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時間：2022/4/1 瀏覽次數：
采用傳統溶劑性涂料的機器人靜電噴涂為內部充電方式，其涂料利用率可達90%以上。采用水性涂料外部充電方式的機器人靜電噴涂，其涂料利用率約為60%，且因為靜電爪外伸造成污染較大，無法實施帶電內噴(車身內表面噴涂)。
為控制涂裝固定污染源大氣污染物的排放，保障人體健康、保護生態環境并改善空氣質量，國內外各大汽車企業已普遍采用水性涂料，尤其是在新建的涂裝生產線中。
如今，水性涂料內部充電技術不斷成熟，涂料利用率可達到70%，已經有實際使用案例，并可實現靜電內噴。目前，ABB、SAMES、FANUC、HONDA EG和川崎等幾家主流機器人廠家投入了大量精力研究水性涂料內部充電方式。
一、靜電噴涂的原理
靜電噴涂是使涂料帶上負電荷，并讓被涂物接地。當帶有負高電壓的涂料被噴向被涂物時，由于靜電感應，被涂物表面產生正電荷，于是在涂裝機器與被涂物之間形成一條條噴涂的軌跡。在靜電引力的作用下，涂料附著于被涂物表面，而負電荷通過接地放電。
靜電噴涂的主要優點是靜電引力可以提高涂著效率。但需注意的是，專用的機器/噴槍需要采用專用的安全結構和安全措施。
水性涂料的靜電噴涂及絕緣方法
1. 水性涂料的靜電噴涂
溶劑涂料的電阻值大(通常為0.4～4MΩ)，基本上不通電，因此不需要絕緣等特別手段就能在旋杯和噴槍內增加高電壓，溶劑涂料在傳統的靜電涂裝中成立。
水性涂料具有電阻小、通電性良好的特性。通過高壓發生器增加(+)的電荷，并通過設備(機器人和涂料管路)放電。在增加高電壓的瞬間，各機器通過地線產生電流，這樣產生靜電的就不只是旋杯周圍，水性涂料通過導電性的涂料(水)會產生漏電，因此水性涂料在傳統的靜電涂裝中不成立。所以在水性涂料的靜電涂裝中必須設置一套具備絕緣功能的專用涂裝機器系統。
2. 水性涂裝的絕緣方法
(1)供給系統總絕緣方式，即機器人、泵和罐體全都絕緣，主要特征為設備投資大，齒輪泵(電動機)等設備的絕緣較難實現，在實際生產中的應用較少。
(2)車身直接增加電壓方式，即給車身增加正電壓，主要特征為靜電容量大、危險且車身的顆粒附著多，在實際生產中沒有應用。
(3)外部充電方式，即由外部電極向噴出的涂料粒子增加電壓，主要特征為間接加電導致損耗大、涂著效率低，在實際生產中有相關應用。
(4)內部充電方式，即以物理方式切斷供給系統，主要特征為中轉槽的結構復雜、需進一步研究換色損失的最小化，在實際生產中有相關應用。
外部充電與內部充電的比較
基本說明
(1)外部充電方式見圖1，該方式與內部充電的機器人系統相比，一次性投資金額少。但相比于內部充電(70%)而言，外部充電(60%)產生的涂料廢液較多，這導致材料使用量增加，成本增高;涂裝效率低;合格率下降;涂裝設備臟污，外部污染嚴重(清掃頻率高)，噴槍主體和機器人污染嚴重，影響品質(易導致飛濺);噴房/分離槽污染嚴重等。
(2)內部充電方式見圖2。與外部充電的機器人系統相比，該方式理論上的換色損耗極少或幾乎沒有，但投資金額大、占用空間大、維護運行成本高(消耗品多)且維修工時多。
圖2 內部充電方式
2. 比較說明
對水性涂料機器人靜電噴涂外部充電方式與內部充電方式進行比較，見下表所示：
經過對比，綜合考慮涂著效率、投資成本、維護性、清洗時所消耗的涂料以及溶劑的損失，可以看出兩種方式各有所長。根據機器人水性涂料靜電噴涂市場技術的發展動向，以及長期以來各大機器人、水性旋杯供應商(如ABB、Sames以及杜爾等)的新技術開發和應用，可以看出，在一開始的技術摸索期，人們混合采用內/外部充電方式;之后，由于內部充電方式換色時的損耗問題無法得到解決，人們傾向于使用外部充電方式;在最終解決了換色損失的技術難題后，未來內部充電方式將得到全面普及和應用，內部充電技術的發展速度也將越來越快。
結語
隨著科技的進步，尤其是軟件、自動化等技術的不斷完善和提高，水性涂料機器人靜電噴涂的內部充電和外部充電系統將在投資成本、維護性和適應性等方面實現突破和提升，更好地滿足現場實際使用;同時不斷提升油漆涂著效率、減少涂料損失和清洗時的溶劑耗量，真正做到降低VOC的排放，更節能、更環保，實現保護環境、消除或減輕污染的最終目的。
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