Порошковая окраска.Эффект клетки Фарадея

Давайте посмотрим, что происходит в пространстве между окрасочным пистолетом и деталью во время электростатического нанесения порошковой краски. Высокочастотный потенциал, нанесенный на наконечник зарядного электрода  окрасочного пистолета, создает электрическое поле между пистолетом и заземленной деталью. Это приводит к коронной разрядке. Большое количество свободных ионов, производимых коронной разрядкой, заполняет пространство между пистолетом и деталью. Некоторые из ионов притягиваются порошковыми частицами, в результате чего частицы заряжаются. Однако множество ионов остается свободными и продвигаются вдоль линий электрического поля к заземленной металлической детали, смешиваясь с порошковыми частицами, приводимые в движение струей воздуха.

Как указывалось выше, облако заряженных порошковых частиц и свободных ионов, созданное в пространстве между пистолетом и деталью, обладает некоторым кумулятивным потенциалом, который называется пространственный заряд. Подобно облаку во время грозы, создаваемого электрическое поле между собой и землей (что в конечном счете приводит к вспышкам молнии), облако из заряженных порошковых частиц и свободных ионов создает электрическое поле между ним самим и заземленной деталью. Поэтому при стандартной системе зарядки коронного типа электрическое поле, находясь в непосредственной близости к поверхности детали, дополняется полями, созданными зарядным электродом пистолета и пространственным зарядом. Комбинация двух этих зарядов облегчает осаждение порошка на заземленной подложке, что дает высокую эффективность трансфера.

Положительные эффекты мощных электрических полей, созданных системами коронной зарядки, особенно важны при окраске деталей с большими плоскими поверхностями при высоких конвейерных скоростях. К сожалению, более мощные электрические поля систем коронной зарядки в некоторых случаях могут иметь и отрицательные последствия. Например, при окраске деталей, имеющих глубокие выемки и каналы, возникает эффект клетки Фарадея.

Если на поверхности детали имеется выемка или канал, электрическое поле будет проходит по пути наиболее низкого удельного сопротивления по отношению к земле (т. е. по краям этой выемки). Поэтому в большинстве случаев электрическое поле (и от пистолета, и пространственной заряда) будет концентрироваться на границах выемки или канала, осаждение порошка в этих местах будет значительно ухудшено, а слой краски образуется слишком быстро.

К сожалению, этот процесс будут сопровождать два негативных последствия. Во-первых,  у меньшего количества частиц будет шанс проникнуть внутрь этой выемки, так как электрическое поле будет продвигать порошковые частицы исключительно к краям клетки Фарадея. Во-вторых, свободные ионы, вырабатываемые коронным разрядом, будут продвигаться по силовым линиям к краям, быстро заполнять существующий слой избыточным зарядом, что приведет к очень быстрому развитию обратной ионизации.

Ранее уже замечалось, что для того, чтобы порошковые частицы смогли преодолеть силы аэродинамики и гравитации и осесть на подложке, необходимо достаточно мощное электрическое поле. Ни поле, созданное электродом пистолета, ни поле пространственного заряда между пистолетом и деталью не могут проникнуть внутрь клетки Фарадея. Поэтому единственную возможность осуществлять окраску в труднодоступных местах дает поле, сформированное пространственным зарядом порошковых частиц, доставляемых внутрь выемки струей воздуха.

Если выемка или канал очень узкие, обратная ионизация, тут же возникшая на их краях, создаст положительные ионы, которые уменьшат заряд порошковых частиц, пытаясь пройти между краями клетки Фарадея, чтобы попасть внутрь канала. Как только им это удается, даже если мы продолжаем распыление порошка в канале, кумулятивного пространственного заряда порошковых частиц, доставленных внутрь канала струей воздуха, будет не достаточно для создания мощного электрического поля, способного преодолеть турбулентность воздуха и притягивать порошок.

Поэтому конфигурация электрического поля и его концентрация по краям решеток Фарадея – не единственная проблема, возникающая при окраске труднодоступных мест. Если бы это было так, нужно было бы всего лишь распылять порошок в труднодоступных местах в течение более длительного периода. Мы могли бы ожидать, что как только края будут покрыты толстым слоем порошка, другие частицы не смогут там отложиться, и единственное место, куда смог бы направляться порошок, было бы внутри выемок. К сожалению, так не происходит из-за обратной ионизации. Существует множество примеров, когда площади с эффектом клетки Фарадея не могут быть окрашены независимо от того, как долго проводится распыление. В некоторых случаях это происходит из-за геометрии выемки и проблем с турбулентностью воздуха, но часто причиной является обратная ионизация.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК В  БЕЛАРУСИ
+375296151445
+375291350959