CN108745754A - 汽车铝轮毂的uv固化设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车铝轮毂的UV固化设备及工艺，所述UV固化设备包括静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室、连接于各工位之间用于运输工件的传送带、驱动传送带运动的动力装置，所述预热室和色漆喷漆室分别与静电除尘室连接，所述色漆喷漆室一侧设置有第一过渡室，所述第一过渡室连接色漆流平与闪干室和UV漆喷漆室，所述UV漆喷漆室一侧设置有第二过渡室，所述第二过渡室连接UV漆流平与闪干室和UV漆固化室。根据本发明的技术方案，能量的利用率大大提高，不仅节约了能源而且使工件温升明显降低，受热时间缩短，能满足不同规格铝轮毂UV罩光漆的固化要求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车涂装技术领域，尤其涉及一种汽车铝轮毂的UV固化设备及工艺。
背景技术
UV固化技术在汽车工业上应用最为成功的是一些零部件表面UV涂装，包括塑料、金属和木材等基材。汽车外壳用的罩光清漆用量较大，很有希望用UV罩光清漆代替传统的烘烤型罩光清漆，美国福特汽车公司在这方面做过大量的研发工作。进入20世纪90年代后，随着我国工业的迅速发展，国外先进UV固化技术、材料和设备的引进，大大推动了我国UVCC生产的发展，UV固化粉末涂料和UV固化水性涂料已成为研究的热点。从节能环保和优质综合考虑，UV固化涂装将逐步取代粉末涂装、淘汰油漆涂装而成为主流的绿色涂装技术。研发拥有自主知识产权的UV固化涂装技术和工艺，对于提升我国涂装行业的技术水平具有非常重要意义。
汽车铝轮毂对涂装技术要求很高，现有的铝轮毂UV光固化工艺设备占地面积大，布局不够紧凑，对能量的利用率不够，节能效果不佳；在对涂料进行聚合固化时需要消耗的时间较长，不仅浪费了能源而且使工件温升提高，固化温度高会导致轮毂变脆，力学强度不够，粉末涂料通过加入催化剂可以实现低温固化，但因为反应活性太大，对温度异常敏感，没有充分流平就开始固化，导致外观缺陷。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种汽车铝轮毂的UV固化设备，设备结构紧凑、布局合理。
本发明的目的是提供一种汽车铝轮毂的UV固化工艺，使得能量的利用率大大提高，不仅节约了能源而且使工件温升明显降低，受热时间缩短，能满足不同规格铝轮毂UV罩光漆的固化要求。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽车铝轮毂的UV固化设备，包括静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室、连接于各工位之间用于运输工件的传送带、驱动传送带运动的动力装置，所述预热室和色漆喷漆室分别与静电除尘室连接，所述色漆喷漆室一侧设置有第一过渡室，所述第一过渡室连接色漆流平与闪干室和UV漆喷漆室，所述UV漆喷漆室一侧设置有第二过渡室，所述第二过渡室连接UV漆流平与闪干室和UV漆固化室。
进一步，所述静电除尘室、色漆喷漆室、第一过渡室、第二过渡室、UV漆喷漆室处于同一水平线上。
进一步，所述传送带依次通过静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、第一过渡室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、第二过渡室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室。
进一步，所述静电除尘室内设有离子化风扇。
进一步，所述静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、第一过渡室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、第二过渡室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室内安装有输送链挂具，所述预热室、色漆流平与闪干室和UV漆流平与闪干室内安装有红外线辐射器。
进一步，所述红外线辐射器内设有若干支架和若干红外辐射板，若干所述支架上安装有红外辐射板，所述支架与工件的距离可调。
进一步，所述UV漆固化室内设置有紫外灯装置，所述紫外灯装置包括紫外灯灯管、灯罩、紫外灯支架、活动板、手动升降机构，所述紫外灯支架安装在UV漆固化室内，所述手动升降机构设置在紫外灯支架上，所述手动升降机构包括底座、丝杠、丝杠头和手轮，所述丝杠头安装在紫外灯支架的重心位置上，所述丝杠同时作旋转运动和轴向移动，所述丝杠头安装在丝杠上，所述手轮设置在丝杠头上，所述活动板与底座固定安装，所述紫外灯灯管安装在活动板底部。
进一步，所述紫外灯灯管数量为6个，围绕工件上部、下部及侧面各2个，下部2个紫外灯灯管高度可调，上部及侧面4个固定在紫外灯支架上。
提供一种采用汽车铝轮毂的UV固化设备的生产工艺，包括以下步骤：
1)上件：采用人工方式将工件放上传送带；
2)静电除尘：传送带将工件通过静电除尘室，于常温下进行静电除尘；
3)预热：将步骤2)中经静电除尘后的工件传送至预热室进行预热，预热温度为45～55℃，预热时间为4min；
4)喷色漆：将步骤3)中经预热后的工件传送至色漆喷漆室，在常温下进行喷色漆，传送带通过色漆喷漆室的行走时间为8min；
5)色漆流平+闪干：将步骤4)中经喷色漆后的工件传送至色漆流平与闪干室进行色漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过色漆流平与闪干室的行走时间为10min；
6)喷UV漆：将步骤5)中经色漆流平+闪干后的工件传送至UV漆喷漆室进行喷UV漆工艺，在常温下进行喷UV漆工艺，喷漆时间为8min；
7)UV漆流平+闪干：将步骤6)中经喷UV漆后的工件传送至UV漆流平与闪干室进行UV漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过UV漆流平与闪干室的行走时间为10min；
8)UV漆固化：将步骤7)中经UV漆流平+闪干后的工件传送至UV漆固化室进行UV漆固化工艺，采用紫外线灯管对喷漆后的工件进行照射，照射温度为80～100℃，照射时间为5min；
9)下件：采用人工方式进行下件。
进一步，所述UV漆固化步骤所采用的紫外灯灯管与工件上包覆的UV膜之间的距离为5～10倍紫外灯灯管直径。
上述工艺中采用的UV漆为上海斯典化工有限公司开发的铝轮毂用UV罩光清漆。
本生产线处理的铝轮毂尺寸：610*335mm，铝轮毂的重量：小于30kg/件；输送方式采用DFT400型地面输送链连续运行，轮毂放置间距约800mm，工艺速度V＝0.3m/min，速度可调范围：0.3～0.5m/min。
本发明的优点在于：
(1)本工艺设计结构紧凑，布局合理，设备体积小，节省空间；输送链行走路径简单，不重复，不交叉，设备外形整齐美观；利用加设的第一过渡室和第二过渡室，使得从上件到下件各工艺既相对独立又连接有序，工件一直处在密闭洁净的环境中，满足UV固化涂装对环境洁净度的要求。
(2)红外加热技术(远红外)应用辐射加热特点，大幅度提高了能量利用率，因而获得明显的节能效果，对室体保温性的要求大大降低，本套设备室体保温层厚度仅为50mm；
(3)铝轮毂UV光固化技术利用高强度紫外线引发涂料快速聚合固化，固化时间仅数秒钟，这对涂料来讲能量的利用率大大提高，而工件吸能则大大减少，不仅节约了能源而且使工件温升明显降低，受热时间缩短，节省了半成品堆放的空间更能满足大规模自动化生产的要求，设备占地面积小，投资少，便于组织生产流水作业线；
(4)设备简单，操作方便，故障率低；
(5)无溶剂或只含有少量溶剂，挥发量少，安全并且减少了大气污染；
(6)铝轮毂形状复杂，外观要求较高，本套生产线运行后，涂膜性能良好，耐磨性，耐溶剂性，耐腐蚀性显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的设备结构示意图。
图2为本发明的红外辐射器布置结构示意图。
图3为本发明的紫外灯布置结构示意图。
图4为本发明的紫外灯布置的正视图。
图5为本发明的手动升降机构的结构示意图。
其中：
1、静电除尘室，2、预热室，3、色漆喷漆室，4、第一过渡室，5、色漆流平与闪干室，6、UV漆喷漆室，7、第二过渡室，8、UV漆流平与闪干室，9、UV漆固化室，91、紫外灯灯管，92、灯罩，93、紫外灯支架，94、手动升降机构，941、底座，942、丝杠，943、丝杠头，944、手轮，95、活动板，10、红外线辐射器，11、输送链挂具；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1-5所示的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，包括静电除尘室1、预热室2、色漆喷漆室3、色漆流平与闪干室5、UV漆喷漆室6、UV漆流平与闪干室8、UV漆固化室9、连接于各工位之间用于运输工件的传送带、驱动传送带运动的动力装置，所述预热室2和色漆喷漆室3分别与静电除尘室1连接，所述静电除尘室1内设有离子化风扇，UV固化涂装对于涂装环境的洁净度要求较为严格，若工件表面沾有油、水、灰尘后极易在涂层中形成气泡，轮毂在成型过程中，由于在脱模时与模具发生的相对运动，导致轮毂表面携带静电，为防止静电吸附空气中的细丝纤毛造成产品表面污染，在进人涂装线体之前必须进行静电除尘，静电除尘能除掉0.01μm～0.005μm以下的微细尘埃，使用离子化风扇对静电进行消除，离子化风扇使吹出的空气携带大量电荷与轮毂表面电荷中和，此工序设计要点在于设备选型合理，以吹出的离子化空气能覆盖到整个工件为宜，优点在于设备简单，安装方便，运行成本极低，所述色漆喷漆室3一侧设置有第一过渡室4，所述第一过渡室4连接色漆流平与闪干室5和UV漆喷漆室6，所述UV漆喷漆室6一侧设置有第二过渡室7，所述第二过渡室7连接UV漆流平与闪干室8和UV漆固化室9，色漆喷漆室3与UV漆喷漆室6一侧设有喷漆口，所述静电除尘室1、色漆喷漆室3、第一过渡室4、第二过渡室7、UV漆喷漆室6处于同一水平线上，所述静电除尘室1、预热室2、色漆喷漆室3、第一过渡室4、色漆流平与闪干室5、UV漆喷漆室6、第二过渡室7、UV漆流平与闪干室8、UV漆固化室9内安装有输送链挂具11，所述预热室2、色漆流平与闪干室5和UV漆流平与闪干室8内安装有红外线辐射器10，所述红外线辐射器10内设有若干支架和若干红外辐射板，由于铝轮毂外形复杂，为使涂层受热均匀，一方面设计时输送链挂具11可360°旋转，另一方面，红外辐射板必须合理排布，使其辐射到轮毂的各个涂层面，不留阴影区和死角，因此若干所述支架上安装有红外辐射板，所述支架与工件的距离可调，满足不同结构尺寸工件的需要，所述UV漆固化室9内设置有紫外灯装置，所述紫外灯装置包括紫外灯灯管91、灯罩92、紫外灯支架93、活动板95、手动升降机构94，所述紫外灯支架93安装在UV漆固化室9内，所述手动升降机构94设置在紫外灯支架93上，所述手动升降机构94包括底座941、丝杠942、丝杠头943和手轮944，所述丝杠头943安装在紫外灯支架93的重心位置上，所述丝杠942同时作旋转运动和轴向移动，所述丝杠头943安装在丝杠942上，所述手轮944设置在丝杠头943上，所述活动板95与底座941固定安装，所述紫外灯灯管91安装在活动板941底部，所述紫外灯灯管91数量为6个，围绕工件上部、下部及侧面各2个，下部2个紫外灯灯管91高度可调，上部及侧面4个固定在紫外灯支架93上，紫外灯支架93的设计有2点优势，一是支架设计为整体安装结构，方便现场安装固定；二是支架通过手动升降机构94可以轻松上下调整位置，省时省力，解决了紫外灯位置需频繁调整，多人操作的难题，UV固化是光固化涂装的最后一部分，如果这一步控制不好，会导致整个过程的不可逆转的失败，因UV膜接收到的光的能量与它跟紫外灯灯管91之间的距离有关，即UV膜离紫外灯灯管91越近，接收到的能量就越高，同时，尽可能采用直径小的灯管，这样既能在排布时使能量分布更均匀，又可更有效地利用灯管发出的UV光能，从而提高能量密度，UV灯的选用和排布应根据输送链挂具11的运行速度考虑，通过手轮944带动丝杠942进行轴向运动以调节手动升降机构94的垂直高度，进而调节紫外线灯管91到UV膜的距离，所述传送带依次通过静电除尘室1、预热室2、色漆喷漆室3、第一过渡室4、色漆流平与闪干室5、UV漆喷漆室6、第二过渡室7、UV漆流平与闪干室8、UV漆固化室9，传送带利用马达传动。
根据所述的汽车铝轮毂的UV固化设备的生产工艺，包括以下步骤：
1)上件：采用人工方式将待喷漆工件放上传送带，先利用酒精将工件表面擦拭干净；
2)静电除尘：传送带将擦拭干净的工件通过静电除尘室1，于常温下进行静电除尘；
3)预热：将步骤2)中经静电除尘后的工件传送至预热室2进行预热，预热温度为45～55℃，预热时间为4min；
4)喷色漆：将步骤3)中经预热后的工件传送至色漆喷漆室3，在常温下进行喷色漆，调整喷枪的喷射范围以及喷漆流量，通过喷漆口采取人工喷涂，传送带通过色漆喷漆室的行走时间为8min；
5)色漆流平+闪干：将步骤4)中经喷色漆后的工件传送至色漆流平与闪干室5进行色漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过色漆流平与闪干室5的行走时间为10min，保证工件的上下温度均匀，在烘烤的同时油漆在表面张力作用下流平；
6)喷UV漆：将步骤5)中经色漆流平+闪干后的工件传送至UV漆喷漆室6进行喷UV漆工艺，在常温下进行喷UV漆工艺，调整喷枪的喷射范围以及喷漆流量，通过喷漆口采取人工喷涂，传送带通过UV漆喷漆室6的行走时间为8min；
7)UV漆流平+闪干：将步骤6)中经喷UV漆后的工件传送至UV漆流平与闪干室8进行UV漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过UV漆流平与闪干室8的行走时间为10min，保证传送带的上下温度均匀，在烘烤的同时油漆在表面张力作用下流平；
实验表明：干燥的温度条件为80℃时，表干需要的时间为10min；
8)UV漆固化：将步骤7)中经UV漆流平+闪干后的工件传送至UV漆固化室9进行UV漆固化工艺，透明漆辐照能量为750～10000mJ/cm2，采用紫外线灯管对喷漆后的工件进行照射，照射温度为80～100℃，照射时间为5min，所述UV漆固化步骤所采用的紫外灯灯管91与工件上包覆的UV膜之间的距离为5～10倍紫外灯灯管91直径，本实施例中紫外线灯管91的辐照能量为9000mj/cm2；
9)下件：采用人工方式进行下件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，包括静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室、连接于各工位之间用于运输工件的传送带、驱动传送带运动的动力装置，所述预热室和色漆喷漆室分别与静电除尘室连接，所述色漆喷漆室一侧设置有第一过渡室，所述第一过渡室连接色漆流平与闪干室和UV漆喷漆室，所述UV漆喷漆室一侧设置有第二过渡室，所述第二过渡室连接UV漆流平与闪干室和UV漆固化室。
2.根据权利要求1所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述静电除尘室、色漆喷漆室、第一过渡室、第二过渡室、UV漆喷漆室处于同一水平线上。
3.根据权利要求1所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述传送带依次通过静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、第一过渡室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、第二过渡室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室。
4.根据权利要求1所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述静电除尘室内设有离子化风扇。
5.根据权利要求1所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述静电除尘室、预热室、色漆喷漆室、第一过渡室、色漆流平与闪干室、UV漆喷漆室、第二过渡室、UV漆流平与闪干室、UV漆固化室内安装有输送链挂具，所述预热室、色漆流平与闪干室和UV漆流平与闪干室内安装有红外线辐射器。
6.根据权利要求5所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述红外线辐射器内设有若干支架和若干红外辐射板，若干所述支架上安装有红外辐射板，所述支架与工件的距离可调。
7.根据权利要求1所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述UV漆固化室内设置有紫外灯装置，所述紫外灯装置包括紫外灯灯管、灯罩、紫外灯支架、活动板、手动升降机构，所述紫外灯支架安装在UV漆固化室内，所述手动升降机构设置在紫外灯支架上，所述手动升降机构包括底座、丝杠、丝杠头和手轮，所述丝杠头安装在紫外灯支架的重心位置上，所述丝杠同时作旋转运动和轴向移动，所述丝杠头安装在丝杠上，所述手轮设置在丝杠头上，所述活动板与底座固定安装，所述紫外灯灯管安装在活动板底部。
8.根据权利要求7所述的一种汽车铝轮毂的UV固化设备，其特征在于，所述紫外灯灯管数量为6个，围绕工件上部、下部及侧面各2个，下部2个紫外灯灯管高度可调，上部及侧面4个固定在紫外灯支架上。
9.根据权利要求1所述采用汽车铝轮毂的UV固化设备的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)上件：采用人工方式将工件放上传送带；
2)静电除尘：传送带将工件通过静电除尘室，于常温下进行静电除尘；
3)预热：将步骤2)中经静电除尘后的工件传送至预热室进行预热，预热温度为45～55℃，预热时间为4min；
4)喷色漆：将步骤3)中经预热后的工件传送至色漆喷漆室，在常温下进行喷色漆，传送带通过色漆喷漆室的行走时间为8min；
5)色漆流平+闪干：将步骤4)中经喷色漆后的工件传送至色漆流平与闪干室进行色漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过色漆流平与闪干室的行走时间为10min；
6)喷UV漆：将步骤5)中经色漆流平+闪干后的工件传送至UV漆喷漆室进行喷UV漆工艺，在常温下进行喷UV漆工艺，喷漆时间为8min；
7)UV漆流平+闪干：将步骤6)中经喷UV漆后的工件传送至UV漆流平与闪干室进行UV漆流平+闪干工艺，工艺温度为80～100℃，加热时间为8min，传送带通过UV漆流平与闪干室的行走时间为10min；
8)UV漆固化：将步骤7)中经UV漆流平+闪干后的工件传送至UV漆固化室进行UV漆固化工艺，采用紫外线灯管对喷漆后的工件进行照射，照射温度为80～100℃，照射时间为5min；
9)下件：采用人工方式进行下件。
10.根据权利要求9所述采用汽车铝轮毂的UV固化设备的生产工艺，其特征在于，所述UV漆固化步骤所采用的紫外灯灯管与工件上包覆的UV膜之间的距离为5～10倍紫外灯灯管直径。
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