DE10112854A1 - Si-dotierte amorphe C-Beschichtung für Lackierglocken - Google Patents

Si-dotierte amorphe C-Beschichtung für Lackierglocken

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vernebelungseinrichtung mit abriebsresistent beschichteten Glocken (32) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung; wobei die auf die Außenoberfläche einer Glockentasse (36) des Verneblers (32) aufgebrachte Beschichtung bevorzugt eine siliciumdotierte amorphe Kohlenstoffschicht ist, wobei diese signifikant die Einsatzdauer einer Glockentasse (36) in einem Lackiersystem (10) verlängert, in dem die Auswirkungen abrasiver Materialien auf die abriebgefährdeten Oberflächen der Glockentassen (36) begrenzt werden, eingeschlossen die obersten gezahnten Kanten (46).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vernebelungseinrichtung mit Glocken für elektrostatische Anwendungen sowie Verfahren zum Verbessern der Abriebfestigkeit der Außen­ oberfläche einer Al-Glockentasse. Sie bezieht sich also auf Polymer-Überzugsauf­ tragseinrichtungen und insbesondere Komponenten, auf denen eine abnutzungsre­ sistente Schicht gebildet ist.
Rotierende Farbzerstäuber (allgemein als "Glocken" oder "Glockenzerstäuber für Farbe" bezeichnet) werden typischerweise zum elektrostatischen Aufbringen von Fluiden, wie Polymerüberzügen, auf verschiedenste Oberflächen eingesetzt. Die derzeitige Technologie verwendet Farbstoff-Glockenzerstäuber, die aus Materialien wie Aluminium und aufwendigem Titan bestehen. Ein Problem der derzeitigen Farb­ stoff-Glockenzerstäuber besteht darin, daß sie einer hohen Abnutzungsgeschwin­ digkeit unterliegen (für Farbstoff-Glocken bei Automobilanwendungen typischerwei­ se 5 bis 7 Wochen). Falls metall-, glimmerhaltige oder stark pigmentierte Überzüge eingesetzt werden, schleifen die Metallflocken, Glimmerflocken, oder abrasiven Pigmente in den Schichten Vertiefungen in die Oberfläche der Glocken. Derartig abgenutzte Farbstoff-Glockenzerstäuber bringen dann ggf. unebene oder hügelige Überzüge auf, die wiederum aufwendige und zeitaufwendige Fehlerentfernung und Endbearbeitung erfordern. Ferner ist es relativ aufwendig, Farbglocken oder Farbglockenkomponenten, wie Glockentassen, zu ersetzen.
Eine mögliche Lösung für das Abnutzungsproblem besteht darin, härtere Metalle, wie reines Titan, in den Glocken einzusetzen. Titan-Farbstoffglocken halten typi­ scherweise länger als andere Glocken. Titan-Farbstoffglocken halten insbesondere länger als Standard-Aluminium-Farbstoffglocken, kosten aber etwa das doppelte bis dreifache.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Haltbarkeit von Farbstoff-Glocken ohne si­ gnifikante Einflüsse auf die Kosten und das Verhalten der Ausrüstung zu verbes­ sern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vernebelungseinrichtung mit Glocken für elektrostatische Anwendungen mit einem Glockengehäuse und einer oberflächenbeschichteten Al-Glockentasse gemäß Anspruch 1 sowie durch Verne­ belungseinrichtung für elektrostatische Anwendung mit einem Glockengehäuse und einer Ti-Glockentasse, auf deren Oberfläche ein Adhäsionsvermittler aufgebracht ist, sowie einer auf dem Adhäsionsvermittler gebildeten Schicht. Gemäß Anspruch 4 und das Verfahren nach Verfahren zum Verbessern der Abriebfestigkeit der Au­ ßenoberfläche einer Al-Glockentasse mit den Schritten: Vorbereiten der Außen­ oberfläche der Al-Glockentasse; und Aufbringen einer abriebresistenten Schicht auf der Außenoberfläche nach Anspruch 8 und ein Verfahren zum Verbessern der Ab­ riebresistenz der Außenoberfläche einer Ti-Glockentasse mit der Schritten: Vorbe­ reiten der Außenoberfläche der Ti-Glockentasse; Aufbringen einer Adhäsionsver­ mittlerschicht auf die Außenoberfläche; und Aufbringen einer abriebresistenten Schicht auf der Adhäsionsvermittlerschicht nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Si-dotierte (Si-stabilisierte) amorphe Kohlenstoffschicht auf die Abrieboberflächen aufgebracht und insbesondere auf die metallischen Glocken­ tassen der Metallglockenzerstäuber. Beschichtete Metallglocken haben eine signifikant längere Standzeit als unbeschichtete Standard-Aluminiumglocken und besitzen überlegene Abriebscharakteristika gegenüber unbeschichteten Standard- Ti-Glocken. In dieser Hinsicht zeigen Aluminium- und Titanglocken, auf denen Überzüge aufgebracht waren, ähnliche Resultate.
Die Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht hat den weiteren Vorteil, relativ preiswert herzustellen und aufzubringen zu sein, insbesondere verglichen mit den Kosten, die durch den Ersatz der Aluminium- und Ti-Glockentassen auftreten oder den Kosten für den Ersatz eines vollständigen Glockenzerstäubers.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden spe­ ziellen Beschreibung sowie den begleitenden Ansprüchen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Farbspritzsystems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht eines Querschnitts durch einen erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffzerstäuberkopf;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht einer unbeschichteten Glockentasse vor dem Einsatz in einem Lackiersystem;
Fig. 3b eine perspektivische Ansicht einer unbeschichteten Glockentasse nach Ein­ satz in einem Lackiersystem;
Fig. 3c eine vergrößerte Ansicht des Kreises A in Fig. 3b;
Fig. 3d eine vergrößerte Ansicht des Kreises B in Fig. 3b;
Fig. 4 ein logisches Flußdiagramm für die Herstellung und Schicht der Glockentas­ sen;
Fig. 5 ein detaillierteres logisches Flußdiagramm der Fig. 4 zum Beschichten einer Al-Glockentasse; und
Fig. 6 ein detaillierteres logisches Flußdiagramm der Fig. 4 zum Beschichten einer Ti-Glockentasse.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, auf die sie jedoch keineswegs eingeschränkt ist.
In den nachfolgenden Figuren werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um iden­ tische Komponenten in den unterschiedlichen Darstellungen zu bezeichnen. Die Erfindung wird anhand einer automatisierten Spritzausrüstung erläutert, die sich besonders für das Automobilgebiet eignet. Nichtsdestoweniger ist die Erfindung auch auf verschiedene andere Anwendungen, wie Verbraucheranwendungen, indu­ strielle Anwendungen und andere Lackierprozesse anwendbar.
In Fig. 1 ist ein Lackspritzsystem 10 zum Lackieren eines Teils oder einer Oberflä­ che mit mehreren Roboterarmen dargestellt, das einen Overheadarm 14 und Sei­ tenarme 16 umfassen kann. Jeder Arm 14, 16 ist mit einer Stange 18 verbunden. In derartigen Systemen bewegen sich die Arme 14, 16 entsprechend XYZ-Koordinaten gegenüber der Stange 18. Allgemein ändern sich die XYZ-Koordinaten der Arme 14, 16 abhängig vom zu lackierenden Teil 12. Allgemein ist es üblich, einen vorbe­ stimmten Abstand von der zu lackierenden Oberfläche zu wahren. Jeder Arm 14, 16 besitzt mehrere Motoren (nicht gezeigt), die eine Bewegung der Arme 14, 16 in er­ wünschte Positionen gegenüber dem Teil 12 erlauben. Eine Energiequelle 20 ist mit dem Farbspritzsystem 10 verbunden, die die Arme 14, 16 mit Energie versorgt. Je­ der Arm 14, 16 besitzt einen auf demselben angeordneten Farbstoffzerstäuberkopf 22. Wie weiter unten beschrieben, generiert jeder Farbvernebelungskopf 22 einen erwünschten Farbstoffnebel gegenüber dem Teil 12. Jeder Farbstoffvernebelungs­ kopf 22 ist fluidisch mit einer Farbquelle 24 verbunden, die ihm Farbstoff liefert.
In Fig. 2 ist ein Vernebelungskopf 22 detaillierter dargestellt. Der Vernebelungskopf 22 besitzt ein Trägergehäuse 26 mit einer Frontoberfläche 28, die den zu lackieren­ den Teilen 12 gegenüberliegt. Das Trägergehäuse 26 besitzt auch mehrere andere Oberflächen, bspw. Seitenoberflächen. Wie dem Fachmann offensichtlich, können verschiedenste Vernebelungskopf-Formen 22 eingesetzt werden. Beispielsweise können die Seitenarme 16 andere Köpfe als die Overheadarme verwenden. Diese Lehren sind auf alle Kopftypen 22 anwendbar.
Von der Frontoberfläche 28 erstreckt sich ein Glockenzerstäuber 32. Der Glocken­ zerstäuber 32 besitzt ein Glockengehäuse 34 und eine Glockentasse 36. Glocken­ tassen 36 bestehen typischerweise aus Aluminium oder Titan. Ein Farbkanal 38 erstreckt sich durch den Glockenzerstäuber 32 und das Trägergehäuse 26 und ist ggf. mit deren Farbquelle 24 gekoppelt. Die Glockenzerstäuber 32 und ihre Be­ triebsweise sind im Stand der Technik wohl bekannt. Glockentassen 36 empfangen Farbstoff von Farbkanal 38. Die Glockentassen 36 drehen sich, um Strömungslinien (Zerstäubung) zu generieren, um die Farbstoffpartikel 40 zum Teil 12 zu leiten. Zu­ sätzlich zu den Strömungslinien, die Farbstoffpartikel 40 zum Teil 12 leiten, ist der Glockenzerstäuber 32 mit einer Energiequelle 20 verbunden, um eine Potentialdiffe­ renz der Farbstoffpartikel 40 gegenüber dem Teil 12 zu erzeugen, die sie elektrisch zum Teil 12 leitet. Demzufolge besteht eine Potentialdifferenz zwischen den Parti­ keln 40 und dem Teil 12.
Die Fig. 3a bis 3d beziehen sich auf die Glockentassen 36 sowohl vor als auch nach Einsatz an einem Lackiersystem.
In Fig. 3a ist eine jungfräuliche, unbeschichtete Glockentasse 36 mit einem Farbka­ nal 38 und einer Verteilerscheibe 42 vor Installation in einem Farbsystem 10 darge­ stellt. Die Glockentasse 36 besitzt auch eine innere Hohlraumwand (als 44 in Fig. 3b gezeigt) und eine gezackte Kante 46.
Die Fig. 3b bis 3d zeigen die gleiche Glockentasse 36 wie Fig. 3a nach einer bestimmten Einsatzzeit im Lackiersystem 10. Die Zerstäubungsraten (typischer­ weise etwa 40-60.000 Umdrehungen/min.) und die Fluidflußgeschwindigkeiten (typischerweise etwa 100-400 cm3/min.) der Schichten durch einen Glockenzer­ stäuber 42 neigen dazu, Vertiefungen 44A auf der inneren Hohlraumwand 44 aus­ zubilden, wie am besten in Fig. 3c gezeigt und schleifen Vertiefungen in 46A in die gezackten Kanten 46 der Glockenzerstäuber 32, wie am besten in Fig. 3d ersicht­ lich. Metall- oder Glimmergehalt in Überzügen, wie bei Automobilbasislacken, erhöht die Abnutzungsgeschwindigkeit dramatisch. Hochpigmentierte Überzüge, wie Pri­ mer, haben einen ähnlichen Effekt.
Wie in Fig. 3b und 3c gezeigt, schafft die Abnutzung auf jeder Seite der Verteilungs­ scheibe 42 mit der Zeit Vertiefungen 44A in der inneren Hohlraumwand. Diese Ver­ tiefungen 44A können eine Glockenfluidflußableitung verstopfen, oder Spratzen her­ vorrufen. Die Vertiefungen 46A auf der gezackten Kante 46 - wie in Fig. 3d gezeigt - können unregelmäßige Zerstäubung und Spratzen hervorrufen.
Die Erfindung bekämpft diese Abnutzungsprobleme, indem eine Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht auf die Oberflächen der Glockentasse 36 aufgebracht wird. Die Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht verbessert das Abriebverhalten sowohl von Al- als auch Ti-Glockenzerstäubern 32 ohne zusätzliche signifikante Kosten.
Fig. 4 zeigt ein allgemeines logisches Flußdiagramm für die Herstellung und Über­ zugsbildung auf den Oberflächen der Metall-Glockentassen 36. Um die Glockentas­ sen 36 für die Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht vorzubereiten, werden die Glockentassen 36 zuerst mit einer Kombination von Wasser, Seife und Lösungs­ mittel in Schritt 100 gereinigt. Danach werden die Glockentassen 36 geätzt, gewa­ schen und wieder eine vorbestimmte Zeit geätzt. Die Glockentassen 36 werden so­ dann in Schritt 120 eine vorbestimmte Zeit mit Wasser gewaschen, luftgetrocknet und dann vakuumgetrocknet.
Danach werden die Glockentassen 36 automatisch in Schritt 130 durch Argonbe­ schuß mit 200 V, 500 V und wieder 200 V atomar gereinigt. Die Glockentassen 36 werden dann in Schritt 140 mit einer Si-dotierten amorphen Kohlenstoffschicht be­ schichtet. Ein detaillierteres logisches Flußdiagramm der Herstellung und Schicht der Al-Glockentassen 36 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist unten in Fig. 5 gezeigt, während ein detaillierteres logisches Flußdiagramm der Herstellung von Ti-Glockentassen 36 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in Fig. 6 weiter unten gezeigt ist.
In Fig. 5 werden die Oberflächen der Al-Glockentassen zunächst mit Seife, Wasser und Lösemittel in Schritt 200 gereinigt. Danach werden in Schritt 210 die Al-Glocken­ tassen 36 mit einer 5%igen Lösung Natriumhydroxid 20 Sekunden geätzt, häu­ fig unter Ultraschallbewegung. In Schritt 220 werden die Al-Glockentassen 36 in Wasser gewaschen und in Schritt 230 in 1%iger Salpetersäurelösung 5 Minuten unter Ultraschallagitation geätzt. Die Al-Glockentasse wird sodann mit Wasser in Schritt 230 gewaschen und in Schritt 240 trockengeblasen. Die Glockentassen 36 werden dann in eine auf 10-7 Torr eingestellte Vakuumdruckkammer in Schritt 260 überführt. Während die Schritte 200 bis 260 ein bevorzugtes Verfahren zur Vorbe­ reitung der Al-Glockentassen 36 zum Aufbringen einer Schicht sind, wird ange­ nommen, daß einige dieser Schritte unnötig oder geändert werden können, um das gleiche gewünschte Resultat zu erhalten.
In Schritt 270 werden die Al-Glockentassen 36 automatisch durch Argonbeschuß mit 200 V, 500 V und wieder 200 V gereinigt. Die Al-Glockentassen sind nun fertig, damit eine Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht darauf aufgebracht werden kann.
In Schritt 280 wird eine Schicht Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht auf die Glocken­ tassen 36 aufgebracht, indem die Glockentassen 36 in eine Kammer mit einer Gasmischung aus Metall und Tetramethylsilan eingebracht werden. Eine 13,6 MHz Radiofrequenz Energiequelle wird angeschaltet, bis eine 500 V Spannung erzielt ist. Auf die Oberfläche der Al-Glockentassen 36 wird nach etwa 3 Stunden ein 10-15% Si-haltiger Film abgeschieden. Die beschichteten Glockentassen 36 sind nun zum Einsatz in ein Vernebelungssystem fertig.
Während der Schritt 280 ein bevorzugtes Verfahren zum Beschichten einer Al-Glocken­ tasse 36 repräsentiert, können auch andere Dotierungsmittel eingesetzt werden. Zum Beispiel kann Wolfram-dotierter oder Titan-dotierter amorpher Kohlenstoff ein­ gesetzt werden. Ferner können andere Kohlenwasserstoffe Methan ersetzen. Diese Kohlenwasserstoffe umfassen Acetylen, Ethen, Butan, Pentin und Benzol. Es kön­ nen auch andere Siliciumquellen eingesetzt werden, wie Diethylsilan. Schließlich können andere Frequenzen oder Potentialdifferenzen eingesetzt werden. Bei­ spielsweise können andere Frequenzen anstelle von 13,56 MHz eingesetzt werden, eingeschlossen gepulster, direkter Strom. Ein Bereich von Potentialdifferenzen zwi­ schen 200 und 1000 V kann verwendet werden, wobei die 200 V Potentialdifferenz den härtesten Film bildet und die 1000 V Potentialdifferenz zur schnellsten Abschei­ dungsrate führt.
In Fig. 6 werden die Oberflächen der Ti-Glockentassen 36 mit Seife, Wasser und Lösemittel in Schritt 300 gereinigt. Danach werden in Schritt 310 die Titanglocken 36 60 Sekunden in 3%iger Salpetersäure in ethanolischer Lösung unter Ultra­ schallbewegung geätzt. Die Ti-Glockentasse 36 wird mit Schritt 320 mit Wasser gespült und unter Rühren in Schritt 300 5 Minuten in Äthanol eingebracht.
Die Ti-Glockentassen werden dann in Schritt 340 mit Wasser gewaschen und in Schritt 350 trockengeblasen. Die Ti-Glockentassen 36 werden sodann in eine Va­ kuumkammer mit einem Druck von 10-7 in Schritt 360 überführt. Während die Schritte 300 bis 360 z. Z. ein bevorzugtes Verfahren zur Aufbringung eines Über­ zugs auf die Oberfläche der Ti-Glockentassen 36 sind, ist anzunehmen, daß einige dieser Schritte unnötig oder geändert werden können, um das erwünschte Resultat zu erhalten.
In Schritt 370 werden Al-Glockentassen 36 atomar durch Argonbeschuß bei 200 V, 500 V und wieder 200 V gereinigt. Eine gesputterte Chromschicht wird sodann auf die Oberfläche der Titanglocken 36 in Schritt 380 aufgebracht. Die Chromschicht dient als Haftvermittler für die Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht.
Eine Schicht Si-dotierter amorpher Kohlenstoff wird auf die Chromoberfläche der Ti- Glockentasse 36 in Schritt 380 aufgebraucht. Dies wird erzielt, indem die Glocken­ tassen 36 in eine Kammer mit Gasmischung von Methan und Tetramethylsilan ge­ bracht werden. Es wird eine 13,56 MHz Radiofrequenz-Energiequelle betrieben, bis eine 500 V-Spannung erzielt wird. Ein 10-15% Si-Film wird auf der Oberfläche der Glocken 36 nach etwa 3 Stunden abgeschieden. Die verzogenen Glockentassen 36 sind nun zum Einsatz in einem Vernebler 32 einsetzbar.
Während Schritt 380 ein bevorzugtes Verfahren zum Beschichten einer Ti-Glocken­ tasse 36 repräsentiert, können auch andere Si-Dotierungsmittel eingesetzt wer­ den, beispielsweise können Wolfram- oder Titan-dotierte amorphe Kohlenstoffe verwendet werden. Zusätzlich können andere Kohlenwasserstoffe Methan ersetzen. Derartige Kohlenwasserstoffe können bspw. Acetylen, Ethen, Butan, Pentin oder Benzol sein. Es funktionieren auch andere Si-Quellen, wie Diethylsilan. Schließlich können andere Frequenzen oder Spannungsdifferenzen verwendet werden. Bei­ spielsweise können andere Frequenzen als 13,56 MHz eingesetzt werden, einge­ schlossen gepulster Direktstrom. Ein Bereich von Spannungsdifferenzen von zwi­ schen etwa 200 V bis etwa 1000 V kann ebenfalls eingesetzt werden, wobei die 200 V- Spannungsdifferenz die härtesten Filme und die 1000 V-Spannungsdifferenz die schnellste Abscheidungsrate erzielen.
Während ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen einer amorphen Kohlenstoff­ schicht beschrieben wurde, bestehen selbstverständlich viele andere Verfahren zur Aufbringung von dotierten amorphen Kohlenstoffschichten auf Aluminium- und Titan­ oberflächen, die im Stand der Technik wohl bekannt sind, wie Laser-Ablation, io­ nenstrahl-assistierter Beschuß und Ionenstrahlbeschuß.
Es wurden Validierungsstudien durchgeführt, um zu zeigen, daß die Si-dotierten amorphen Kohlenstoffschichten die Abriebfestigkeit von Aluminium- und Ti-Glocken­ tassen 36 verbessern.
Bei einer Validierungsstudie wurden vier Glockentassen 36 eingesetzt. Zwei Alumi­ nium Behr-Eco-Bell-Tassen 36 wurden mit Si-dotiertem amorphem Überzug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie detailliert oben erläutert, be­ schichtet. Eine unbeschichtete Aluminium Behr-Eco-Bell-Tasse 36 und eine unbe­ schichtete Titan-Behr-Eco-Bell-Tasse 36 wurden ebenfalls eingesetzt.
Die vier Tassen 32 wurden auf eine Haupt-Grundlackbeschichtungsstraße gesetzt, wobei die beschichteten und unbeschichteten Glocken 32 auf gegenüberliegenden Seiten einer Lackierzelle auf zwei Paaren Behr SF3 Seiten-Maschinen eingesetzt wurden. Die gegenüberliegenden Paare der Seitenmaschinen wurden mit identi­ schen Spritzprogrammen betrieben.
Die Maschinen wurden kontinuierlich 10 Wochen, 20 Stunden pro Tag betrieben. Die Glocken 36 wurden nur zum Reinigen und Fotografieren aus dem Betrieb her­ ausgenommen.
Von jeder Glockentasse 36 wurden micrographische Fotografien einmal pro Woche erhalten. Digitale Bilder von der Innenhohlraumwand 44 und der gezahnten Kante 46 wurden von jeder Tasse 36 mit etwa 10facher Vergrößerung aufgenommen. Alle Fotografien wurden gekennzeichnet und in einem Album aufgehoben. Die Ver­ schleißzeit wurde durch Vergleich der Fotomicrographien mit Fotomicrographien anderer, verschlissener Glockentassen 36 bestimmt. Ferner wurde die Verschleiß­ zeit bestimmt, indem gespritzte Oberflächen auf Defekte untersucht wurden, die auf abgenutzte Glockentassen 36 zurückgeführt werden.
Während des Verlaufs des Experimentes zeigte jede Glockentasse 36 progressive Abnutzung mit steigender Betriebsdauer. Die unbeschichtete Glockentasse 36 zeigte eine signifikante abrasive Abnutzung beginnend mit dem ersten Aussetzen gegenüber abrasiver Farbumgebung, und wurde nach 6 Wochen aus der Anlage aufgrund starker Abnutzung herausgenommen. Die Ti-Glockentasse 36 hielt über die Gesamtmindestdauer, zeigte aber ein Anwachsen der Oberflächenabnutzung mit Einsatzdauer. Die beschichteten Al-Glockentassen 36 zeigten keine signifikante abrasive Abnutzung auf der inneren Hohlraumwand 44 der Glockentassen 36.
Die gezackten Oberkanten 46 der Aluminium- und Ti-Glockentassen 36 (unbe­ schichtet) zeigten beide Anzeichen von abrasiver Abnutzung an den Zähnen der inneren Oberfläche; Bedingungen, die zu Spratzen und anderen damit verbunde­ nen Oberflächenunregelmäßigkeiten führen können Weder auf den beschichten Aluminium- oder den beschichteten Ti-Glockentassen 36 war während der 10-wö­ chigen Studie signifikanter Verschleiß offensichtlich.
Die Testresultate zeigen, daß Glockentassen 36 mit Si-dotierten amorphen Schich­ ten mindestens doppelt so lange wie die unbeschichteten Standard-Al-Glockentas­ sen halten. Die Tests zeigten auch an, daß die Ti-Glockentassen 36, obwohl sie Standard-Al-Tassen 36 überlegen sind, den beschichteten Glockentassen 36 ge­ mäß der Erfindung für die Glockenaufbringung eines Grundlacks unterlegen sind.
Während die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsform beschrieben wurde, ist es dem Fachmann ersichtlich, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und Modifikationen im Rahmen des fachmännischen Wissens im Rahmen der Ansprü­ che jederzeit möglich sind.
Bezugszeichenliste
10
Lackspritzsystem
12
zu lackierendes Teil
12
14
Overheadarm
16
Seitenarme
18
Stange
20
Energiequelle
22
Farbstoffzerstäuberkopf
24
Farbquelle
26
Trägergehäuse
28
Frontoberfläche
32
Glockenzerstäuber
32
34
Glockengehäuse
36
Glockentasse
38
Farbkanal
40
Farbstoffpartikel
42
Verteilerscheibe
44
Hohlraumwand
46
gezackte Kante
46
A Vertiefungen
Schritt
100
Reinigen
Schritt
120
Schritt
130
Argonbeschuß
Schritt
140
Kohlenstoffbeschichtung
Schritt
200
Reinigen
Schritt
210
Ätzen
Schritt
220
Waschen
Schritt
230
Ätzen
Schritt
240
Trockenblasen
Schritt
260
Vakuumkammer
Schritt
270
Argonbeschuß
Schritt
280
Si-dotierte amorphe Kohlenstoffbeschichtung
Schritt
300
5 Min. Ethanol
Schritt
310
3%ige Salpetersäure in ethanolischer Lösung
Schritt
320
Spülen mit Wasser
Schritt
340
Waschen mit Wasser
Schritt
350
Trockenblasen
Schritt
360
Vakuumkammer
Schritt
370
Argonbeschuß
Schritt
380
Kohlenstoffbeschichtung

Claims (24)

1. Vernebelungseinrichtung (22) mit Glocken (32) für elektrostatische Anwendun­ gen mit einem Glockengehäuse (34) und einer oberflächenbeschichteten Al- Glockentasse (36).
2. Vernebelungseinrichtung (22) nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbe­ schichtung eine abriebresistente Schicht aufweist.
3. Vernebelungseinrichtung (22) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abriebresistente Schicht eine Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht aufweist.
4. Vernebelungseinrichtung (22) für elektrostatische Anwendung mit einem Glocken­ gehäuse (34) und einer Ti-Glockentasse (36), auf deren Oberfläche ein Ad­ häsionsvermittler aufgebracht ist, sowie einer auf dem Adhäsionsvermittler ge­ bildeten Schicht.
5. Vernebelungseinrichtung (22) nach Anspruch 4, wobei der Adhäsionsvermittler eine Schicht gesputtertes Chrom aufweist.
6. Vernebelungseinrichtung (22) nach Anspruch 4, wobei die Beschichtung eine abriebresistente Schicht aufweist.
7. Vernebelungseinrichtung (22) nach Anspruch 6, wobei die abriebresistente Schicht eine Si-dotierte amorphe Kohlenstoffschicht aufweist.
8. Verfahren zum Verbessern der Abriebfestigkeit der Außenoberfläche einer Al- Glockentasse mit den Schritten:
Vorbereiten der Außenoberfläche der Al-Glockentasse; und
Aufbringen einer abriebresistenten Schicht auf der Außenoberfläche.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt der Vorbereitung der Außenober­ fläche der Al-Glockentasse aufweist:
Reinigen der Außenoberfläche;
Ätzen der Außenoberfläche;
Spülen der Außenoberfläche;
Trocknen der Außenoberfläche; und
atomares Reinigen der Außenoberfläche.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Reinigen der Außenoberfläche aufweist:
Reinigen der Außenoberfläche mit einer Seifenlösung;
Reinigen der Außenoberfläche mit Wasser;
Reinigen der Außenoberfläche mit Lösemittel.
11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Ätzen der Außenoberfläche aufweist:
Ätzen der Außenoberfläche mit einer 5%igen Natriumhydroxidlösung über ei­ nen vorbestimmten Zeitraum;
Abwaschen der Außenoberfläche mit Wasser; und
Ätzen der Außenoberfläche mit einer 1%igen Salpetersäurelösung über einen zweiten vorbestimmten Zeitraum unter Ultraschallagitation.
12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Trocknen der Außenoberfläche aufweist:
Trockenblasen der Außenoberfläche mit Luft; und
Verbringen der Al-Glockentasse in eine Vakuumkammer bei vorbestimmtem Druck über einen vorbestimmten Zeitraum.
13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des atomaren Reinigens der Au­ ßenoberfläche aufweist:
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 200 V;
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 500 V; und
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 200 V;
14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Aufbringens einer abriebresistenten Beschichtung auf die Außenoberfläche aufweist:
Anordnen der Al-Glockentasse in einer Kammer mit einer Energiequelle und einer Gasmischung von Kohlenwasserstoffen und Si-haltigen Kohlenwasserstoffen;
Anlegen eines vorbestimmten Frequenz- und Spannungsdrucks durch die Energiequelle über einen vorbestimmten Zeitraum, um die Al-Glockentasse mit einem Film vorbestimmter Dicke und vorbestimmten Si-Zusammensetzung zu beschichten.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Verbringens der Al- Glockentasse in eine Kammer mit einer Energiequelle und einer Gasmischung aus Kohlenwasserstoffen und Si-haltigen Kohlenwasserstoffen aufweist: Einbringen der Al-Glockentasse in eine Kammer mit einer Energiequelle und einer Gasmischung mit Methan und Tetramethylsilan.
16. Verfahren zum Verbessern der Abriebresistenz der Außenoberfläche einer Ti- Glockentasse mit der Schritten:
Vorbereiten der Außenoberfläche der Ti-Glockentasse;
Aufbringen einer Adhäsionsvermittlerschicht auf die Außenoberfläche; und
Aufbringen einer abriebresistenten Schicht auf der Adhäsionsvermittlerschicht.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Vorbereitens der Außen­ oberfläche der Ti-Glockentasse aufweist:
Reinigen der Außenoberfläche;
Ätzen der Außenoberfläche;
Spülen der Außenoberfläche;
Trocknen der Außenoberfläche; und
Atomares Reinigen der Außenoberfläche.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Reinigens der Außenober­ fläche aufweist:
Reinigen der Außenoberfläche mit einer Seifenlösung;
Reinigen der Außenoberfläche mit Wasser; und
Reinigen der Außenoberfläche mit Lösemittel.
19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Ätzen der Außenoberfläche aufweist:
Ätzen der Außenoberfläche über einen vorbestimmten Zeitraum mit einer 3%igen Salpetersäurelösung in Ethanol unter Ultraschallagitation;
Abspülen der Außenoberfläche mit Wasser; und
Eintauchen der Ti-Glockentasse in Ethanol über einen zweiten vorbestimmten Zeitraum unter Agitation.
20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Trocknens der Außenoberfläche aufweist:
Trockenblasen der Außenoberfläche mit Luft;
Einbringen der Titan-Glockentasse in eine Vakuumdruckkammer über einen vorbestimmten Zeitraum bei vorbestimmten Druck.
21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des atomaren Reinigens der Außenoberfläche aufweist:
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 200 V;
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 500 V; und
Atomares Reinigen der Außenoberfläche durch Argonbeschuß bei 200 V.
22. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Aufbringens einer Adhäsi­ onsvermittlerschicht auf der Außenoberfläche den Schritt des Sputterns einer Chromschicht auf die Außenoberfläche bis zu einer vorbestimmten Dicke aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Aufbringens einer abriebre­ sistenten Schicht auf die Adhäsionsvermittlerschicht aufweist:
Einbringen der Ti-Glockentasse in eine Kammer mit einer Energiequelle und einer Gasmischung von Kohlenwasserstoffen und Si-haltigen Kohlenwasserstoffen;
Anlegen einer vorbestimmten Frequenz und Spannungsdifferenz durch die Energiequelle über einen vorbestimmten Zeitraum, um die Al-Glockentasse bis zu einer vorbestimmten Filmdicke mit vorbestimmter Si-Zusammensetzung zu beschichten.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Gasmischung von Kohlenwasserstoffen und Si-haltigen Kohlenwasserstoffen Methan und Tetramethylsilan aufweist.
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