تجهیزات صنعت خودرو
خط رنگ قطعات

آثار الكترواستاتيك در رنگ پودري(قسمت اول)

آثار الكترواستاتيك در رنگ پودري(قسمت اول)Reviewed by مهرناز حسینی on Jun 13Rating:

روش‌هاي جديد بهبود پوشش در قفس فارادي، كيفيت و يكنواختي، و اجراي پوشش مجدد

مقدمه:

در ده سال گذشته، تكنولوژي پاشش رنگ پودري رشد مضاعفي داشته است كه اين امر باعث بهبود در تجهيزات مورد استفاده در رنگ پودري گرديده است.

در روزهاي اوليه استفاده از تكنولوژي پاشش رنگ پودري، كاربران و سازندگان تجهيزات پاشش رنگ با چالش‌هاي بزرگي مواجه گرديدند. اين چالش‌ها شامل:

حداكثر كردن كار آيي پاشش رنگ در پاس اول، پوشش موثر و كامل در محل‌هاي قفس فارادي، كيفيت بهتر و يكنواختي و پاشش مجدد در قسمت‌هايي كه كيفيت يا پوشش نامطلوبي دارند، بود.

البته، در طي زمان سازندگان دستگاه‌هاي پاشش رنگ پودري قدم‌هاي بزرگي را در توليد دستگاه‌هايي با قابليت‌هاي جديد در جهت حل چالش‌هاي موجود براي كاربران برداشته‌اند.

درك صحيح فنومن الكترواستاتيك در پروسه پاشش رنگ پودري امر مهمي براي سازندگان دستگاه‌ها و كاربران مي‌باشد.

دستگاه‌هاي جديد داراي قابليت‌هايي مي‌باشند كه در نمونه‌هاي قبلي غيرقابل دسترس بودند. اين بسيار مهم است كه كاربران درك صحيحي داشته باشند كه چه قابليت‌هايي در يك دستگاه پاشش ودر كدام فعاليت‌ها ارزشمند بوده و چرا.

اين متن متمركز بر استفاده از سيستم كورونا بوده و ديدي كلي در مورد تكنولوژي پاشش رنگ پودري با قابليت‌هايي كه در حال حاضر در دسترسند ارائه مي‌كند.

روش كورونا:

در سيستم كورونا، يك ميدان الكتريكي غيريكنواخت بين گان و قطعه توسط اعمال الكتريسيسته (غالباً منفي) با ولتاژ بالا درنوك الكترود سرگان ايجاد مي‌گردد؛ غيريكنواخت بودن جريان در اين قسمت داراي اهميت است چون خطوط ميدان الكتريكي در نقاط گوشه و تيز به هم نزديك شده و چگالي خطوط ميدان الكتريكي در نقاط، نمايانگر قدرت ميدان الكتريكي مي‌باشد.

بنابراين اگر يك جريان الكتريكي با ولتاژ بالا را بر يك نقطه از الكترود اعمال كنيم و يك قطعه بزرگتر داراي ارت را در پشت الكترود قرار دهيم يك ميدان الكتريكي قوي را در نوك الكترود ايجاد خواهيم كرد.

هميشه الكترون يا يون‌هاي آزاد در هوا وجود دارد. اگر يك الكترون از يك ميدان الكتريكي قوي عبور كند، شروع به حركت در طول خطوط ميدان الكتريكي نموده و بوسيله نيرويي كه از ميدان الكتريكي به آن القاء مي‌شود بر سرعتش افزوده مي‌گردد. در هنگامي كه يك الكترون در طول ميدان الكتريكي حـركت مي‌كند سـرانجـام به داخل يك مـولكـول هـوا رانـده مي‌شود. (شكل 1) اگر نيروي ميدان كافي بوده و الكترون انرژي جنبشي مناسبي را در هنگام حركت در روي خطوط ميدان الكتريكي كسب كند، برخورد آن به الكترون‌هاي ثانويه بلافاصله در ميدان الكتريكي به حركت درمي‌آيند. بـر اثـر اين حـركت و بـرخـورد مجدد با مولكول‌هاي هوا الكترون‌ها و يون‌هاي بيشتري  آزاد مي‌گردد.

به دليل جاذبه عناصر متضاد نسبت به هم، يون‌هاي مثبت بجا مانده از هر مولكول تقسيم شده در طول خطوط ميدان الكتريكي حركت مي‌كنند. حركت آنها، البته در جهت خلاف الكترود منفي گان مي‌باشد. دوباره اگر ميدان الكتريكي مناسب باشد يونهاي مثبت مي‌توانند مولكول‌ها را در جهت الكترود منفي بشكافند يا اگر آنها به الكترود برسند، چنان به سختي به آن اصابت مي‌كنند كه باعث جدا شدن يون‌هاي جديد از سطح فلزي الكترود مي‌شوند.

اين فرآيند كورونا ناميده مي‌شود.

پايايي قدرت ميدان مساوي يا بزرگتر از مراحل شروع مي‌باشد. بلافاصله پس از شروع فرآيند يونيزاسيون فضاي بين گان و قسمت‌هاي ارت شده به صورت ميداني با ميليون‌ها يون و الكترون آزاد مي‌گردد. از اين پس در اين متن بجاي كلمه الكترون‌هاي آزاد از نام بيشتر مصطلح يون‌هاي آزاد استفاده مي‌گردد.

شارژ ذرات پودر:

شكل (2) وضعيت ذرات پودر را در يك ميدان الكتريكي تشريح مي‌كند. ذرات غيررساناي شارژ نشده خطوط ميدان خارجي الكتريكي را منحرف مي‌كنند به طوري كه بعضي از خطوط ميدان به سطح ذره كشيده مي‌شوند با زاويه ْ90 وارد مي‌شوند، از ميان آن عبور مي‌كنند و با زاويه ْ90 خارج مي‌گردند. اگر يون‌هاي آزاد در ميدان خارجي الكتريكي وجود داشته باشند، خطوط ميدان را در راستاي ذرات شارژ نشده طي مي‌كنند و سرانجام بوسيله ميدان پولاريزاسيون2 ذرات جذب مي‌شوند. بنابراين شارژ شدن ذرات را افزايش مي‌دهند.

اين فرآيند تا جايي ادامه مي‌يابد كه شارژ ذره مربوطه افزوده شود، به عنوان نتيجه حاصل از جذب يونهاي فراوان، محيط مناسبي براي ايجاد ميدان الكتريكي براي هر ذره بوجود مي‌آيد. اين ميدان دوباره راستاي خطوط ميدان خارجي را تغيير مي‌دهد. در اين زمان خطوط ميدان خارجي از ذره دور مي‌شود. (شكل3) هنگامي كه اين امر اتفاق مي‌افتد، يون‌هاي ميدان خارجي ديگر نمي‌توانند به ذره برسند زيرا ميدان خود ذره آنها را دفع مي‌كند. به عبارت ديگر ذره به ميزان حداكثر شارژ مي‌شود كه بستگي به قدرت ميدان خارجي، اندازه ذره و جنس آن دارد.

در پاشش رنگ پودري الكترواستاتيك، ما رنگ پودري را در ميان يك منطقه ميدان الكتريكي قوي و متمركز يونهاي آزاد اسپري مي‌كنيم. در عبور از اين منطقه ذرات همانطور كه قبلاً گفته شد شـارژ مي‌شـونـد. فـرآيند شـارژ ذرات پـودر در ميـدان الكتـريكي كـورونا توسط فرمول (Pautheniers equation) (شكل4) تعريف مي‌گردد. شارژ شدن به ميزان زيادي از قدرت ميدان،  سايز ذرات پودر و شكل آنها، و مدت زماني كه ذرات در منطقه شارژ قرار مي‌گيرند تاثير مي‌پذيرد.