文档介绍：江苏大学硕} 学位论文
第三章喷枪优化轨迹设计
序言
对于诸如汽车、电器及家具等产品,其表面的喷漆效果对质量有相当大的影
响。产品表面的色泽一定程度上取决于涂层厚度。涂层应有足够的厚度以遮盖底
漆或工件表面本身所共有的原始色泽。如果表面上的涂层厚度不能保持一致,产
品表面会产生溶剂的凸起引起表面不光洁。一方面,涂层过厚的地方在使用过程
中会有鞍裂倾向; 另一方面会导致油漆的浪费,因此应该尽量减少工件表面涂层
厚度的差异,同时,当需要喷涂成千上万的产品时,减少每一个工件表面的油漆
量,从经济角度而言,潜在的利润相当大(特别是汽车,飞机等大型产品)。
工业生产中一般使用喷枪来喷涂产品。涂层质量的好坏不仅与周围环境(如
环境温度、大气压强以及相对湿度) 有关,而且与喷漆过程中喷枪本身的技术参
数(如喷嘴、漆针、漆容器的压力、喷射压力、喷枪针状阀的位置等基本设置以
及油漆粘度) 和工件表面几何形状、喷枪路径、喷射距离以及喷涂速度也密切相
关。因而鉴于以上种种因素,要获得高质量的喷涂效果是很不容易的。
在通常的喷漆过程中,油漆必须经过雾化处理后,才‘能喷到工件的表面。一
般的油漆是指用以混合不同的成分得到的液体。这些成分包括溶剂、颜料、混合
剂以及能使其变厚变干变稳定的添加物。当油漆由喷枪的喷嘴中喷出以后,一些
稀释剂和固体从喷漆圆锥中蒸发,而且由于超范围喷涂一些稀释剂和固体将会流
失。随着溶剂的挥发,液态的油漆会变得愈来愈粘,当所有的溶剂都挥发完时,
油漆就变成了固体。由于雾化后的油漆微滴的表面积相对于其体积的比率较高,
因而在其经空气由喷枪喷射到工件表面的过程中,相当一部分溶剂从油漆微滴中
直接挥发出去,也即当油漆微滴碰到工件表面时,其粘度要比刚被雾化时大得多。
这种粘度的增加有助于防止滑漆和喷漆流塌现象的发生[35 ],然而如果失去太多
的溶剂,那么当油漆微滴到达工件表面时,就会由于太干燥而不能流到一起形成
均匀的涂层。另一方面,如果表面涂层中含有太多的溶剂,那么随着油漆逐渐变
干,很可能会发生溶剂起泡现象,则工件表面上会产生溶剂的凸起以至于表面的
不光洁。因此要想获得高质量的喷涂效果,溶剂浓度的控制和类烈的选择是很重
要的因素。
由于喷漆系统中各参数间的相互影响复杂,因而即使自动化程度很高的喷漆
万方数据
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系统(如汽车工业中的喷漆系统) 也都是根据经验来设计和改进的[30] 。常规的
操作是对这些喷漆设备初始设定一些参数(如大气压力、喷射压力、溶剂浓度和
所需的静电电压),这可以通过实验的方法来获得。评审专家根据测试板上的油
漆涂覆效果作出客观评价,获得效果最好的参数设定点作为当天生产线的质量标
准。由于人为对喷漆质量作出长期判断的能力要受到当时情绪、疲劳程度及其它
因素的影响,所以许多厂家已采用光学、图像传感设备和信号处理技术来自动检
验产品[36,371。
喷有彩色油漆的工件表面其色泽一定程度上取决于油漆的厚度,即漆膜厚
度。漆膜应该具有足够的厚度以遮盖底漆或工件表面本身所具有的原始色泽。若
要使工件表面色泽均匀,那么工件表面上的每一点都必须获得具有足够的油漆厚
度,并且其厚度一定要一致。如果表面上的漆膜厚度未能保持一致的话,一方面
会导致油漆的浪费,另一方面,漆膜过厚的地方在使用过程中会有鞍裂的倾向
圈。因此应该尽量减少工件表面上每一点间的漆膜厚度差异。这不仅使工件能
够拥有更好的表面光泽,而且也能够提高工件的结构整体性,同时当要喷涂成千
上万的产品时,减少每一个工件表面的油漆量,从经济角度而言,也是至关重要
的,潜在的利润相当大,特别是对于汽车等大型产品。
产品的期望喷涂效果与其用途和特性也有着很大的关系。例如,在喷涂冰箱
门时通常希望涂装出橘子皮纹状的效果来以便隐藏手指印,然而这类喷涂效果对
于汽车涂装业却并不实用。参考文献【38抒叮39] 列出了美国电器和汽车工业中常
用涂料的化学成分和属性。因此,被选喷漆类型及其特性必须与使用目的相符合。
例如,如果希望得到光洁的涂层表面效果,可以选择易雾化的树脂型涂料,因其
雾滴能够很好地融合为一体形成均匀一致的涂层,从而提高了喷漆效率。另外,
随着人们愈来愈重视环境保护和劳动保护,喷涂作业中溶剂类型的选择也引起各
国政府和环保部门的高度重视。例如,自从美国 1970 年签署《清洁空气法案》
以来,美国环境保护机构(E队) 已颁布了许多周边空气质量标准。在过去 30
年 EPA 规定的许多空气质量指标中,其中之一为空气中碳氢与光化