CN102463209A - 一种用于电热膜施膜液喷涂的精密无气喷涂技术 - Google Patents

Abstract

一种用于电热膜施膜液喷涂的精密无气喷涂技术。本发明所涉及的纳米电热膜等施膜液喷涂的精密无气喷涂技术，其工作原理是高压施膜液经孔径很小的喷孔向低压空间喷射的瞬间体积会产生数百倍甚至数万倍的膨胀，达到预期的雾化效果；雾化后的药液喷涂在待喷工件上直接附着在工件的表面，不会有其它因素(高压气流)干扰其附着的效果，喷涂的形状和厚度完全可以建立数学模型进行描述，调整高压施膜液的压力大小、施膜液的粘稠度、喷孔的截面积和形状、喷嘴与工件的距离、喷嘴与工件的相对运动速度……等因素就可以改变喷涂的效果；进而依据数学模型及各相关因素的调整，获得任意厚度和任意精度的喷涂效果。

Description

一种用于电热膜施膜液喷涂的精密无气喷涂技术

技术领域

本发明涉及一种精密喷涂技术。尤其涉及一种用于电热膜施膜液喷涂的精密无气喷涂技术。

背景技术

纳米电热膜的生产中，需要采用高温、精密喷涂工艺：工作温度高达800℃，喷涂厚度为准纳米级(数十纳米至数百纳米)，由于涂层的厚度直接决定电热膜的电阻率和功率，所以厚度误差的控制精度要求非常高。

行业中现有的喷涂工艺均为有气喷涂，其工作原理与喷雾器的原理相同，利用高压气流通过虹吸原理从储液罐中吸出施膜液，与高压气流混合后进行雾化，雾化后的施膜液与高压气体一同喷射到待喷工件表面。由于气体是无法吸附到物体表面的，肯定会飞散到周围的空气中，而且高压气体的飞散势必冲击、携带走大量的施膜液，从而使得在待喷工件表面得到的喷涂面的图形无法用数学模型描述，所以喷涂结果具有非常大的随机性，无法进行精确控制，很难实现机械化或自动化喷涂。

采用超声波雾化技术是对虹吸式有气喷涂的改进，尽管雾化效果得到了很大的改善，但它仍是利用压缩空气携带雾化后的施膜液喷涂到待喷工件的表面，由于压缩空气在物体表面的反弹飞溅，其喷涂效果仍然无法用数学模型描述，所以难以精确控制；且超声波换能器的功率很大，工作可靠性难以保证——直接影响喷涂效果，极易发生损坏，维护成本非常高。

化学气相积淀法(CVD)具有非常好的成膜性能，可以精密控制成膜的厚度，但是因其必须采用真空工艺，且真空度直接影响成膜效果，所以有极高的要求，在高温条件下重复实现真空——常压——真空需要非常高的成本代价，所以化学气相积淀法无法满足工业化大批量生产的需要。

喷涂工艺是纳米电热膜行业发展遇到的技术瓶颈。

本发明所涉及的纳米电热膜等施膜液喷涂的精密无气喷涂技术，其工作原理是高压后的施膜液经孔径很小的喷孔向常压空间喷射的瞬间，体积会产生爆炸式的膨胀，达到预期的雾化效果；雾化后的施膜液喷涂在待喷工件上直接附着在工件的表面，不会有其它因素(高压气流)干扰其附着的效果，喷涂的形状和厚度完全可以用数学模型进行描述，改变高压施膜液的压力大小、施膜液的粘稠度、喷孔的截面积和形状、喷嘴与工件的距离、喷嘴与工件的相对运动速度……等因素就可以改变喷涂的效果；进而依据数学模型及各相关因素的调整，可以获得任意厚度和任意精度的喷涂效果。

本发明所涉及的纳米电热膜等施膜液喷涂的精密无气喷涂技术具有精密度高、工艺简单、易于实现机械化或自动化喷涂、生产成品率高……等明显优点，有效地解决了困扰纳米电热膜行业发展的技术瓶颈。

发明内容

本发明所涉及的纳米电热膜等施膜液喷涂的精密无气喷涂技术，由承喷工件1、喷嘴2、操作开关3、压力传感器5、压力缸6、待喷施膜液7、伺服系统8、伺服电机9……等组成，活塞10在伺服电机9的驱动下，将压力缸6内的待喷涂施膜液加压到预定的压力，其压力可以从压力表4上直接读得，压力传感器5将感受到的实际压力转换成电信号馈送给伺服系统8，伺服系统8控制伺服电机9动作，保证系统的压力稳定在设定的范围之内；通过操作开关3控制供给喷嘴2的高压施膜液，当操作开关3打开时，高压施膜液经过喷嘴2的喷孔12喷出雾化，形成预期的雾化效果；调整喷嘴2与承喷工件1的距离及喷嘴2与承喷工件1之间的相对运动速度，即可控制喷涂效果。由于本发明采用了无气喷涂技术，喷涂结果可以用数学模型描述，所以可以有效控制喷涂厚度和喷涂精度。

附图说明

图1：系统结构结构示意图

1——承喷工件；

2——喷嘴；

3——操作开关；

4——压力表；

5——压力传感器；

6——压力缸；

7——待喷涂施膜液；

8——伺服系统；

9——伺服电机；

10——活塞。

图2：喷嘴结构示意图：

2——喷嘴；

11——进液管；

12——喷孔。

图3：喷嘴排工作示意图

1——承喷工件；

13——喷嘴排；

图4：玻璃管外壁喷涂示意图

13——喷嘴排；

14——承喷玻璃管。

图5：玻璃内管喷涂示意图

15——喷嘴；

16——喷管；

17——玻璃管。

图6：内管喷嘴示意图

18——分流盘；

19——喷液孔。

具体实施方式

实施例一：采用喷嘴排喷涂平板状承喷工件

系统由平面承喷工件1、喷嘴排13、操作开关3、压力表4、压力传感器5、压力缸6、待喷施膜液7、伺服系统8、伺服电机9、活塞10等组成。

活塞10在伺服电机9的驱动下，将压力缸6内的待喷涂施膜液7加压到预定的压力，其压力可以从压力表4上直接读得，压力传感器5将感受到的实际压力转换成电信号馈送给伺服系统8，伺服系统8控制伺服电机9驱动活塞10保证系统的压力稳定在设定的范围之内；通过操作开关3控制供给喷嘴排13的高压施膜液，当操作开关3打开时，高压施膜液经过喷嘴排13上喷嘴2的喷孔12进行雾化，形成预期的雾化效果；调整喷嘴排13与承喷工件1的距离及喷嘴排13与承喷工件1之间的相对运动速度、待喷施膜液7的压力、喷孔12的截面积和形状，即可得到预期的喷涂效果。

实施例二：玻璃管外壁喷涂

系统由平面承喷玻璃管14、喷嘴排13、操作开关3、压力表4、压力传感器5、压力缸6、待喷施膜液7、伺服系统8、伺服电机9、活塞10等组成。

活塞10在伺服电机9的驱动下，将压力缸6内的待喷涂施膜液7加压到设定的压力，其压力可以从压力表4上直接读得，压力传感器5将感受到的实际压力转换成电信号馈送给伺服系统8，伺服系统8控制伺服电机9驱动活塞10保证系统的压力稳定在设定的范围之内；通过操作开关3控制供给喷嘴排13的高压施膜液，当操作开关3打开时，高压施膜液经过喷嘴排13上喷嘴2的喷孔12进行雾化，形成预期的雾化效果；承喷玻璃管14在原地做径向旋转，调整喷嘴排13与承喷玻璃管14之间的距离、喷嘴排13的运动速度及玻璃管14的旋转速度、待喷施膜液7的压力、喷嘴排13上喷嘴喷孔12的截面积和形状，即可得到预期的喷涂效果。

实施例三：玻璃管内壁喷涂

系统由平面承喷玻璃管17、内管喷嘴15、喷管16、操作开关3、压力表4、压力传感器5、压力缸6、待喷施膜液7、伺服系统8、伺服电机9、活塞10等组成。

活塞10在伺服电机9的驱动下，将压力缸6内的待喷涂施膜液7加压到设定的压力，其压力可以从压力表4上直接读得，压力传感器5将感受到的实际压力转换成电信号馈送给伺服系统8，伺服系统8控制伺服电机9驱动活塞10保证系统的压力稳定在设定的范围之内；通过操作开关3控制供给喷嘴排13的高压施膜液，当操作开关3打开时，高压施膜液经过喷管16送给内管喷嘴15形成预期的雾化效果；承喷玻璃管17在原地做径向旋转，喷管16带动内管喷嘴15相对玻璃管17的轴向运动，调整内管喷嘴15相对玻璃管17的运动速度、玻璃管17的旋转速度、待喷施膜液7的压力、内管喷嘴上喷孔19的截面积和形状，即可得到预期的喷涂效果。

Claims (8)

1.一种用于电热膜施膜液喷涂的精密无气喷涂技术。其特征是：采用高压施膜液的无气喷涂技术。其原理是：高压施膜液通过微细喷孔喷射到低压空间，由于体积在瞬间呈爆炸式膨胀，可以产生颗粒达亚微米级的雾化效果。

2.按照权利要求1所述的高压施膜液通过由伺服系统8控制的伺服电机9所驱动的活塞10在压力缸6内对待喷涂施膜液7加压而得到，高压施膜液压力可以从压力表4上直接读得，压力传感器5将感受到的实际压力转换成电信号馈送给伺服系统8，伺服系统8根据设定的数据和反馈的信号控制伺服电机9的运行，保证系统的压力稳定在设定的范围之内。

3.按照权利要求1所述的高压施膜液由操作开关3控制喷涂作业，当操作开关3打开时，高压施膜液经过喷嘴2的喷孔12或喷液孔19进行雾化，形成预期的雾化效果。在施膜液粘稠度一定、施膜液压力一定的情况下，改变喷孔12或喷液孔19的截面积和形状，可以得到不同的雾化效果。

4.按照权利要求1所述的无气喷涂技术通过改变施膜液的粘稠度、高压施膜液的压力、喷孔的截面积、喷孔的形状调整喷涂效果。

5.按照权利要求1所述的无气喷涂技术通过改变喷嘴2与承喷工件1的距离，及喷嘴2与承喷工件1之间的相对运动速度调整喷涂效果。

6.按照权利要求1所述的无气喷涂技术可以应用于平板式承喷工件表面的精密喷涂。

7.按照权利要求1所述的无气喷涂技术可以应用于耐热玻璃管、导热陶瓷管等管状承喷工件外壁的精密喷涂。

8.按照权利要求1所述的无气喷涂技术可以应用于耐热玻璃管、导热陶瓷管等管状承喷工件内壁的精密喷涂。

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