CN102671792A - 涂漆装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂漆装置(1)，包括：用于产生油漆微粒流的装置；具有用于形成油漆微粒流的空间界限的表面(11)的导流元件(10)，所述导流元件(10)设计成，使得与其用来形成油漆微粒流空间界限的表面(11)邻接的区域(20)疏远油漆微粒。

Description

涂漆装置和方法
技术领域
本发明涉及一种涂漆装置和方法，例如可以将其用于汽车工业领域。
背景技术
这类装置典型地可产生由液态或粉末状油漆微粒构成的、指向待涂装表面的喷雾。为了在这种操作过程中限制油漆的浪费量，通常使得油漆微粒带上负静电，并且给待涂装的表面施加另一种电势，例如接地电势。这样就会使得待涂装的表面强烈吸引绝大部分油漆微粒，以使其到达并且保持附着在待涂装的表面上。
生产多色汽车是汽车工业领域的最新趋势，这就需要采用复杂的涂装工艺步骤，包括掩模遮蔽、烘干、再次掩模遮蔽和再次烘干。
DE 3435937C2公开了一种可以防止这种复杂操作的涂漆方法，但是利用所述的方法只能在不同的颜色区域之间形成比较模糊的过渡转换。
发明内容
本发明要解决的技术问题一方面在于提供一种能用来使油漆涂层形成清晰空间界限的涂漆装置，另一方面在于提供一种能够尽量省时涂装多色油漆涂层的涂漆方法。
上述技术问题首先通过这样一种涂漆装置来解决，所述涂漆装置具有用来产生油漆微粒流的设备。所产生的油漆微粒既可以呈液态、也可以呈固态(例如以锥形喷雾形式)离开该设备。该涂漆装置还包括导流元件，其具有能够使油漆微粒流形成空间界限的表面，所述导流元件设计成，使得与其用来形成油漆微粒流空间界限的表面邻接的区域可以疏远油漆微粒。
这里和以下所述“可以疏远油漆微粒”的区域指的是其中的油漆微粒密度大大减小的区域。
因此可使用一种具有排斥油漆特性的导流元件，从而至少可在其表面区域之内清晰形成原始喷雾的边界。使得油漆颗粒从该区域转向偏离导流元件。因此，形成油漆微粒流空间界限的原因并非由于撞到导流元件表面上的油漆微粒保持附着在表面上或者被其弹开，而是即便当导流元件的表面被置于油漆微粒流的区域之中时，通过导流元件排斥油漆的特性防止油漆微粒撞到导流元件上。
因此所产生的喷雾局部被清晰限界，由此也会使得所产生的油漆涂层局部具有清晰的界限。在此，尤其可以通过限界元素的形状和/或者在涂漆过程中通过限界元件的运动来确定限界线的形状。
因此利用该装置可以实现空间界限清晰的油漆涂层，不必进行掩模遮蔽。以这种方式不需要中间步骤就可以依次涂装两种或更多种不同的油漆，然后共同进行烘干。为此不需要通过掩模遮蔽物或挡板拦住一部分喷雾，而是可以使得油漆微粒有针对性地偏转。
按照一种实施方式所述，可以利用气流使得与用来使油漆微粒流形成空间界限的表面邻接的区域疏远油漆微粒，所述气流尤其可以是压缩空气流。
可以适当布置用来产生气流的压缩气源，使得气流基本上平行于用来使油漆微粒流形成空间界限的表面。作为替代或补充方案，也可以适当布置用来产生气流的压缩气源，使得气流基本上垂直离开用来使油漆微粒流形成空间界限的表面。在这两种情况下，气流将以优先方向沿着导流元件表面输送油漆微粒或者使之离开表面，但并不朝向表面运动。
可以相对于用来产生油漆微粒流的装置和将要涂装的表面适当布置导流元件来涂装油漆，使得导流元件可以将油漆微粒转向。尤其可以将导流元件的一端放在用来产生油漆微粒流的装置的附近，并且使其另一端与将要涂装的表面相隔很小的距离，从而遮蔽一部分将要涂装的表面，使得油漆微粒不会撞击该表面。最好并非或者并非仅仅通过油漆微粒附着在导流元件上并且以此拦截来自喷雾的油漆微粒，而是至少大部分通过导流元件的转向作用实现遮蔽。如上所述，可以通过气流来实现。
作为替代或补充方案，也可以利用油漆微粒与导流元件表面之间的静电排斥来实现转向作用。为此本发明所述装置也可以具有一个用于将使得油漆微粒流形成空间界限的导流元件表面带上静电的设备。如果所述装置具有一个用来使油漆微粒带上静电的设备(这已经是当今常见的做法)，则特别有利。
在这种情况下，例如不仅可以对油漆微粒、而且也可以对导流元件表面施加负电势，并且对将要涂装的表面施加接地电势，从而在油漆微粒与导流元件表面之间出现排斥力，但在油漆微粒与将要涂装的表面之间则出现吸引力。
按照一种实施方式所述，将导流元件设计成板，并且板的主表面构成用来使油漆微粒流形成空间限界的表面。
按照一种实施方式所述，用来使油漆微粒流形成空间限界的表面具有一种排斥油漆的材料(例如具有荷叶效应的材料)或者具有聚四氟乙烯。
这样尽管没有直接对油漆微粒施加转向作用，但是可防止油漆微粒持久附着。这一方面可以减少装置的清洁费用，另一方面还有助于使得喷雾转向。
凡是需要使油漆涂层形成清晰空间界限之处，尤其是在涂装汽车，例如多色涂装汽车时，均可使用所述的装置。
为此按照本发明另一方面的内容，用于对汽车进行涂装的工业机器人装置可以具有所述的装置。可想而知，用于产生油漆微粒流的设备和导流元件可以安装在同一个机器人操作臂上，还可以将其安装在不同的机器人操作臂上，或者甚至安装在不同的机器人上，从而可以对其进行独立控制，并且可以独立放置。
按照本发明再一方面的内容，提供一种包括以下步骤的涂漆方法：
产生油漆微粒流；
使得油漆微粒流转向将要涂装的表面，在油漆微粒流撞击到将要涂装的表面之前，限制油漆微粒流的部分横断面，其中，油漆微粒转向偏离这部分横断面。
执行该方法时准备多数情况下呈锥形的喷雾，使其具有圆形或椭圆形的横断面，还可以采用已知的措施(例如转向空气)形成该喷雾的边界或者形成喷雾，但是还可以利用例如钟形杯或者相应的喷嘴来产生喷雾，然后在喷雾撞击到所要涂装的表面之前，限制该喷雾横断面的一部分。这种限制与喷雾的产生无关，因此可以独立控制油漆微粒的限界和产生。
可以利用气流和/或者静电转向方式使得油漆微粒转向，不仅可采用静电排斥作用，而且也可采用吸引作用，利用导流元件的静电排斥作用特别容易实现清晰的界限。
按照一种实施方式所述，使用一种其表面可对油漆微粒施加排斥作用的导流元件进行转向。
按照一种实施方式所述，所述方法包括至少在将要涂装的表面的第一区域内涂装第一种颜色的油漆，在将要涂装的表面的第二区域内涂装第二种颜色的油漆，第二区域内的油漆涂层与第一区域之间具有清晰的界限，随后同时烘干和/或者固定第一和第二区域内的油漆。
利用这种方法可以在执行一次性烘干或固定步骤之前首先完成全部涂漆，这样可以大大节约时间和成本。
附图说明
现在将根据附图对相关实施方式进行详细描述。
图1按照本发明的一种实施方式的涂漆装置示意图；
图2图1所示装置的细节示意图，以及
图3图1所示装置的其它细节示意图。
在所有附图中均以相同的附图标记对相同的部件进行标识。
具体实施方式
图1所示的涂漆装置1包括一个雾化器2，例如可以将其设计成具有一个钟形杯的旋转雾化器。该雾化器2具有压缩空气供应管6和油漆供应管7，并且可通过环形喷雾边3产生由直接或者间接带上静电的油漆微粒组成的、涂料锥4形状的喷雾。涂料锥4具有对称轴线5和张角α。
涂料锥4带负静电的油漆微粒流向车身构件8上将要涂装的区域9。对车身构件8施加接地电势，使得涂料锥4中的微粒流转向，并且将非定向喷雾引起的材料损失保持在最小程度。
为了使得待涂覆的漆层至少在某些区域内形成清晰的界限，涂漆装置1包括一个导流板10形式的导流元件。将导流板10的上端21布置在雾化器2附近，并且将其下端19布置在涂装区域9的附近。
导流板10具有形成油漆微粒流的空间界限的表面11，也就是说，表面11经过适当设计，使其至少在一侧形成涂料锥4以及涂到涂装区域9上的油漆的边界。为此导流板10具有一个压缩空气源13，将压缩空气源适当安装在导流板的上端21区域之中，使得流出的压缩空气沿箭头12方向掠过导流板10的表面11，并且使得油漆微粒流平行于导流板10的表面11转向。利用压缩空气带走表面11附近的油漆微粒并且将其输送到待涂装的区域9，油漆颗粒不会到达导流元件10的表面11。
结果使得导流板10表面11上的区域20基本上疏远或远离油漆微粒。
图2所示为使得区域20疏远油漆微粒的另一个措施。图2所示为图1所示的装置，其中，一部分涂料锥4被表示成喷雾14。在图2所示的实施方式中，导流板10的表面11处在与喷雾14的微粒相同的电势，也就是同样使其带有负的静电荷。
这就会在表面11与喷雾14的微粒之间引起静电排斥力，如箭头17所示，此外还会在喷雾14的微粒与待涂装的区域9之间引起静电吸引力，如箭头15所示，并且在导流板10的下端19与待涂装的区域9之间引起静电吸引力，如箭头16所示。
所合成的静电场分布有助于将油漆微粒送入待涂装的区域9之中，同时产生清晰的界限22。
板10的表面11还可以具有一种排斥油漆的材料。该措施有助于形成涂料锥4的空间界限，却还有防止尽管采取所有其它措施仍然到达表面11的油漆微粒附着在该表面11上的附加效应。这样就能使得导流板10保持清洁。
图3所示为导流板10的下部区域19示意图。由于导流板10与车身构件8之间存在电势差，因此导流板10的下部区域19与车身构件8之间有一定的距离Δs，该距离经过适当设计，从而可避免击穿放电。
油漆涂层的质量尤其是界限22的清晰度另外还取决于导流板10朝向待涂装的车身构件8倾斜的角度以及距离Δs、油漆微粒以及尤其是压缩空气的体积流量以及导流板10与车身构件8之间的电场强度和分布。
所示装置1可用来首先在待涂装的区域9中涂具有清晰界限22的漆层18，然后在没有如掩模遮蔽或烘干之类的中间步骤的情况下在与清晰界限22邻接的区域中涂另一种颜色的漆层。
附图标记清单
1          涂漆装置
2          雾化器
3          喷雾边
4          涂料锥
5          对称轴线
6          压缩空气供应管
7          油漆供应管
8          车身构件
9          待涂装的区域
10         导流板
11         表面
12         箭头
13         压缩空气源
14         喷雾
15         箭头
16         箭头
17         箭头
18         漆层
19         下端
20         区域
21         上端
22         清晰的界限
α         张角
Δs        距离

Claims (15)

1.一种涂漆装置(1)，包括：
用于产生油漆微粒流的装置；
具有形成油漆微粒流的空间界限的表面(11)的导流元件(10)，
其中，所述导流元件(10)设计成，使得与其用来形成油漆微粒流空间界限的表面(11)邻接的区域(20)疏远油漆微粒。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，利用气流使得所述与用来形成油漆微粒流的空间界限的表面(11)邻接的区域疏远油漆微粒。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，设有用来产生气流的压缩气源并这样设置该压缩气源(13)，使得气流基本上平行于用来形成油漆微粒流空间边界的表面(11)。
4.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，设有用来产生气流的压缩气源并这样设置该压缩气源，使得气流基本上垂直离开用来形成油漆微粒流空间边界的表面(11)。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的装置(1)，所述装置具有用来使油漆微粒带上静电的设备。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的装置(1)，所述装置具有用来使得所述导流元件(10)的用于形成油漆微粒流空间边界的表面(11)带上静电的设备。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导流元件(10)被设计成板，并且该板的主表面构成用来形成油漆微粒流空间界限的表面(11)。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的装置(1)，其中，所述用来形成油漆微粒流空间边界的表面(11)具有排斥油漆的材料。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其中，所述排斥油漆的材料设计成具有荷叶效应的材料。
10.根据权利要求8所述的装置(1)，其中，所述排斥油漆的材料具有聚四氟乙烯。
11.一种对汽车进行涂装的工业机器人装置，具有权利要求1～10中任一项所述的装置(1)。
12.一种涂漆方法，包括以下步骤：
产生油漆微粒流；
将油漆微粒流导向将要涂装的表面，在油漆微粒流撞击将要涂装的表面之前，限制油漆微粒流的部分横断面，其中，油漆微粒转向偏离这部分横断面。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，利用气流和/或者利用静电使得油漆微粒转向。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，使用其表面(11)对油漆微粒施加排斥作用的导流元件(10)进行所述转向。
15.根据权利要求12～14中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
至少在待涂装的表面的第一区域中涂第一种颜色的油漆，
在待涂装的表面的第二区域中涂第二种颜色的油漆，其中，第二区域中的油漆涂层与第一区域之间有清晰的界限(22)，
在第一和第二区域中同时烘干和/或者固定油漆。
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