靜電噴涂的新概念

靜電噴涂的新概念

就在不久以前.，汽車制造業(yè)中車身的噴涂過程還是由兩部分組成

的。通常采用空氣噴槍噴涂車身的內(nèi)面和外面的第二道基漆，其他采

用靜電高速霧化器噴涂車身外面的其它層油漆。這種分離式的工藝有

很多缺點，一方面是空氣噴涂會造成大量不沾附噴涂物的損失，另一

方面由于整個噴涂過程應(yīng)用了多種設(shè)備和工藝，所以缺乏靈活性。此

后人們不斷地進行改進，逐漸所有的制造商對車身外面的第二道基漆

也采用了高效的靜電噴涂工藝。這個過程業(yè)內(nèi)稱為旋杯+旋杯噴涂，

是目前最先進的工藝。接著提出的問題就是靜電噴涂工藝是否也能應(yīng)

用于車身內(nèi)面的噴涂呢?答案基本是肯定的，但需要滿足兩個條件。

首先霧化器的結(jié)構(gòu)一定要緊湊，以保證能對車身內(nèi)表面的邊角部位進

行噴涂。第二是霧化器形成的漆霧扇面的寬度可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)

整。從理論上說，這樣的霧化器就既可用于車身外面的噴涂，也能用

于車身內(nèi)面的噴涂。

產(chǎn)品需求的目標有了，杜爾公司的開發(fā)工程師們就全力以赴，將

這些目標轉(zhuǎn)化成了現(xiàn)實。他們開發(fā)出了EcoBell2HD和HX兩種霧化

器，這類霧化器在旋杯周圍形成兩種相互獨立的成形空氣，能非常靈

活地調(diào)整漆霧扇面的寬度。但是，實現(xiàn)霧化器結(jié)構(gòu)的緊湊化卻是一個

更具挑戰(zhàn)性的要求，特別是在水性涂料的噴涂中。傳統(tǒng)的通過電極環(huán)

實現(xiàn)間接加電的結(jié)構(gòu)因為尺寸太大而不適用了而直接上電的形式電

壓隔斷又必不可少。為此人們開發(fā)和應(yīng)用了各種不同的系統(tǒng)，包括漆

罐筒系統(tǒng)，拱漆系統(tǒng)，利用安裝在噴涂機器人手臂上的涂料計量缸實

現(xiàn)的電壓隔斷系統(tǒng)。但是實踐證明，這些方案都不適合水性涂料噴涂

各方要求，或者效率太低，或者尺寸過大，或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價太高。

通過分析，只有外加電的方案才能做到不僅效率高，而且結(jié)構(gòu)簡單。

所以把這一原則應(yīng)用于內(nèi)噴涂成為開發(fā)新一代霧化器的出發(fā)點，這就

是EcoBell3霧化器產(chǎn)生的背景。

對于杜爾公司來說，這種新一代的霧化器不是簡單的EcoBell2

霧化器的一種新型號，而是一種全新的霧化器。EcoBell3霧化器不

但在效率方面遠遠超過了以往的各種霧化器，而且有很多優(yōu)點是逐步

才顯露出來的。這種霧化器不僅可以減少油漆換色的損失，縮短換色

的時間，而且能不斷滿足工藝發(fā)展的新要求。當然，最重要的優(yōu)點還

是因為采用了一種結(jié)構(gòu)緊湊的電極環(huán)，因此對內(nèi)噴涂和外噴涂都同樣

適用?？梢哉f，這種霧化器一方面實現(xiàn)了更強的性能和更大的工藝靈

活性，同時又降低了復(fù)雜程度

圖1:一種絕對新穎的產(chǎn)品-能用于內(nèi)噴涂的外加電高速霧化器。

這就是杜爾公司推出的新一代EcoBell3霧化器。

用戶采用EcoBell3霧化器的實際效果如何呢?有一個跑車制造

商是第一批采用這種霧化器的廠之一，該用戶實現(xiàn)了自己預(yù)期的需

求，將車身的內(nèi)噴涂和外噴涂綜合在一個工作區(qū)內(nèi)完成。由此帶來的

優(yōu)勢是相當明顯的，不僅大大縮短了生產(chǎn)線的長度，而且減少了涂裝

機器人的數(shù)量，從而節(jié)約了投資，降低了生產(chǎn)成本。在常規(guī)的涂裝車

間里，內(nèi)噴涂和外噴涂必須安排在不同的工作區(qū)，所有的機器人都將

滿負荷工作。如果采用了EcoBell3霧化器就能優(yōu)化工作量的分配，

實現(xiàn)任務(wù)分解的效果。這意味著如果有一臺機器人出現(xiàn)故障，周圍正

常工作的機器人可以代管它的工作。這樣一來，原先由人工操作的所

謂“替補工作區(qū)”也不需要了。所以還能進一步縮短生產(chǎn)線的長度，

降低生產(chǎn)成本。這可以說是：一個改進，多重效益。

圖2：EcoBell3霧化器用于外噴涂，性能優(yōu)異，操作簡單。

在未來的生產(chǎn)過程中，柔性制造的理念變得越來越重要。在涂裝

生產(chǎn)中，人們開始考慮把原來很不靈活的涂裝生產(chǎn)線分割成不同的工

作區(qū)，然后把這些工作區(qū)并行安排。這種所謂的“盒子方案”提供了

非常誘人的前景：只要兩個機器人就能完全涂裝一個車身。這里的

“完全涂裝”包括車身中涂漆、基漆和清漆的噴涂，外部和內(nèi)部的噴

涂。從工藝角度看，最新出現(xiàn)的3濕法噴涂工藝由于不需要中間干燥

過程，這種方案是可行的。EcoBell3霧化器的出現(xiàn)，使得這種方案

在應(yīng)用技術(shù)方面也成為了可能。這種方案最明顯的效果就是減少了油

漆換色的損失。此外，由于車身在不同噴涂過程之間不再需要運輸，

使得實際加工時間在整個加工周期中所占的比重加大了，提高了生產(chǎn)

效率。說到周期，傳統(tǒng)的一條涂裝生產(chǎn)線的加工周期往往是由最大的

車身決定的。而在“盒子方案”中就不同了，此時的周期分別取決于

每個“盒子”中噴涂車身的大小和相應(yīng)的加工過程。這樣就能增加整

個系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，從而減少單位成本。最后，還有一個現(xiàn)在越來越

突出的優(yōu)點必須提及，這就是企業(yè)生產(chǎn)能力的靈活性。按照這一方案,

企業(yè)在生產(chǎn)過程中增加“盒子”，就能很方便地增加生產(chǎn)能力。當然,

如果生產(chǎn)任務(wù)減少了，就可以關(guān)閉一些“盒子”。

圖3：EcoBell3的應(yīng)用能使生產(chǎn)布局變得非常靈活,

這已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，即所謂的“盒子方案”。

可能一個車身的噴涂過程只需要兩臺機器人就能完成，

加工周期則取決于車身的大小、工藝要求和噴涂的范

圍。啟用或關(guān)閉一些“盒子”就能靈活地改變生產(chǎn)能力。

現(xiàn)在我們還是回到現(xiàn)實。EcoBell3霧化器的重要應(yīng)用之一就是

汽車保險杠和各種塑料零部件的噴涂。從工藝的角度分析，保險杠綜

合了內(nèi)噴涂和外噴涂兩種噴涂過程，而塑料零部件往往要求大面積的

表面與形狀復(fù)雜的細部表面達到同樣的噴涂效果。此外，在實際噴涂

過程中，不同零部件被置于一掛運輸裝備中，不僅相互排列得很緊密,

而且用于噴涂每個零件的時間還非常短,這就進一步增加了噴涂的難

度。如何才能更好地應(yīng)對這些困難呢?我們必須找到一種緊湊、高效

的霧化器，既能非常靈活地調(diào)整漆霧的形狀和大小，又能不間斷地連

續(xù)工作。EcoBell3霧化器就能不折不扣地滿足所有這些要求。

下面我們簡單介紹一下噴涂機器人系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括了機器人

本體和一套集成的應(yīng)用技術(shù)，“集成”兩字在這里是恰如其分的。該

系統(tǒng)采用EcoBell3霧化器，沒有額外的閥門和箱柜，EcoLCC新型線

型油漆換色裝置和精小型計量泵都安裝在修長的機械臂里，因此能非

常理想地進入噴涂位置。如前所述，這種設(shè)計能滿足各種不同噴涂工

作的要求。整個系統(tǒng)最突出的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊簡單、上漆效率高、換