CN104169454A - 粉末涂层装置和粉末涂层方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对物体涂层的粉末涂层装置，带有涂布装置，该涂布装置被构造用于将粉末漆涂布在物体的待涂层区域上；以及带有辐照装置，该辐照装置具有至少一个电磁辐射源，所述至少一个电磁辐射源被构造用于使电磁辐射对准物体的被粉末漆涂层的区域并且由此使所述粉末漆在被涂层的区域上交联。此外，本发明还涉及用于借助本发明粉末涂层装置对物体涂层的粉末涂层方法。

Description

粉末涂层装置和粉末涂层方法

技术领域

本发明涉及一种用于对物体进行涂层的粉末涂层装置。此外本发明涉及一种用于借助本发明的粉末涂层装置对物体进行涂层的粉末涂层方法。

背景技术

涂层在制造技术中被理解为一组制造方法，这些制造方法用于将由无定形的物质构成的附着层施加到物体表面上。涂层方法通过在化学的、机械的、热学的和热力机械学的方法中的层施加方式而进行区分。

粉末涂层或粉末涂装是这样一种涂层方法，在该涂层方法中，用粉末漆对能导电的物体涂层。一种典型的涂层设备具有表面预处理装置、中间干燥装置、静电涂层装置和干燥器装置。

在涂层装置（被称为涂布装置）中，待涂层的粉末例如借助喷枪而被涂敷到物体上。

随后大约借助炉子进行粉末漆的交联。用于粉末漆的交联的温度在110°C和250°C之间。炉温和逗留时间的精确调整与所使用的粉末漆有关。炉子的加热通常通过对流来进行。为此使用热空气流，该热空气流在工件上冷却，并且因此将热传递到该工件上，以便使得粉末漆微粒彼此交联。此外至粉末微粒的热传递可以通过红外辐射来实现。

在DE 101 16 720 A1中描述了一种用于激光粉末涂层的仪器，该仪器具有激光源和与该激光源光学连接的仪器头部。激光束对准待涂层的部件面，并且同时粉末状存在的焊接填充料与激光束混合。借助激光辐射，不仅粉末而且部件表面的最小部分也被熔化，并且所输入的焊接填充料与部件材料表面以冶金方式连接。

发明内容

根据本发明，提供了一种具有权利要求1的特征的、用于对物体涂层的粉末涂层装置和一种具有权利要求8的特征的、用于对物体涂层的粉末涂层方法。

相应地规定：

一种用于对物体涂层的粉末涂层装置，该粉末涂层装置带有涂布装置，该涂布装置被构造用于将粉末漆涂布到物体的待涂层区域上；并且带有辐照装置，该辐照装置具有至少一个电磁辐射源，该电磁辐射源被构造用于将电磁辐射对准物体的用粉末漆涂层的区域，并且由此使得被涂层的区域上的粉末漆交联。

此外，用于借助本发明的粉末涂层装置对物体涂层的粉末涂层方法设置有如下方法步骤：

(a) 提供物体；

(b) 借助涂布装置将粉末漆涂布在物体的待涂层区域上，并且

(c) 借助由辐照装置产生的电磁辐射使得粉末漆交联。

本发明的优点

本发明所基于的思想是，借助电磁辐射来实现粉末涂层的交联，从而仅仅在粉末层中达到所需温度，而不需将整个部件加热。

通过这种方式，可以借助粉末涂层来对特别是温度敏感的材料、例如电池单元的薄膜涂层。此外通过本发明减少了能量消耗，因为可以使用非常高效的电磁辐射源。

基于电磁辐射，得到粉末层更好的交联，从而粉末层具有更高的强度和硬度。于是涂层的使用寿命可被提高。

有利的扩展方案和改进方案由其他的从属权利要求以及由参照附图的图的描述得出。

在本发明的一个实施方式中，电磁辐射被选择为，使得电磁辐射选择性地相对于被涂层的物体加热粉末漆，以便使粉末漆交联。例如电磁辐射的波长被选择为，使得该波长处于粉末漆材料的吸收区域中、而不是处于待涂层物体的吸收区域中。通过这种方式，至物体的热传递被最小化，从而温度非常敏感的以及薄壁的部分也可被涂层。

在另一实施方式中，辐射源是激光器，尤其是二极管激光器。二极管激光器极好地适于应用在本发明的粉末涂层装置中，因为二极管激光器具有非常紧凑的结构形式并且可以以简单的方式借助电流而被抽送（gepumpt）。此外二极管激光器具有非常高的效率，从而用于对物体涂层的能量消耗可以显著地降低。此外，二极管激光器所需的维护非常少，并且具有非常高的使用寿命。借助二极管激光器，电磁辐射的耦合输入和传输也非常简单。

然而对于本发明也可以使用其他激光器种类，例如染料激光器Nd:YAD激光器、氩离子激光器、二氧化碳或氮气激光器。此外也可以使用微波激射器。本发明也没有被设定于确定的电磁辐射波长。为了将能量传递至粉末漆，可使用从紫外至远红外区域中的波长。微波也可被使用。根据粉末漆的构成，可调整至粉末漆上的波长。

在本发明的另一实施方式中设置有控制装置，该控制装置与辐射源和温度传感器耦合，该温度传感器布置在待涂层物体上，其中辐射源的辐射功率可根据由温度传感器检测的温度被控制与调节。温度传感器可以例如设置在物体的待涂层面的背面。于是电磁辐射源的辐射功率可以根据物体的温度而被改变。通过这种方式可能的是：待涂层物体的材料不被损坏，并且仍然发生粉末漆的良好交联。辐射源的辐射功率例如可以通过电磁辐射源的脉冲式运行或者通过波长的改变而被控制或调节。同样可以在辐照装置中设置有大量电磁辐射源，其中活动的电磁辐射源的数量可被改变，以便改变辐照装置的辐射功率。

在本发明的另一实施方式中，设置有转向装置，其被设计用于将辐射源的电磁辐射转向到物体的待涂层区域上。例如，转向装置以所谓的扫描器的形式构造，该扫描器使电磁辐射以行与列的形式对准物体的待涂层区域。通过转向装置也可以以简单的方式控制从电磁辐射源传递至物体待涂层区域的总能量。

在本发明的另一实施方式中，辐射源的波长可借助控制装置而被调整。通过这种方式可以实现粉末漆的最佳交联。

在本发明的另一实施方式中，设置有过程气体装置，其被构造用于将过程气体输入至粉末涂层装置中。通过这种方式，可以实现部件的非常均匀的涂层。例如使用惰性气体作为过程气体。根据待涂层物体的使用和应用，可以将通风器、脱氢设备等等与所述过程气体装置组合。

本发明尤其适于对温度敏感的部件涂层。本发明同样也尤其适于对白色家电、例如对洗碗机、衣物烘干机、洗衣机、冰箱等等的部件涂层。所述粉末涂层装置和粉末涂层方法同样非常好地适于用于防腐蚀保护的金属涂层。

上述扩展方案和改进方案只要是有意义的就可以随意彼此组合。本发明的其他可能的扩展方案、改进方案和实施方式也包括先前或在下文中关于实施例所描述的本发明特征的未明确提及的组合。尤其是，技术人员在此也加入单个方面作为对本发明的相应基本形式的改进或补充。

附图说明

接下来借助在附图的示意图中说明的实施例进一步阐述本发明。在此：

图1示出粉末涂层装置的示意性视图；

图2示出辐照装置的示意性视图；

图3示出粉末涂层装置的示意性视图；以及

图4示出粉末涂层方法的示意性流程图。

附图应当介绍本发明的实施方式的进一步理解。所描绘的实施方式与说明书结合地用于解释本发明的原理和概念。其他的实施方式和多个提及的优点关于附图而得出。附图的元件不必要相对彼此合乎比例地被示出。

附图的图示中，相同的、功能相同的和同等作用的元件、特征和组成部分（只要没有被另外说明）各自设置有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了用于对物体11涂层的粉末涂层装置1的示意性视图。在图1左侧描绘了涂布装置2，其被构造用于将粉末漆涂布在物体11的待涂层区域上。涂布装置2具有室18，室18与环境相隔离。在室18中设置有承载体12，在该承载体上设置有全面围绕物体11的喷枪9。物体11例如被保持在平台（未示出）上。承载体12可移动地安置在涂布装置内，从而物体11可以被全面地提供粉末漆。

在图1右侧描绘了辐照装置3。同样在辐照装置3中设置有大量承载体12，这些承载体可以可移动地布置在辐照装置3内。在承载体12上设置有大量的电磁辐射源4。电磁辐射源4被构造用于使电磁辐射10对准物体11的用粉末漆涂层的区域。基于由辐射源4发出的电磁辐射的辐射能量，粉末漆的微粒彼此交联，并且构成均匀的粉末漆层。电磁辐射在此被选择为，使得其仅仅被粉末漆微粒吸收，而不被物体11的材料吸收。通过这种方式，物体11在粉末漆微粒交联期间仅仅被最小地加热。通过这种方式，对温度非常敏感的部件（尤其是非常薄壁的部件）也同样可被粉末漆涂层。

图2示出了辐照装置3的示意性视图。在辐照装置3的该实施例中，在承载体12上设置有转向装置7，该转向装置被设计用于使辐射源4的电磁辐射转向到物体11的待涂层区域上。电磁辐射源4发出电磁辐射10，电磁辐射10被引导至转向装置7。转向装置7于是例如借助设置有执行机构的反射器将电磁辐射10偏转到物体11的待涂层区域上。通过这种方式，可以减少在辐照装置3中电磁辐射源4的数量。

此外，图2中所示的辐照装置3具有控制装置5。控制装置5与电磁辐射源4和温度传感器6耦合，温度传感器6布置在物体11上。控制装置5从温度传感器6获得物体11的温度的测量值，并且根据所检测的物体11的温度控制电磁辐射源4的辐射功率。如果检测到高于预先给定温度值的测量值，则控制装置5关断电磁辐射源4。当低于预先给定的温度时，控制装置5重新接通电磁辐射源4。通过这种方式，可以非常准确地调整用于使粉末漆微粒交联的功率。

当然也可以代替一次控制而使用连续的调节。为此使用PID调节回路，该调节回路可以连续适配电磁辐射源4的辐射功率。

温度传感器6例如可以布置在待涂层薄膜的背面上。作为温度传感器6，例如可以使用半导体温度传感器、热敏电阻、正温度系数热敏电阻或热电偶或石英振荡器。

此外，在图2中，过程气体装置8设置在辐照装置3的室18内。过程气体装置8可以向室18输入例如氩气或氮气的过程气体。通过这种方式，可以在物体11上构造非常均匀的粉末漆涂层。在辐照装置3中还可以额外地设置其他用于通风、脱氢或换气的装置。

图3示出了粉末涂层装置1的示意性视图。在设置有附图标记18的区域内，尚未被涂层的部件被拾取到装置1中。在区域13内，待涂层物体11被预处理。例如将粗糙杂质从物体11的表面清洗干净并且借助溶剂对表面脱脂。物体在区域14中被中间干燥。在区域14旁右侧描绘的是涂布装置2。在涂布装置2中，粉末漆被涂布在物体11的待涂层区域上。为此，在涂布装置2中设置有喷枪9。接着，物体11被输入辐照装置3中。在辐照装置3中，粉末漆在物体的待涂层区域上被借助电磁辐射源交联，所述电磁辐射源被构造用于使电磁辐射对准物体的被粉末漆涂层的区域。

在区域15中，例如进行物体11的后处理。例如粉末漆在区域15内被二次淬火。在区域17中，被涂层的物体11可以从过程链中被取出。

图4示出了粉末涂层方法的示意性流程图。在步骤S1中，提供待涂层物体。在步骤S2中，将粉末漆涂布在物体的待涂层区域上。在步骤S3中，借助电磁辐射对粉末漆进行交联。

尽管根据优选实施例在前面充分地描述了本发明，但本发明并不局限于此，而是可以以多种形式与方法被更改。

Claims (8)

1.用于对物体（11）涂层的粉末涂层装置（1），

带有涂布装置（2），该涂布装置被构造用于将粉末漆涂布在物体（11）的待涂层区域上；以及

带有辐照装置（3），该辐照装置具有至少一个电磁辐射源（4），所述至少一个电磁辐射源（4）被构造用于使电磁辐射（10）对准物体（11）的被粉末漆涂层的区域并且由此使所述粉末漆在被涂层的区域上交联。

2.根据权利要求1所述的粉末涂层装置（1），其中所述电磁辐射被选择为使得其选择性地相对于被涂层的物体加热所述粉末漆，以便使所述粉末漆交联。

3.根据权利要求1或者2所述的粉末涂层装置（1），其中辐射源（4）是激光器，尤其是二极管激光器。

4.根据上述权利要求之一所述的粉末涂层装置（1），其中设置有控制装置（5），该控制装置与辐射源（4）和温度传感器（6）耦合，所述温度传感器被布置在待涂层的物体（11）上，其中辐射源（10）的辐射功率能够根据由温度传感器（6）所检测的温度被控制和被调节。

5.根据上述权利要求之一所述的粉末涂层装置（1），其中设置有转向装置（7），该转向装置被设计用于使辐射源（4）的电磁辐射（10）转向到物体（11）的待涂层区域上。

6.根据权利要求4或5之一所述的粉末涂层装置（1），其中所述辐射源（4）的波长能够借助控制装置（5）加以调整。

7.根据上述权利要求之一所述的粉末涂层装置（1），其中设置有过程气体装置（8），该过程气体装置被构造用于将过程气体输入粉末涂层装置（1）中。

8.借助根据上述权利要求之一所述的粉末涂层装置（1）对物体（11）涂层的粉末涂层方法，具有如下步骤：

（a）提供物体（11）；

（b）借助所述涂布装置（2）将粉末漆涂布在物体的待涂层区域上；并且

（c）借助由辐照装置（3）所提供的电磁辐射（10）使粉末漆交联。