تجهیزات صنعت خودرو
خط رنگ قطعات, خودروها, کوره ها عملیات حرارتی

آثار الكترواستاتيك در رنگ پودري(بخش چهارم)

شيوه جمع‌آوري يون‌هاي آزاد:

 اصول شيوه جمع‌آوري يون‌هاي آزاد (IC) آن است كه يون‌ها را از فضاي بين گان و قطعه بيرون كشيده و به سوي يك الكترود ارت شده كه در پشت نوك گان قرار دارد، هدايت مي‌كنند (شكل 15).

وقتي يك گان كورونا مجهز به يك جمع‌كننده يون مي‌گردد، الكترود قرار داده شده در پشت گان در فاصله كمتري از فاصله نوك گان تا قطعه قرار دارد. واقعيت اين است كه IC ارت شده نسبت به سطح قطعه به گان نزديك‌تر است و ميدان الكتريكي كه نزديك‌ترين مسير را به سمت زمين طي مي‌كند، در نوك گان و جمع‌كننده يون تشكيل مي‌گردد و نه بين گان و قطعه.

نتيجتاً ميدان الكتريكي در مجاورت سطح قطعه تنها به وسيله شارژ فضاي ابر ذرات پودر تشكيل مي‌گردد. اين ميدان از ميدان تشكيل‌ شده توسط گان كورونا ضعيف‌تر است زيرا ما ولتاژ بالا را در نوك گان حذف نموده‌ايم (يا به شدت كاهش داده‌ايم)، البته اگر پودر به خوبي شارژ شود، كارآيي انتقال كاهش نيافته و پوشش در كنج‌ها به ميزان زيادي بهبود مي‌يابد.

هنگامي كه ميدان الكتريكي ايجاد شده به وسيله گان به قطعه نرسد، يون‌هاي آزاد ايجاد شده به وسيله كورونا خطوط ميدان را به سمت جمع‌كننده يون ارت شده تعقيب مي‌كند. اين بدان معني است كه با توجه به اينكه جمع‌كننده يون چگونه تنظيم شده باشد، يون‌هاي آزاد در فضاي بين گان و قطعه وجود نداشته يا ميزان آنها به شدت كاهش خواهد يافت.

توانايي تنظيم فاصله بين نوك گان و جمع‌كننده يون بسيار مهم مي‌باشد. ساده‌ترين روش تنظيم فاصله اين است كه الكترود جمع‌كننده يون را در پشت نوك گان در وضعيتي قرار داد كه فاصله آن از گان بيش از نصف فاصله بين گان و قطعه نباشد. اجراي اين روش به ما اطمينان مي‌دهد كه بيشتر ميدان‌هاي الكتريكي و يون‌هاي آزاد ايجاد شده به وسيله الكترو گان به جمع‌كننده هدايت شوند. اگر جمع‌كننده يون به خوبي تنظيم شده باشد، اغلب نتايج مؤثري را در بهبود پوشش قفس فارادي و يكنواختي و كيفيت نهايي نشان خواهد داد. نصب ميدان‌هاي چندگانه نيز بهبود قابل توجهي را در عمليات پاشش مجدد ايجاد مي‌كنند.

در بسياري از سيستم‌ها استفاده از جمع‌كننده يون ممكن است حتي مؤثرتر از استفاده ازACC در امر كاهش پس يونيزاسيون و پوشش گوشه‌ها باشد. البته بايد توجه داشت كه محدوده جمع‌كننده‌هاي يون به نسبت فاصله بين گان تا قطعه محدود مي‌باشد. براي حداكثر كارآيي در جمع‌آوري‌هاي يون‌هاي آزاد، جمع‌كننده يون بايد در پشت نوك گان با فاصله‌اي كمتر از نصف فاصله بين گان تا قطعه قرار داده شود. بنابراين اگر فاصله گان تا قطعه 8 اينچ باشد، جمع‌كننده يون نه تنها در جمع كردن يون‌هاي آزاد كارآيي دارد بلكه همچنين حداكثر كارآيي انتقال را موجب مي‌شود اگر در فاصله 4 اينچي پشت الكترود گان قرار گيرد (شكل 16).

براي فاصله 10 اينچي بين گان و قطعه چنين كارآيي در فاصله 4 تا 5 اينچي جمع‌كننده يون ايجاد خواهد شد. ولي اگر ما با فاصله 4 اينچي گان تا قطعه اسپري كنيم، جمع‌كننده يون بايد در فاصله 2 اينچي انتهاي گان قرار گيرد. متأسفانه در چنين فاصله كمي بين الكترود شارژكننده و جمع‌كننده يون كارآيي انتقال فرآيند كاهش مي‌يابد.

كاهش كارآيي انتقال در جمع‌كننده‌هاي يوني كه با فاصله كمي از نوك گان قرار دارند به دليل تغيير در اندازه منطقه شارژ اتفاق مي‌افتد. در دستگاه‌هاي كورونا، ذرات پودر و يون‌هاي آزاد در يك جهت از گان به سمت قطعه حركت مي‌كنند. اين امر زماني را كه ذرات پودر توسط يون‌ها شارژ مي‌شوند را افزايش مي‌دهد. با يك سيستم جمع‌آوري يون در حال استفاده، ذرات پودر به سمت  قطعه حركت مي‌كنند در حالي كه يون‌ها به سمت جمع‌كننده حركت مي‌نمايند. اين حركت در  جهت مخالف باعث آميخته‌ شدن مطلوب يون‌ها با ذرات پودر مي‌شود، البته اگر جمع‌كننده يون به خوبي تنظيم شده باشد. به علاوه فاصله نزديك‌تر جمع‌كننده يون ارت شده به الكترود شارژكننده، باعث سطح جريان بيشتر گان، تعداد يون‌هاي بيشتر و هماهنگي بيشتر ذراتي كه از آن تأثيرپذيرند، خواهند شد. البته زماني را كه ذرات پودر در درون منطقه شارژ تا قطعه طي مي‌كنند با كمتر شدن يون‌ها كاهش مي‌يابد.

شكل 16 تشريح مي‌كند كه اندازه مناطق داراي يون در اطراف الكترود شارژكننده هنگامي كه جمع‌كننده يون به گان نزديك‌تر مي‌شود، كوچك‌تر مي‌گردد. به عبارت ديگر، در فاصله‌هاي خيلي كم حجم منطقه شارژ به اندازه‌اي كوچك مي‌گردد كه زماني را كه ذرات پودر در آن طي مي‌كنند جهت شارژ آنها مناسب نمي‌باشد. اين امر باعث كاهش كارآيي انتقال مي‌گردد.

بر مبناي بحث‌هاي مطروحه در اينجا، استفاده از جمع‌كننده‌هاي يون براي فواصل كمتر از 4 تا 5 اينچ بين گان و قطعه مناسب نمي‌باشد. عموماً جمع‌كننده‌هاي يون داراي بيشترين كاربرد و بالاترين كارآيي در فاصله حداقل 5 اينچي بين گان و قطعه مي‌باشند.

استفاده از جمع‌كننده‌هاي يون در گان‌هاي دستي همچنين محدود به رفتار اپراتور است. به دليل اينكه اپراتورها معمولاً ناخودآگاه گان را به قطعه نزديك مي‌كنند تا بتوانند گوشه‌ها و داخل درزها را پوشش دهند، فاصله گان تا قطعه بسيار كمتر از فاصله جمع‌كننده يون مي‌گردد. اين امر باعث كاهش كارآيي يا حتي عدم تأثير جمع‌كننده يون مي‌گردد.

اگر فاصله گان تا قطعه در محدودة قطعات مشابه به ميزان مشخصي تغيير كند، كنترل اتوماتيك جريان گان (ACC) ممكن است به دليل اتوماتيك بودنش بسيار كارآتر باشد.

جمع بندي:

ما در اين متن تشريح كرديم كه تعداد زيادي از يون‌هاي آزاد ايجاد شده به وسيله شارژ كورونا به دليل چالش‌هاي فرارو در پوشش قفس فارادي، پاشش مجدد و بهبود يكنواختي و كيفيت نهايي كار مي‌باشد. با رشد تقاضاها و انتظارات براي كارآيي پوشش بيشتر و كيفيت نهايي، سازندگان تجهيزات پوشش پودري به ارتقاء تكنولوژي دستگاه‌هاي عرضه شده بازار و ايجاد قابليت‌هاي جديد ادامه مي‌دهند. متأسفانه هنوز يك راه واحد براي حل تمامي چالش‌هاي ايجاد شده در پاشش رنگ پودري يافته نشده است.

اگر چه كنترل‌كننده‌هاي اتوماتيك جريان و جمع‌كننده‌هاي يون ابزارهايي قدرتمند در جهت بهينه‌سازي عمليات پاشش مي‌باشند، چنين بهينه‌سازي تنها در زماني مشهود خواهد بود كه ابزار مناسب براي شرايط و تجهيزاتي كه اين ابزار براي آنها طراحي شده‌اند و با روش مناسب بكار گرفته شود. دانش اصول تكنولوژي الكترواستاتيك كمك خواهد كرد كه تصميم صحيحي براي اين امر كه از كدام قابليت‌ها و تجهيزات براي رسيدن به هدف‌هاي بهينه استفاده شود، اتخاذ گردد.