在一个典型的汽车工厂,钟形杯必须每三到四个月更换一次。因此,一个使用50个旋转钟形雾化器的汽车厂每年可能需要更换钟形雾化器的费用总计约为30万美元。先进的涂层技术可以延长钟形漆杯的使用寿命,并为旋转涂料雾化器用户节省大量成本。



设备投资通常不会在6个月内产生回报,直接节省的成本相当于初始支出的20倍以上。但这些都是福特汽车公司(Ford Motor Co.)为漆钟式雾化器设计的太空时代陶瓷涂层所取得的成果。

在过去的二十年里,油漆旋转钟形雾化器得到了改进,但钟形杯的磨损一直是一个挥之不去的技术问题。随着高固体金属涂料技术和云母片的引入,以实现更明亮的颜色和闪闪发光的反光表面,钟形杯的使用寿命进一步缩短。众所周知,在整个涂料行业,高色素和含铝的表面涂料对涂装设备极具侵略性。188BET竞彩

在一个典型的汽车工厂,钟形杯必须每三到四个月更换一次。因此,一个使用50个旋转钟形雾化器的汽车厂每年可能需要更换钟形雾化器的费用总计约为30万美元。此外,钟杯故障不可预测地发生,破坏了零件的油漆表面,造成每年150-200个零件的浪费。此外,更换钟形杯的过程会导致昂贵的生产停机时间。

关键的技术挑战是找到一种新的钟形杯涂层,既能延长钟形杯的使用寿命,又不会对旋转油漆雾化器的性能造成任何不利影响。

旋转油漆雾化器性能

旋转雾化器的设计,以最大限度地提高传输效率,其测量油漆的百分比,最终在工件上。涂料从钟的背面进入,转移到钟的内壁,在旋转钟杯的边缘被雾化之前被静电充电。涡轮驱动的钟的高速(以25000到60000转的速度旋转)将油漆颗粒化成精细均匀的喷雾。通常,钛钟形杯用于水性和粉末泥浆,铝用于透明涂层。

负电荷有助于将油漆吸引到接地或带正电荷的工件上。油漆颗粒的负静电荷的另一个影响是,它会导致进一步的雾化,因为带电粒子相互排斥,形成更细的喷雾云。

与静电喷枪相比,精细的静电喷雾的高传递效率可节省30%至40%的油漆,并且缩短了喷涂每个工件的周期时间。旋转雾化器也使压缩空气的使用减少20%以上。

此外,旋转雾化器的高传递效率确保了卓越的质量和一致的结果。由于减少了油漆消耗和降低了挥发性有机化合物(VOC)的排放,环境也受益。

陶瓷涂层保护钟杯,即使是今天最具磨蚀性的油漆。

太空时代的陶瓷解决方案

为了提高钟形杯的使用寿命,已经测试了许多摩擦学和表面涂层解决方案,但都取得了有限的成功。表面涂层迅速降解,降低了传递效率或损害了旋转雾化器的机械功能。

福特汽车公司旗下的福特全球涂料工程和福特科学研究实验室承担了寻找和测试一种低成本、耐用的表面涂层的挑战,这种涂层不会随着时间的推移而降解,不会降低整体传递效率,不会影响客户质量,也不会损害油漆设备的机械功能。

实验室研究了使用硅掺杂的非晶碳表面涂层,这是一种由福特申请专利的材料。由于具有接近金刚石的硬度和母材的导电性,这种材料被证明非常适合漆钟杯的应用。

摩根先进陶瓷公司的Diamonex产品部与福特实验室合作,改进了涂层和应用工艺。摩根先进陶瓷应用其专利等离子体化学气相沉积(CVD)工艺的材料,以实现一致的3微米厚涂层,不会干扰原设备的机械或静电功能。

大幅节省成本

硅掺杂非晶碳表面涂层的成功超出了所有人的预期,几乎无限期地延长了雾化器的使用寿命。福特公司至今仍在生产一个最初的钟形杯,它已经连续无故障地使用了五年多。即使使用当今最具磨蚀性的油漆,这种涂层也能保护钟形杯。

这一涂层大大减少了更换钟杯的开支。福特还记录了喷漆过程均匀性和车辆质量的直接改进(福特衡量的指标是FTT的增加,或“首次通过”,TGW的减少,或“出错的事情”),以及与喷漆钟形杯相关的维护成本的减少。

福特与摩根先进陶瓷公司合作,为原始设备制造商和旋转油漆雾化器用户提供陶瓷涂层。虽然这种涂层代表着稍高的初始投资,增加了15 - 25%的新钟杯成本,但它可以延长钟杯的寿命超过1000% -投资回报难以匹敌。


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