動能大，高速撞擊空氣分子，使空氣分子電離，所產(chǎn)生的電子和正離子被電場加速，又分別向兩極運動再撞擊其它空氣分子，使其電離，從而形成一個電子雪崩過程，出現(xiàn)空氣電離放電形象，在黑暗環(huán)境下可見到霧狀暈圈，即所謂的電暈現(xiàn)象。
使用旋杯的涂裝效果：
�、殴�(jié)省人力。旋杯投入運行后,可節(jié)省大量的人力,中涂噴涂線基本上可實現(xiàn)無人操作。面漆噴涂線只需安排底色漆和清漆的內(nèi)表面噴涂人員即可。
⑵厚度均勻,質(zhì)量穩(wěn)定。旋杯對改善車身的外觀裝飾性是明顯的。
⑶節(jié)省涂料。手工空氣噴涂的涂料利用率在30%～40%，而旋杯的噴涂利用率一般在80%以上。以中涂漆為例，手工操作一輛車消耗涂料為1.8kg，而旋杯噴涂單車消耗為1.2kg，每車可節(jié)省30%的涂料。
3我國汽車旋杯涂裝現(xiàn)狀
近20年，我國汽車工業(yè)迅速發(fā)展，自1992年汽車產(chǎn)量突破100萬輛之后，一直保持著較高的增長速度，并重點發(fā)展轎車生產(chǎn)，大規(guī)模引進國際先進技術(shù)，興建了包括上海大眾在內(nèi)的一批現(xiàn)代化轎車生產(chǎn)基地。我國汽車工業(yè)中以涂裝技術(shù)為主的表面工程技術(shù)已接近或達到當前國際先進水平。需特別指出的是，中涂和面涂是車身涂裝中為重要的環(huán)節(jié)，它將直接影響汽車的裝飾性、耐候性和外觀。其涂料品種和涂裝技術(shù)也是汽車涂裝工藝中發(fā)展快的，歷來受汽車廠家的重視。中涂和面涂普遍采用高速旋杯自動靜電噴涂機（ESTA），以提高漆膜外觀質(zhì)量和涂料利用率。自上海大眾引進條采用高速旋杯自動靜電噴涂機生產(chǎn)線以來，一汽大眾、上海通用、東風神龍、廣州本田、北京現(xiàn)代等公司都采用了高速旋杯自動靜電噴涂機，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前共有70多套高速旋杯自動靜電噴涂機服役于汽車涂裝線。目前國內(nèi)轎車涂裝線高速旋杯式自動靜電噴涂機成套設備技術(shù)主要由DUERR、ABB、SAMES、ESSENMANN、大氣社等國際知名設備制造商提供。在不斷的生產(chǎn)實踐中，不斷進行控制技術(shù)的自主更新，目前較多采用西門子SIMATIC先進的控制技術(shù)，并加以優(yōu)化整合，同時對靜電噴涂機的控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和人機界面監(jiān)控系統(tǒng)也進行更新改造。
4靜電旋杯化噴涂工藝
為了使汽車的顏色更加豐富多彩，幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家在確定面漆的涂裝工藝時都不約而同地選擇了靜電旋杯霧化加空氣霧化噴涂的兩段金屬珠光漆噴涂工藝，利用靜電旋杯霧化噴涂的高上漆率提供一層起到遮蓋作用的色漆涂層（一般占色漆總膜厚的60%～80%），利用第二道空氣霧化噴涂（占色漆總膜厚的40%～20%）提供體現(xiàn)優(yōu)秀效應顏料的色彩。
4.1靜電旋杯化噴涂工位介紹
先進的旋杯噴涂系統(tǒng)，其配套的設備及排布合理性也至關(guān)重要。
面漆涂裝線工藝流程
為保證旋杯設備在要求的條件下工作，整個中涂面漆噴涂生產(chǎn)線裝備了恒溫恒濕空調(diào)機組，使溫度及濕度常年穩(wěn)定在（25±2）℃和50%～70%，手工噴涂區(qū)風速為0.40～0.50m/s，旋杯噴涂區(qū)為0.35～0.40m/s。另外，各區(qū)之間設有隔離間，避免串色。
4.2靜電旋杯化噴涂參數(shù)介紹
隨著靜電旋杯化噴涂越來越被熟悉，設備參數(shù)的變化以及相應的效果變化點。
�、判D(zhuǎn)速
隨著旋杯轉(zhuǎn)速的增大，漆膜變��；反之，旋杯轉(zhuǎn)速減小，漆膜變厚。特別要注意的是，這方面的厚薄都是相對的，主要體現(xiàn)在金屬閃光漆的涂裝上。旋杯的轉(zhuǎn)速增大，霧化效果增強，漆霧越細膩。一般，金屬閃光漆所要求的旋杯轉(zhuǎn)速在30000～35000r/min；實色漆所要求的旋杯轉(zhuǎn)速在350000～600000r/min。
⑵流量
隨流量的增大，出漆量增大，漆膜增厚；反之隨流量的減小，出漆量減小，漆膜減薄。
⑶空氣壓力
在大型涂裝線上，一般都使用大型的循環(huán)供漆系統(tǒng)，而旋杯涂裝也和空氣噴槍一樣，都需要相配套的壓力。一般壓力控制在0.2～0.4MPa。
�、葮尵�
根據(jù)不同廠家的要求，槍距也各有不同，一般為200～300cm。
�、沙尚涂諝�
成型空氣壓力越高，噴幅越小；反之壓力越小，噴幅越大。在相同流量的條件下，成型空氣的大小直接影響漆膜的疊加率，從表現(xiàn)上看就是漆膜的薄厚。
4.3靜電旋杯噴涂金屬閃光漆常見問題及解決建議
國內(nèi)大型涂裝線雖然全面使用大型機器人旋杯噴涂，但因為各方面條件的制約，經(jīng)常出現(xiàn)涂裝問題。靜電旋杯化噴涂工藝噴涂金屬珠光漆，在涂裝工件表面時常會出現(xiàn)各種各樣的問題。
下面簡單介紹在金屬漆涂裝中對常見問題采取的一些措施。
�、蓬w粒問題
顆粒大致有2種形態(tài)：珠光顆粒和干燥的大漆點。2種顆粒形成的原因基本相同：稀料揮發(fā)太快，電阻值過高�？梢詮囊韵聨追矫鎭斫鉀Q。首先，從工藝的角度，降低旋杯的轉(zhuǎn)速，調(diào)慢空氣循環(huán)的速率，以及控制施工環(huán)境的溫度和濕度在較適合的范圍內(nèi)，使其甩出的漆霧不至于太干，不會在空氣中就基本干燥；其次，從涂料的角度，用揮發(fā)較慢的稀料，降低電阻，使旋杯在靜電吸附作用下涂料的吸附量減少，從而減少旋杯上漆點的甩出幾率。
�、旗F影
霧影使得罩完光后的漆膜外觀不夠亮麗、美觀，看上去有一層薄霧。造成這個問題的主要原因是施工時的濕度太高，雖然沒有的數(shù)值來規(guī)定施工時的濕度，但50%～70%的濕度為合適。超過75%，霧影出現(xiàn)的幾率就會大大增強。一旦出現(xiàn)這種情況，不妨降低濕度。
�、卿X粉在工件表面結(jié)塊
一般正常情況下，靜電旋杯化噴涂都設有循環(huán)供漆系統(tǒng)，并且都帶有過濾裝置，那么為什么還會出現(xiàn)鋁粉在工件表面結(jié)塊的現(xiàn)象呢？這可能是因為鋁粉長期撞擊旋杯杯頭的邊緣，造成了邊緣翻邊，以及旋杯導液槽堵塞，鋁粉堆積后出漆不均勻所造成的。主要的解決方法就是定期拆下杯頭清洗，定期更換旋杯杯頭。隨著生產(chǎn)噴涂設備廠家的技術(shù)進步（旋杯霧化器結(jié)構(gòu)及其技術(shù)的改進），靜電旋杯霧化噴涂在表現(xiàn)金屬珠光漆的多彩顏色方面得到了大的改善，采用靜電旋杯霧化噴涂金屬珠光漆的工藝正在迅速被汽車整車生產(chǎn)廠家所采用。
對于噴涂金屬珠光漆的靜電旋杯，要及時清洗。旋杯的杯頭有多細槽，容易堆積珠光和鋁粉顆粒，造成旋杯的過度磨損和漆霧霧化不正常。對于噴涂金屬珠光漆的靜電旋杯，要做到一噴一洗。
4.4維護保養(yǎng)工作中應注意的問題
旋杯噴涂機技術(shù)含量高，使用條件較為苛刻，這就對維修保養(yǎng)工作提出了高的要求。在檢修過程中，要求綜合考慮各方面的因素，對故障作出正確的判斷和處理。檢查、潤滑都要到位，及時發(fā)現(xiàn)使用中存在的問題并及時解決；做好檢修記錄，變搶修為計劃檢修、預防性檢修；變上班修理為班前檢查、班后修理，保證下個班次的設備狀態(tài)良好。旋杯噴涂重要的部分是旋杯霧化器，其核心是空氣馬達，噴杯與渦輪機好配對使用，不宜隨便更換，這樣可以延長空氣馬達的壽命�？諝怦R達是經(jīng)過動平衡調(diào)整的，一旦發(fā)現(xiàn)動平衡不好的空氣馬達，必須立即停止使用并進行修理。高壓靜電發(fā)生器一般不需特別維護。但高壓電纜由于經(jīng)常彎折運動，較易損壞，使噴涂中環(huán)抱效應差。所以，應定期用專用測壓槍測量噴杯頭部的靜電電壓，并與設定值比較。如設定值為90kV，而測量值為10～20kV，則可以肯定是電纜出現(xiàn)了問題，必須及時更換。清理清潔工作是維護保養(yǎng)工作的一個重要組成部分。班前、班中和班后都要及時運行清洗程序并用適量的涂料用溶劑擦拭設備，特別是旋杯霧化器、整形空氣帽、噴房內(nèi)墻壁等，杜絕臟物、涂料顆粒影響噴涂質(zhì)量。噴涂作業(yè)本身就帶有一定的不安全因素，靜電噴涂更具有其特殊性。除靜電高壓部分要求絕緣外，其它部分如設備外殼，都應良好接地，并定期檢查。要高度重視安全生產(chǎn)，制定嚴格的安全操作規(guī)程：嚴禁無關(guān)人員進入靜電區(qū)域；維修工必須穿戴導電鞋；斷電后方可操作等。
5結(jié)語
旋杯霧化分為離心霧化和靜電霧化，兩者相互作用，可達到佳涂裝效果。旋杯噴涂在汽車涂裝中的應用，已有多年。其中機器人以ABB為代表，旋杯以SAMES為代表。旋杯涂裝節(jié)省人力、厚度均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)省涂料。
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