Почему электростатическое распыление дает неровную пленку и плохую оклейку углов

Технология проводимости электростатического распыления

Электростатическое напыление основано на одном физическом принципе: частицы покрытия должны нести достаточный электрический заряд, чтобы их можно было притягивать и осаждать на заземленной детали. Этот заряд генерируется системой покрытия, проходящей через поле высокого напряжения, и насколько хорошо он заряжается, напрямую зависит от электрического сопротивления самого покрытия. Когда сопротивление слишком велико, генерация заряда становится нестабильной, и весь процесс осаждения становится менее эффективным независимо от того, насколько хорошо настроено оборудование.

Как сопротивление покрытия контролирует электростатический КПД

В электростатической системе распыления электрическое поле между распылителем и заземленной заготовкой создает движущую силу для осаждения частиц. Чтобы это работало эффективно, частицы покрытия должны приобретать и сохранять заряд при прохождении через поле. Если электрическое сопротивление покрытия слишком велико, накопление заряда ограничивается, траектории частиц становятся менее направленными, а доля материала, который фактически осаждается на заготовке, а не выходит в результате избыточного распыления, уменьшается.

Высоковольтное поле

Наносится между пистолетом и заготовкой

Покрытие заряжено

Частицы приобретают заряд в поле

Высокое сопротивление

Регистрация заряда слабая или непостоянная.

Слабое осаждение

Частицы не попадают в заготовку или отскакивают от нее

Неровная пленка

Низкая эффективность передачи, плохое покрытие

Общие симптомы недостаточной проводимости системы

Низкая эффективность передачи

Большая часть распыляемого материала попадает в избыточное распыление, а не осаждается на заготовке — коэффициент использования материала ниже того, который должен обеспечить электростатический процесс.

Плохое покрытие кромок и углов

Эффект электростатического обертывания — когда заряженные частицы следуют по линиям поля вокруг краев и в углубления — уменьшается, в результате чего углы, ребра и сложная геометрия остаются частично непокрытыми.

Неравномерная толщина пленки

Локально более толстые зоны чередуются с более тонкими зонами на одной и той же заготовке, влияя как на внешний вид, так и на защитные характеристики отвержденной пленки.

Непостоянная производительность приложений

Когда проводимость варьируется в зависимости от партии или смены – из-за различий в сырье или изменении температуры – результаты распыления становится трудно воспроизвести последовательно.

Почему одни лишь регулировки оборудования не решают проблему

Наиболее распространенной реакцией на плохое электростатическое покрытие является увеличение приложенного напряжения или уменьшение расстояния распыления. Эти корректировки могут частично компенсировать, но они устраняют симптом на уровне оборудования, а не причину на уровне покрытия. Увеличение напряжения за пределами расчетного диапазона системы может создать другие проблемы — обратную ионизацию, искрение и повышенное пенообразование. Уменьшение расстояния распыления ограничивает производительность производства. Ни один из подходов не улучшает фундаментальную эффективность генерации заряда самого покрытия.

Оптимизация оборудования и оптимизация проводимости рецептуры не являются альтернативами — они касаются разных частей системы. Коррекция проводимости на уровне рецептуры является более прямой и более стабильной в различных производственных условиях.

Проводящая добавка ES-80 для систем электростатического распыления

ES-80 — это проводящая добавка, предназначенная для снижения электрического сопротивления составов покрытий на основе растворителей, используемых при электростатическом распылении. Улучшая проводимость системы покрытия на уровне рецептуры, она обеспечивает более стабильное и эффективное получение заряда во время распыления, что приводит к более равномерному осаждению частиц, лучшему охвату объектов сложной геометрии и повышению общей эффективности переноса.

Высокая устойчивость системы (без ES-80)

Слабый или непостоянный заряд частицы в электрическом поле
Низкая эффективность переноса — высокие потери при распылении
Плохое покрытие кромок и углов
Неровная пленка thickness across the workpiece
Результаты варьируются в зависимости от температуры или изменений от партии к партии.

Улучшенная проводимость (с ES-80)

Более стабильное получение заряда через поле распыления
Более высокая эффективность переноса — меньше потерь материала из-за избыточного распыления
Лучшее обтекание кромок, углов и сложной геометрии.
Более равномерная толщина пленки по всей поверхности заготовки
Более стабильная производительность приложений в разных условиях

Вклад в производительность

Снижение сопротивления системы	Снижает электрическое сопротивление состава покрытия, обеспечивая более эффективное генерирование заряда во время электростатического распыления.
Эффективность передачи	Улучшенная стабильность заряда означает, что на заготовке откладывается больше распыляемого материала, а не теряется из-за избыточного распыления.
Покрытие краев и углов	Улучшенный эффект электростатического обертывания улучшает осаждение в углублениях, ребрах и сложной геометрии, с которыми с трудом справляется стандартное распыление.
Равномерность толщины пленки	Более равномерное распределение заряда по форме распыления обеспечивает более равномерное образование пленки на заготовке.
Совместимость свойств пленки	Разработан для улучшения проводимости без существенного влияния на эксплуатационные свойства существующей пленки базового покрытия.
Совместимость системы	Подходит для использования в различных системах покрытий на основе растворителей, используемых в электростатическом распылении.

Где оптимизация проводимости имеет наибольший эффект

Сложная 3D-геометрия	Электростатическая пленка наиболее ценна и наиболее чувствительна к проводимости на заготовках с углублениями, ребрами, отверстиями и острыми краями, куда не может попасть прямой распылитель.
Высокопроизводительные линии	Стабильная эффективность переноса напрямую снижает расход материала и очистку от избыточного распыления — экономия производства от улучшения проводимости наиболее заметна при высокой производительности.
Низкотемпературная среда	Вязкость покрытия и удельное сопротивление повышаются в холодных условиях — коррекция проводимости на уровне рецептуры более надежна, чем настройка оборудования, для поддержания результатов при сезонных колебаниях температуры.
Многосубстратные линии	Стабильной толщины пленки на заготовках разной геометрии на одной линии легче достичь, если проводимость стабильна, а не полагаться на постоянную перенастройку оборудования.

Часто задаваемые вопросы

Что приводит к тому, что состав покрытия имеет высокое электрическое сопротивление?

Большинство смол и пигментов для покрытий на основе растворителей по своей природе являются плохими проводниками. Устойчивость всей рецептуры зависит от комбинации типа смолы, системы растворителей и любых присутствующих добавок. Составы с преимущественно неполярными смолами и растворителями с высоким сопротивлением, как правило, имеют самое высокое сопротивление системы и наибольшую выгоду от оптимизации проводимости.

Повлияет ли ES-80 на блеск, твердость или адгезию отвержденной пленки?

ES-80 разработан для улучшения проводимости без существенного изменения свойств пленки базового покрытия. Как и в случае с любой добавкой, перед использованием в производстве рекомендуется провести небольшое испытание конкретного состава, чтобы подтвердить, что основные свойства пленки соответствуют техническим характеристикам.

Можно ли использовать его как в покрасочной камере, так и в автоматических линиях электростатического нанесения?

Да, преимущество проводимости проявляется на уровне покрытия, поэтому оно применимо как к ручным электростатическим пистолетам, так и к автоматическим ротационным распылителям или колоколообразным аппликаторам, используемым на промышленных линиях отделки.

Как температура влияет на эффективность электростатического распыления и может ли помочь ES-80?

Более низкие температуры увеличивают как вязкость, так и удельное сопротивление большинства систем покрытий, что снижает электростатическую эффективность. Поскольку ES-80 напрямую учитывает удельное сопротивление на уровне рецептуры, он может помочь поддерживать более стабильные характеристики распыления при сезонных колебаниях температуры, не требуя постоянной настройки параметров оборудования.

Ключевой вывод

Неравномерная толщина пленки, плохое покрытие кромок и низкая эффективность переноса при электростатическом распылении — это проблемы проводимости на уровне рецептуры, а не проблемы оборудования, которые можно полностью исправить, увеличив напряжение или уменьшив расстояние распыления.

ES-80 снижает сопротивление системы покрытия, обеспечивая более стабильное получение заряда во время электростатического распыления.
Повышает эффективность переноса, обтекание краев и углов, а также однородность толщины пленки.
Более надежный, чем регулировка оборудования, для поддержания стабильных результатов при изменении температуры и сложной геометрии заготовки.
Совместимость с различными системами на основе растворителей без существенного влияния на свойства пленки.

Сталкиваетесь с низкой эффективностью переноса, плохим покрытием углов или непостоянной толщиной пленки при нанесении электростатического распыления? Запросите технические данные и образец проводящей добавки ES-80.