布拉德·鲁珀特
越来越多的涂层系统正在从液体转换为粉末,制造商首次选择将涂层操作引入内部。伴随着这一趋势,制造商正在寻求自动化解决方案以添加到他们的精加工操作中。所有这些都牢记相同的三个主要目标:降低成本(粉末消耗)、提高质量和增加产量。尽管该行业在帮助公司取得成功方面做得很好,但大多数人选择不投资最佳环境室来减少影响其系统的湿度和温度变量。此外,公司正在努力留住经验丰富的团队,这些团队知道如何调整其系统以克服日常变量。这使得维持当前的运营水平变得困难,更不用说改进其中任何一个了。
但如果这些变量是可以控制的呢?
控制变量从了解电阻率开始
首过传输效率 (FTE) 受电阻率的影响,电阻率代表粉末颗粒中电压衰减的变化率。为了提高 FTE,我们必须了解粉末系统中的哪些变量会影响电阻率的变化。
影响电阻率的两个主要因素是相对湿度和温度。相对湿度和温度越低,电阻率越高,电压衰减的变化速度越慢。粉末颗粒可以保持的电阻率越高,其传输效率就越高。让我们仔细看看如何将技术应用于任何现有的涂层系统来控制湿度和温度。
由 Eurosider sas 申请专利的 Polifluid 技术可过滤标准压缩车间空气,仅留下氮气(图 1)。氮气是一种不含水分的惰性气体。当在粉末应用中仅使用氮气时,可以消除湿度。
然后,Polifluid 专利技术对无湿氮气进行超冷,从而在整个粉末系统中形成恒定温度。以这种方式使用氮气可以有效减少影响电阻率的两个最大变量:湿度和温度。该系统还对氮气进行电离,以稳定基材的静电荷。当电离、冷冻、无湿气的氮气被引入粉末系统时,它会改善从流化床到离开喷枪的电晕的一切。这会产生更好的 FTE,并在零件上提供一致的薄膜构建(图 2)。
氮气可节省高达 30% 的粉末成本
除了更高的生产率和更一致的光洁度之外,氮气对于使用粉末进行精加工的制造商来说还有很多好处。最容易测量的是粉末用量的减少。根据制造商的变量,这可能意味着粉末消耗量减少多达 30%。
由于减少了复涂的可能性,由于排放速度的降低而实现了效率,这防止了粉末在应用设备内部堆积,并减少了喷嘴和软管的磨损。制造商还将减少过度喷涂和喷房污染,从而减少清理劳动力。
实验室试验验证 Polifluid 与压缩空气的性能
以下是在 LestaUSA 测试实验室使用 Polifluid 与文丘里粉末涂层系统和 Lesta 自学习机器人进行的测试结果。该机器人用于创建完全相同的粉末枪路径、距离和速度。这确保了系统中的载气是唯一发生变化的变量。
程序1
使用供给压缩空气的文丘里粉末泵对10 ga的粉末进行粉末涂覆。钢板悬挂在传送带上,传送带速度为每分钟 8 英尺。该面板由 Lesta MV6 机器人使用实验室技术人员创建的程序进行涂层。调整设置直至所得粉末覆盖范围均匀为 5 密耳(127 微米)。这些设置被记录下来,并使用这些设置对三个面板进行涂层,以确保可重复性。
程序 1
用于实现所需 5 密耳的记录数据设置包括:
• 电压:100kv
• 特性斜率:陡峭
• 粉末量:80%
• 电晕电流:120 微安
• 总风量:3.25 立方米/小时
程序 2
使用程序 1 中的设置,将真空过滤袋(具有已知皮重)固定到施加器的末端,捕获 60 秒的循环时间,并使用数字秤对样品进行称重,精确到克。记录结果以供以后比较。
程序 2 记录数据
在从 60 秒触发收集的样本中,一个设置周期产生的总重量为 206 克。减去皮重18克后,记录净重188克。
程序 3
然后通过 Polifluid 技术将相同的粉末喷涂系统连接到下游。将系统吹扫 180 秒,以确保冷却的电离氮气到达施放器。然后通过运行程序 1 中使用的相同程序和设置来涂覆另一块面板,这导致面板上沉积了超过 7 密耳(178 微米)的未固化粉末。然后调整设置直至达到所需的 5 密耳。然后,这些新设置在三个面板上运行,以确保可重复性。
程序 3
用于实现所需 5 密耳(127 微米)的记录数据设置如下:
• 电压:100kv
• 特性斜率:陡峭
• 粉末量:70%
• 电晕电流:120 微安
• 总空气量:2.85 立方米/小时
程序 4
使用程序 3 中的设置,将真空过滤袋(具有已知皮重)固定到施用器的末端,并使用数字秤捕获 60 秒的循环时间并称重至最接近的克数。记录结果以与程序 2 中的结果进行比较。
程序4 记录的数据
在从60秒触发收集的样本中,上述设置的一个周期的总重量为162克。减去皮重18克后,记录净重144克。
结果与结论
压缩空气系统的样品重量为 188 克,而氮气系统的样品重量为 144 克。这表明施涂器每分钟施涂的粉末减少了 30.5%(图 3)。程序 3 中使用的文丘里控制器上的总空气量和粉末量设置值的减少也存在相关性,以在面板上实现 5 密耳涂层。
总之,该测试表明压缩空气和冷冻电离氮气之间的粉末使用量明显减少。还观察到,与 Polifluid 一起使用的设置产生了外观更轻的云,但事实证明,施加到零件上的粉末的测量厚度是相同的。
来自真实公司的真正投资回报
SAFTCART — 行业领先的气瓶推车、笼子和托盘制造商,SAFTCART 的粉末生产线在添加 Polifluid 之前由一个喷漆室中的三台手动粉末喷涂机和一台手动液体后修补站组成,在添加 Polifluid 之前使用固化以绘制始终未完全涂覆的紧密角落。 Polifluid 技术提高了 FTE,减少了法拉第效应,完全消除了劳动密集型的手动液体后修补站。 “这项技术可以在所有表面和角落提供均匀的涂层,并将我们的粉末消耗量减少 20% 以上,”SAFTCART 总裁吉米·沃克 (Jimmy Walker) 说道。
Engineered Fluids, Inc. — EFI 将 Polifluid 添加到其泵送、计量和控制系统的制造过程中,粉末减少了 33%,同时产能提高了 40%。他们还发现,由于更多的粉末粘附在零件上而不是掉落到地板上,因此清洁时间大大缩短。
一家一级建筑设备制造商— 该公司希望提高 60 多台涂布机的 FTE 和一致性,以帮助解决质量问题并减少学习曲线,而学习曲线每年会花费数十万美元的返工费用。他们安装的设备为系统中的所有料斗和喷枪供料。返工率大幅下降,首次合格率 (FPY) 提高。他们还通过自动往复机和自学习机器人补漆提高了 FTE 并减少了粉末使用量。
氮气可以控制变量并提高产量
每家拥有粉末涂装系统的公司都希望减少粉末消耗、提高质量并提高产量。大多数系统都会受到许多变量的影响,导致一致性和改进很难实现。成功之路始于控制已知变量。
受控实验室测试和实际公司应用表明,使用纯氮气代替标准压缩空气可提高机器人、自动和手动粉末系统的电阻率和 FTE,从而增加粉末节省量,使零件上的涂层更加一致,并提高生产潜力。