信息来源: 发布日期:2013-08-21
1、简况
1983年瑞典诺信公司的Jan Ruud首次采用摩擦静电喷粉枪（Tribomatic Powder Gun）应用于瑞典著名汽车生产家“富豪”的生产过程。经过多年生产运用，摩擦喷涂的优越性，获得了越来越多用户的认同和好评。现今，在欧洲，摩擦喷粉特别受到青睐，如瑞典，法国，西班牙，意大利等国都有大量使用。另外，摩擦枪粉末喷涂也逐步在国内和台湾获得推广。
2、摩擦枪的优点
l 可采用全面的自动喷涂，节省人工。
l 与高压静电枪相比，表面质量更完美、平滑。
l 表面涂层均匀性完善。
l 克服法拉第龙效应，对形状复杂工件喷涂尤为有效。
l 第一次上粉率高,使得无回收喷涂成为可能,减少了设备的投资成本(在瑞典的 Electrolux 工厂,第一次上粉率可以高达90%)
3、摩擦枪与摩擦粉的关系
摩擦枪的使用效果与采用的粉末关系十分密切。随着粉末生产水平的不断提高，越来越多的粉末厂家生产出适合高压枪及摩擦枪应用的粉末涂料。十年前，大约只有15%的粉末涂料适合摩擦枪应用，而现在，大约85%的粉末涂料能满足摩擦枪的喷涂要求，可获得优良的摩擦静电效果。粉末生产厂家的摩擦粉末生产技术的不断改善，推动了摩擦枪粉末喷涂技术的应用和发展。
粉末涂料通常由下列三种不同尺寸的粉末颗粒组成，从生产与试验中，可了解到不同大小的粉末颗粒通过摩擦产生的静电效果是不同的：
颗粒尺寸 充电效果
细微颗粒： 20微米以下 最好
中颗 粒： 20～45微米 好
粗颗 粒： 45微米以上 差
小颗粒产生不同摩擦静电效应的差别是明显的，较小的颗粒在经过摩擦枪内摩擦管时，可获得较大的接触摩擦效果，与管壁冲撞摩擦的机会更大。因此，可以迅速达到摩擦充电的效果。
在常规的高压静电粉末喷涂时，输入电能只有0.5%可能化为静电效应。但采用摩擦枪喷涂时，就约有40～50%的摩擦静电能量可以被转化到粉末颗粒上。从上列图示可以看出，最容易获得摩擦充电的是小于20微米的细微粒粉末，但是，细微粉末会最容易受喷房内空气流动的影响，从而产生在空间中漂浮而接触不到工件或接触不紧密的情况。粗颗粒粉末由于本身静电效果不如细微颗粒，也同样容易受空气流动影响，与工件不易接触，甚至会出现“反弹”情况。
因此，从获得最高第一次上粉效率的角度来说，中颗粒粉末最适合摩擦枪喷涂应用。
由于不同大小的粉末颗粒具有不同的第一次上粉效率，从粉末回收角度来看，生产过程中，回收运行时就会越来越多地收集到细微颗粒以及粗颗粒的粉末，于是产生下列几个必须解决的问题：
l 粉桶内细微粉末含量比例增大，影响流化效果。
l 流化效果下降，造成吐粉现象。
l 涂层表面质量下降。
从应用摩擦枪的实践中得知，有两种行之有效的方法可以解决上述问题（除不采用回收，及大比例加入新粉这两种方法外）：
其一是采用旋风回收系统（例如诺信公司的双旋风回收喷房就适合于摩擦枪应用）。使用结果表明，粗颗粒粉末在旋风回收过程中相互冲撞，可以降低本身颗粒尺寸，最终成为可有效接受摩擦静电的中颗粒粉末。
其二是减少摩擦枪喷涂时的压缩空气使用量。这方法是减少细微颗粒和粗颗粒粉末在喷房内受空气流动影响的情况，使粉末容易接触工件，提高上粉率。
说到这里。有一点是需加以说明的，就是，第一次上粉效率与粉末本身的性质（充电性）有关。如摩擦枪静电控制器静电读数从2.0增加到3.0并不一定就说明上粉率提高了。因为增加静电读数的同时，加大的压缩空气用量，提高了粉末颗粒的飞行速度，这样又反过来增加了粉末在空间的漂浮与反弹，从而使上粉率下降。因此有静电读数的增加并不能一定保证提高上粉效率。
大量的摩擦粉末生产及应用经验表明，提高粉末微粒的精度控制，可以大大提高粉末的上粉效率，降低成本。当然这一方法反过来也会增加摩擦粉末的生产成本。通常粉末微粒的精度控制增加10%，会使每公斤粉末成本增加0.5～1.0美元。
下面列出几类最常用的摩擦粉末：
l 环氧类
l 70/30混合类（聚酯/环氧）
l Polymaids
l 聚氨酯
l TGIG
摩擦粉末生产中混合加以碳氧化铝粉（AlO2C）在生产应用中证明可以有效地改善摩擦粉末的使用效果，提高粉末摩擦效率。并且可以使粉末的流表的流平性。碳氧化铝的加入也不会使喷枪及粉泵的磨损有明显的增加。必须注意的是碳氧化铝（AlO2C）的混合加入，应该是在粉末配方混合工序完成后进行，否则，也会使粉末固化时的流平性差。
4、 摩擦枪的应用方式。
摩擦槍喷涂与通常的高压静电槍喷涂有许多不同之处，生产应用时必须注意：
l 工件接地的“初始化”（Initializing）。应用经验表明，喷涂时用第一把摩擦枪对喷涂工件进行“初始”喷涂，以实现工件的接地效应。这样可以使工件产生类似“预热”的效果，提高后面喷涂的上粉效率。
l 尽量使喷涂的粉末与工件有最大的接触时间。可以采用部分喷枪与工件“接迎”及“跟随”的布枪方式，调整喷枪与进入工件的喷涂角度，使工件与喷涂粉末有尽量长的接触时间。对摩擦喷涂时较高的悬链线速度的生产过程，这种喷涂方式是十分有效的。
l 对具有深槽的工件喷涂时，可采用两组枪进行，第一组枪以较高的出粉量近距离对深槽内部进行喷涂，由于喷嘴与工件距离近，可使深槽内部得以喷涂；第二组喷枪布置离工件较远，并且以较小的出粉量低速向工件外部进行喷涂，这样两组喷枪的喷涂方式可以保证深槽工件的内外涂膜厚度均匀。
l 避免喷枪喷幅的相互交叉重叠，喷幅的相互交叉会造成涂层不均匀。
5、 摩擦喷涂可获得更平滑的表面质量。
通常摩擦喷涂获得的涂膜表面质量比高压静电枪喷涂的更加平滑光洁，没有高压枪喷涂时常见的“桔皮效果”。这一方面是由于摩擦粉末经过摩擦枪后上工件的粉末尺寸比较均匀（见前第二节叙述），而最主要的原因是由于摩擦喷涂粉末在工件上不会由于堆积而产生静电排斥，克服了因此产生的“桔皮效果”。粉末静电排斥的“桔皮效果”通常在下列情形时产生：
l 喷涂粉末过多。（粉末微粒堆积在工件表面过厚时，外层颗粒不能充分接地，相互之间排斥，并且对继续喷向工件的粉粒产生排斥作用，影响上粉效率及表面质量）。在工件表面，有可能出现表面不平整，甚至起泡现象。
l 过多的粉末也可能造成涂膜与工件表层之间产生微小间隙，造成桔皮表面。
l 高压静电过高。作用粉末的高压静电过高时，也会同样造成涂层表面桔皮。而摩擦枪喷涂时可避免这种现象。
l 流平和固化过程不完善，固化炉内温度分布不均匀，工件升温不完全。
6、 摩擦枪喷涂金属粉末。
一般粉末生产商通常采用下列三种金属微粒与粉末的混合方式，应用经验表明，对摩擦枪的使用效果是不同的。
l 干式混合（Dryblend）：金属微粒与粉末干式混合时，金属微粒在粉末中为游离态，没有与粉末微粒紧密结合，因为当使用摩擦枪喷涂这种金属粉末时，金属微粒容易粘结在喷枪通道的内壁，堵塞粉末输送。另外，金属粉直接与喷枪部件摩擦，以至部件损耗加快。
l 嵌入式混合（Extruded）：金属微粒与粉末颗粒相互嵌入，结合成混合颗粒，当这样的金属粉末通过摩擦枪时不会增加对喷枪部件造成损耗，喷涂效果良好。
l 粘结式混合（Bonded）：金属微粒与粉末颗粒外表粘结。形式独立颗粒，这种金属粉末同样可以有效地应用于摩擦枪喷涂，经过喷枪输粉通道时，不会对部件造成损耗，
因此，嵌入式及粘结式混合的金属粉末，可以有效地运用于摩擦枪喷涂。并且，一般说来，采用摩擦枪作金属粉末喷涂，可以获得比高压静电喷枪更加平滑光洁的表面质量。
7、 摩擦枪应用经济性分析
涂装界的许多人认为使用摩擦枪喷涂时，摩擦枪配件更换的成本大于使用高压静电枪，从而造成生产成本增加。其实，这种判断是不够全面的，应该从下列几个方面加以分析：
1〕 粉末使用量的降低的收益远大于更换配件的支出
通常使用高压枪喷涂时，由于法拉第笼效应的影响，为达到工件整体涂层膜厚的要求，喷涂时会增大出粉量，从而造成约10%的粉末浪费，这多余粉末通常堆积在工件的边缘造成肥边以及粉末容易达到的部位。
〔实例〕：
瑞典著名的家用电器厂伊莱特克（Electrolux）公司喷涂家电时，
每把摩擦枪出粉量为：83克/分钟=5公斤/小时；
喷枪内摩擦管配件寿命：5200小时（每10小时，两年更换）；
更换摩擦管成本：580美金；
粉末成本：5美元/公斤；
两年粉末用量：5200小时×5公斤/小时=26000公斤
节约10%粉末的成本：26000公斤×10%×5美元/公斤＝13000美元
两年实际节约成本：13000－580＝12420美元
从这个实例可以看出，采用摩擦枪节约的粉末成本远远大于喷枪配件更换的
成本（摩擦管正常使用年限为2－3年，大于Electrolux的使用年限，节约费用
实为可观！）
2） 上粉率高
摩擦枪具有比高压静电枪更高的上粉效率，下列表列出对于不同形状工件，
摩擦枪与高压静电枪的上粉效率比较
| 工件类型 | 摩擦枪上粉率 | 高压静电枪上粉率 |
| 大工件及平板件 | 70% | 50% |
| 大工件内部 | 85% | 60% |
| 小工件及复杂工件 | 60% | 40% |
| 网件 | 50% | 20% |
摩擦枪由于具有较高的上粉效率，对于有多种换色要求以及小批量生产采用
不回收方式也能获得较高的经济效益，生产的灵活性使得应用厂家在产品品种方
面获得更大的竞争性。
8)摩擦枪数量优算方式
正确地优算出需要摩擦枪的数量，有利于保证喷涂质量，提高生产效率，用
户可利用下述的优算方法，采用各自实际的生产要求，确定所需喷枪数目：
〔实例〕
1升粉末喷涂100微米干膜厚度时的喷涂面积：10m2
1升粉末重量：1.5kg
喷涂1m2所需粉末：0.15kg/m2
生产实际参数：
上粉效率（％）：TE＝70％
喷涂面积：A＝2.5m2/分钟
每支喷枪出粉量：P＝135克/分钟＝0.135公斤/分钟
粉量密度：D＝1.5公斤/升
涂层膜厚：F＝100微米
喷涂膜厚100微米工件时需粉量：2.5m2/分钟×0.15kg/m2＝0.375kg/分钟
需要喷枪数量： 0.375公斤/分钟÷0.135公斤/分钟＝2.78支
考虑实际上粉所需枪数：2.78÷0.7＝3.97支
需要喷枪数量：4支
9)摩擦枪与高压枪的比较
作为两种粉末喷涂的重要工具,摩擦静电枪与高压静电枪都应用十分广泛。高
压静电枪特别适用于大型平板类工件,如各种家电产品（冰箱，洗衣机等）。摩擦静电枪在喷涂具有复杂工件时则能发挥其渗透性能好的优势（如各种铝型材及深槽工件）。
美国诺信公司设计制造的具有世界领先水平的高压静电和摩擦静电喷粉枪，在北美，欧洲以及亚洲地区已有几十年的应用经验，被公认为是粉末喷涂最有效的工具。诺信公司在不断推出新型高压静电枪的同时（如98年5月最新推出的Sure-Coat全能高压静电枪），也积极推广其领先水平的第二代摩擦枪。近年来，国内已有大量用户使用诺信第二代摩擦枪，并且获的了极好的经济效益。相信随着国内粉末涂装工业的不断发展与进步，摩擦静电粉末喷涂技术也会象高压静电粉末喷涂一样更加受到重视。
10)最近使用的成功案例
1.广州市某客户生产铝合金窗上月牙锁，该部件由几个零件零件组成，是锌镁合金铸件，需要喷涂。如果喷涂好了再装配，容易损坏涂层，因此是装配好了之后再喷涂。该用户使用高压静电喷枪喷涂，也有手补的工序，但是无论怎么努力，月牙锁扳手下总有阴影。我们介绍了摩擦喷枪的优点，建议可以到我们已经在使用摩擦喷枪的用户哪里试验，效果十分好。他们就购买了六套自动摩擦喷枪，彻底解决了这个零件的生产难题。
2.广州市某客户帮助欧洲用户加工婴儿安全用品。产品类似于窗户上的防盗护栏。以前使用高压静电喷枪，生产效率低，合格率低，返工件多。该客户应邀参观欧洲客户的生产设备后，被摩擦喷枪的自动喷涂效果所折服，新建的自动喷涂线选用了诺信的Tribo-II自动摩擦喷枪8套，生产效率大为提高，生产成本大幅降低。