DE102022125723A1

DE102022125723A1 - Ultraschallzerstäuber zum auftragen einer beschichtung auf ein substrat mit elektrostatischer aufladung zum verhindern von tröpfchenkoaleszenz während des zerstäubens

Info

Publication number: DE102022125723A1
Application number: DE102022125723.1A
Authority: DE
Inventors: Wanjiao Liu; Christopher Michael Seubert; Mark Edward Nichols
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Ford Motor Co
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2022-10-05
Publication date: 2023-04-06
Also published as: US20230105482A1; CN115921192A

Abstract

Ein Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat beinhaltet eine Düse und mindestens eine Elektrode. Die Düse definiert eine Vielzahl von Öffnungen. Die Düse beinhaltet eine Düsenplatte, einen Düsenkörper und einen Aktor. Die Düsenplatte definiert die Öffnungen. Der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte definieren einen Behälter in Fluidverbindung mit den ersten Öffnungen. Der Aktor ist dazu konfiguriert, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Behälter durch die ersten Öffnungen auszustoßen. Die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, die Tröpfchen direkt oder indirekt mit einer Ladung aufzuladen, die die Tröpfchen voneinander abstößt, um die Koaleszenz der Tröpfchen zu reduzieren, bevor die Tröpfchen das Substrat erreichen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Ultraschallzerstäuber zum Auftragen von Beschichtungen auf ein Substrat.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar. Das Lackieren von Kraftfahrzeugkomponenten in einer Massenproduktionsumgebung involviert erhebliche Kapitalausgaben. Die aktuellen Applikatoren nach dem Stand der Technik für die Massenproduktion sind Rotationsglockenapplikatoren. Bei Rotationsglockenapplikatoren wird der Lack durch rotierende Glocken zerstäubt, bei denen es sich im Wesentlichen um eine rotierende Scheibe oder Schale (auch als Glocke bezeichnet) handelt, die sich mit etwa 20.000-80.000 U/min dreht. Der Lack wird üblicherweise von einem ringförmigen Schlitz auf eine Innenfläche der rotierenden Schale ausgestoßen und mittels Zentrifugalkraft zu den Rändern der Glocke befördert. Der Lack bildet dann Bänder, die sich dann am Rand der Glocke in Tröpfchen trennen. Auch wenn diese Ausrüstung für den vorgesehenen Zweck funktioniert, treten verschiedene Probleme aufgrund ihrer Auslegung auf. Erstens ist der Impuls des Lacks größtenteils seitlich, was bedeutet, dass er sich von dem Rand der Glocke weg und nicht in Richtung der Fahrzeugkomponente bewegt. Um diese Bewegung zu kompensieren, wird eine große Menge an verdichtetem Gas, das als „Formungsgas“ oder „Formungsluft“ bezeichnet wird, angewendet, das die Lacktröpfchen in Richtung der Fahrzeugkomponente umleitet. Zusätzlich wird ein Spannungspotential, typischerweise im Bereich von 40.000-80.000 Volt, zwischen der Glocke und der Fahrzeugkomponente angelegt, um die Tröpfchen umzuleiten und zu der Fahrzeugkomponente anzuziehen. Die durch die Rotationsglockenapplikatoren gebildeten Tröpfchen können jedoch eine ziemlich breite Größenverteilung aufweisen, wodurch Probleme beim Erscheinungsbild verursacht werden können. Zusätzlich erfordert das Spannungspotential, das die Tröpfchen zu der Fahrzeugkomponente umleitet und anzieht, große Mengen an Elektrizität, und es kann schwierig sein, die Spannungs- oder Masseverbindungen an der Fahrzeugkomponente selbst so zu steuern, dass die Tröpfchen gleichmäßig über die Fahrzeugkomponente angezogen werden.
Die Ultraschallzerstäubung ist eine Möglichkeit, Flüssigkeitströpfchen mit schmaler Partikelgröße zu erzeugen, die sich von Rotationsglockenapplikatoren unterscheidet. Ultraschallzerstäuber beinhalten einen Aktor, der eine Flüssigkeit hinter einer Düsenplatte vibrieren lässt. Die Vibration bewirkt den Ausstoß feiner Tröpfchen aus kleinen Öffnungen in der Düsenplatte, sodass der aus der Düsenplatte austretende Tröpfchenimpuls senkrecht zu der Düsenplatte verläuft. Obwohl die anfänglichen Tröpfchengrößen kleiner und in einem engeren Bereich als bei Rotationsglockenapplikatoren liegen, weisen die Tröpfchen aufgrund einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich Strömungsstabilität, nicht-newtonscher Rheologie oder Turbulenzeffekten, typischerweise keine gleichmäßige Beabstandung oder gleichmäßige Anfangsgeschwindigkeit auf. Diese Unregelmäßigkeiten können zu einer Koaleszenz von Tröpfchen führen, bevor sie die Fahrzeugkomponente erreichen. Die Koaleszenz kann dann noch weiter stromabwärts zu einer breiteren Größenverteilung führen, bevor die Fahrzeugkomponente erreicht wird. Eine derartige breitere Größenverteilung kann zu einer Inkonsistenz des Aussehens der Beschichtung führen.
Diese Probleme des Sprühnebels, der Energieeffizienz, der Übertragungseffizienz und der Lackgleichmäßigkeit werden neben anderen Problemen im Zusammenhang mit dem Lackieren von Kraftfahrzeugkomponenten oder anderen Objekten in einer Massenproduktionsumgebung durch die vorliegende Offenbarung angegangen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Form stellt die vorliegende Offenbarung einen Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereit, der eine Düse und mindestens eine Elektrode beinhaltet. Die Düse definiert eine Vielzahl von ersten Öffnungen und mindestens eine zweite Öffnung. Die mindestens eine zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, einen Gasstrom so zu lenken, dass er aus der Düse austritt. Die Düse beinhaltet eine Düsenplatte, einen Düsenkörper und einen Aktor. Die Düsenplatte definiert die ersten Öffnungen. Der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte definieren einen Behälter in Fluidverbindung mit den ersten Öffnungen. Der Aktor ist dazu konfiguriert, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Behälter durch die ersten Öffnungen auszustoßen. Die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, den Gasstrom elektrostatisch aufzuladen. Die mindestens eine zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, den Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu lenken, wenn die Tröpfchen aus den ersten Öffnungen ausgestoßen werden, um die ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen.
In einigen Konfigurationen kann der Zerstäuber optional eines oder mehrere der Folgenden beinhalten: die Düsenplatte definiert die mindestens eine zweite Öffnung; die mindestens eine Elektrode ist an die Düsenplatte gekoppelt und dazu konfiguriert, einen Abschnitt der Düsenplatte, der die mindestens eine zweite Öffnung definiert, elektrostatisch aufzuladen; die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, einen Abschnitt der Düsenplatte, der die ersten Öffnungen definiert, elektrostatisch aufzuladen, um die aus den ersten Öffnungen ausgestoßenen Tröpfchen direkt aufzuladen; die mindestens eine zweite Öffnung beinhaltet eine Vielzahl von zweiten Öffnungen; die Vielzahl von zweiten Öffnungen ist dazu konfiguriert, ein Sprühmuster der Tröpfchen zu formen, wenn die Tröpfchen aus den ersten Öffnungen ausgestoßen werden; die Düsenplatte ist um eine Achse angeordnet und die Vielzahl von zweiten Öffnungen ist relativ zu der Achse radial um die ersten Öffnungen angeordnet; die mindestens eine Elektrode ist stromaufwärts der mindestens einen zweiten Öffnung positioniert, sodass die mindestens eine Elektrode den Gasstrom auflädt, bevor der Gasstrom aus der Düse austritt; die mindestens eine Elektrode ist positioniert, um den Gasstrom aufzuladen, wenn der Strom durch die mindestens eine zweite Öffnung aus der Düse austritt oder unmittelbar nachdem der Strom durch die mindestens eine zweite Öffnung aus der Düse ausgetreten ist; der Düsenkörper definiert mindestens eine Leitung in Fluidverbindung mit der mindestens einen zweiten Öffnung und ist dazu konfiguriert, den Strom von verdichtetem Gas an der mindestens einen zweiten Öffnung bereitzustellen; die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential von weniger als oder gleich 10 kV aufweisen.
In einer weiteren Form stellt die vorliegende Offenbarung einen Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereit, der eine Düse und mindestens eine Elektrode beinhaltet. Die Düse beinhaltet eine Düsenplatte, einen Düsenkörper und einen Aktor. Die Düsenplatte definiert eine Vielzahl von ersten Öffnungen. Der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte definieren einen Behälter in Fluidverbindung mit den ersten Öffnungen, der dazu konfiguriert ist, eine Flüssigkeit zu enthalten. Der Aktor ist dazu konfiguriert, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen der Flüssigkeit aus dem Behälter durch die ersten Öffnungen auszustoßen. Die mindestens eine Elektrode ist an mindestens eines von der Düsenplatte und dem Düsenkörper gekoppelt, sodass die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, das mindestens eine von der Düsenplatte und dem Düsenkörper elektrostatisch aufzuladen, um die aus den ersten Öffnungen ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen.
In einigen Konfigurationen kann der Zerstäuber optional eines oder mehrere der Folgenden beinhalten: die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, die Flüssigkeit in dem Behälter elektrostatisch aufzuladen; die Düse definiert mindestens eine zweite Öffnung, die dazu konfiguriert ist, einen Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu lenken, wenn die Tröpfchen aus den ersten Öffnungen ausgestoßen werden; die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, das Gas aufzuladen, wenn es aus der mindestens einen zweiten Öffnung austritt, sodass das aufgeladene Gas die Tröpfchen auflädt; die Düsenplatte definiert die mindestens eine zweite Öffnung; die mindestens eine Elektrode ist an die Düsenplatte gekoppelt, um die Düsenplatte derart aufzuladen, dass die Düsenplatte dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen direkt aufzuladen, wenn die Tröpfchen aus den ersten Öffnungen ausgestoßen werden; die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential von weniger als oder gleich 10 kV aufweisen.
In noch einer weiteren Form stellt die vorliegende Offenbarung einen Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereit, der eine Düse und mindestens eine Elektrode beinhaltet. Die Düse definiert eine Vielzahl von ersten Öffnungen und mindestens eine zweite Öffnung. Die mindestens eine zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, einen Gasstrom so zu lenken, dass er aus der Düse austritt. Die Düse beinhaltet eine Düsenplatte, einen Düsenkörper und einen Aktor. Die Düsenplatte definiert die ersten Öffnungen. Der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte definieren einen Behälter in Fluidverbindung mit den ersten Öffnungen. Der Aktor ist dazu konfiguriert, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Behälter durch die ersten Öffnungen auszustoßen. Die mindestens eine Elektrode ist dazu konfiguriert, den Gasstrom elektrostatisch aufzuladen, bevor das Gas aus der Düse austritt. Die mindestens eine zweite Öffnung ist dazu konfiguriert, den Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu lenken, wenn die Tröpfchen aus den ersten Öffnungen ausgestoßen werden, um die ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen. In einigen Konfigurationen kann der Zerstäuber optional die mindestens eine Elektrode beinhalten, die dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential von weniger als oder gleich 10 kV aufweisen.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Für ein umfassendes Verständnis der Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene Formen davon beispielhaft beschrieben, wobei Folgendes gilt:

1 ist eine Seitenansicht eines Lacksprühsystems gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Vorderansicht einer Anordnung von Mikroapplikatoren des Lakcksprühsystems der 1;
3 ist eine Querschnittsansicht eines der Mikroapplikatoren der 2 entlang der in 2 gezeigten Linie 3-3;
4 ist eine Querschnittsansicht ähnlich 3, die einen Mikroapplikator einer zweiten Konstruktion gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 ist eine Querschnittsansicht ähnlich 3, die einen Mikroapplikator einer dritten Konstruktion gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
6 ist eine Querschnittsansicht ähnlich 3, die einen Mikroapplikator einer vierten Konstruktion gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7 ist eine Querschnittsansicht ähnlich 3, die einen Mikroapplikator einer fünften Konstruktion gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;

Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg einander entsprechende Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Vielfalt von Vorrichtungen, Verfahren und Systemen zum Steuern des Auftragens von Lack auf Kraftfahrzeuge in einer Massenproduktionsumgebung bereit. Es versteht sich, dass die Bezugnahme auf Kraftfahrzeuge lediglich beispielhaft ist und dass andere Objekte, die lackiert werden, wie etwa unter anderem industrielle Vorrichtungen und Geräte, ebenfalls gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung lackiert werden können. Ferner soll die Verwendung von „Lack“ oder „Lackieren“ nicht so verstanden werden, dass sie die vorliegende Offenbarung einschränkt, und somit versteht es sich, dass andere Materialien, wie etwa unter anderem Beschichtungen, Grundierungen, Dichtungsmittel, Reinigungslösemittel, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Allgemein basieren die Lehren der vorliegenden Offenbarung auf einer Tröpfchensprühnebelerzeugungsvorrichtung, bei der eine perforierte Membran durch einen piezoelektrischen Wandler angetrieben wird. Diese Vorrichtung und Variationen davon sind in den US-Patenten Nr. 6,394,363, 7,550,897, 7,977,849, 8,317,299, 8,191,982, 9,156,049, 7,976,135, 9,452,442 und den veröffentlichten US-Anmeldungen Nr. 2014/0110500 , 2016/0228902 und 2016/0158789 beschrieben, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
Bezugnehmend nun auf 1 ist ein Lacksprühsystem 2 zum Lackieren eines Werkstücks oder Teils P (hierin auch als Substrat bezeichnet) unter Verwendung eines Roboterarms 4 schematisch dargestellt. Der Roboterarm 4 ist an mindestens einen Materialapplikator 10 und ein Gestell 5 gekoppelt. Eine Materialquelle 8 (z. B. eine Lackquelle) ist beinhaltet und beinhaltet mindestens ein Material M (Materialien M₁, M₂, M₃, ... M_n sind in 1 gezeigt; hierin einfach als „Material M“ und „Material(ien)“ bezeichnet). In einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Material M Lackmaterialien, Grundierungsmaterialien, Korrosionsschutzmaterialien, Klebematerialien, Dichtmittelmaterialien und dergleichen. Der Arm 4 bewegt sich gemäß xyz-Koordinaten in Bezug auf das Gestell 5, sodass sich der Materialapplikator 10 über eine Oberfläche S des Teils P bewegt. Außerdem ist eine Leistungsquelle 6 dazu konfiguriert, dem Arm 4 und dem Gestell 5 Leistung zuzuführen. Der Arm 4, das Gestell 5 und die Leistungsquelle 6 sind dazu konfiguriert, Material M von der Materialquelle 8 zu dem Materialapplikator 10 zuzuführen, sodass eine Beschichtung auf der Oberfläche S des Teils P erzeugt wird. Auch wenn 1 schematisch ein Lacksprühsystem 2 mit einem Roboterarm 4 darstellt, versteht es sich, dass das Lacksprühsystem 2 mehr als einen Roboterarm 4 beinhalten kann, während dies in den Lehren der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ist. Es versteht sich auch, dass der Roboterarm 4 und das Gestell 5 optional sind, sodass der Materialapplikator 10 an einer anderen Vorrichtung, wie etwa zum Beispiel einem beweglichen Portal, montiert sein kann, während dies innerhalb der Lehren der vorliegenden Offenbarung bleibt. Es versteht sich auch, dass der Materialapplikator 10 alternativ an einer stationären Trägerstruktur montiert sein kann und das Teil P relativ zu dem Materialapplikator 10 bewegt werden kann, wie zum Beispiel durch ein Förderband oder einen Roboterarm, während dies innerhalb der Lehren der vorliegenden Offenbarung bleibt.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist der Materialapplikator 10 gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung schematisch gezeigt. In einer Form der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Materialapplikator 10 eine Anordnungsplatte 100 mit einer Applikatoranordnung 102, die eine Vielzahl von Mikroapplikatoren 110 beinhaltet. In einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist die Anordnungsplatte 100 mit der Applikatoranordnung 102 innerhalb eines Gehäuses 140 positioniert. In anderen Formen der vorliegenden Offenbarung, die nicht konkret gezeigt sind, kann der Materialapplikator 10 nur einen Mikroapplikator 110 beinhalten.
Jeder der Mikroapplikatoren 110 beinhaltet eine Mikroapplikatorplatte 114 (hierin auch als Düsenplatte 114 bezeichnet), die eine Vielzahl von Öffnungen 112 definiert, die sich durch die Düsenplatte 114 erstreckt, durch die das Material M ausgestoßen wird, sodass zerstäubte Tröpfchen 3 gebildet und im Allgemeinen senkrecht zu der Düsenplatte 114 verbreitet werden, wie schematisch in 3 dargestellt ist. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Düsenplatte 114 eine im Allgemeinen kreisförmige Scheibe, die konzentrisch um die Achse 1 angeordnet ist, obwohl andere Formen verwendet werden können. Außerdem beinhaltet jeder der Mikroapplikatoren 110 einen Wandler 120, einen Rahmen oder Düsenkörper 130, einen Materialeinlass 138 und eine Elektrode 142. Jeder der Mikroapplikatoren 110 kann auch eine oder mehrere Gasöffnungen 146 beinhalten, die an eine oder mehrere Gasleitungen 148 gekoppelt sind.
In dem bereitgestellten Beispiel sind die Gasöffnungen 146 und Gasleitungen 148 durch den Düsenkörper 130 definiert, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können, wie etwa zum Beispiel getrennt von dem Düsenkörper. Während nur zwei Gasöffnungen 146 in diametral gegenüberliegenden Positionen veranschaulicht sind, die sich radial außerhalb der Düsenplatte 114 befinden, versteht es sich, dass andere Konfigurationen verwendet werden können. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von Gasöffnungen 146 in einer beliebigen geeigneten Konfiguration angeordnet sein. Eine derartige Konfiguration kann eine Anordnung sein, die in Umfangsrichtung um die Düsenplatte 114 angeordnet ist. In einer alternativen Konfiguration kann eine einzelne Gasöffnung verwendet werden, während dies innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung bleibt. In einem Beispiel kann eine einzelne ringförmige Gasöffnung konzentrisch um die Düsenplatte 114 angeordnet sein.
Die Gasöffnungen 146 sind dazu konfiguriert, daraus austretendes Gas (dargestellt durch Pfeile 150) in Richtung der Tröpfchen 3 zu lenken. Im hierin verwendeten Sinne beinhaltet der Ausdruck „Gas“ ein beliebiges geeignetes Gas, wie etwa Luft, Stickstoff oder andere geeignete Gase. In dem bereitgestellten Beispiel ist jede Gasöffnung 146 radial nach innen in Richtung der austretenden Tröpfchen 3 abgewinkelt. Jede Gasöffnung 146 beinhaltet eine entsprechende Elektrode 142, die dazu konfiguriert ist, das durch die Gasöffnung 146 bereitgestellte Gas 150 elektrostatisch aufzuladen. In einer Form ist jede Elektrode dazu konfiguriert, das Gas 150 mit einer Ladung von weniger als 10.000 Volt aufzuladen. In einer weiteren Form kann die Elektrode dazu konfiguriert sein, das Gas 150 mit einer Ladung von mehr als 10.000 Volt aufzuladen.
In dem gezeigten Beispiel lädt die Elektrode 142 das Gas 150 auf, sodass das Gas 150 eine positive Ladung aufweist, obwohl eine negative Ladung anstelle einer positiven Ladung verwendet werden kann, solange das gesamte Gas 150, das aus den Gasöffnungen 146 austritt, mit demselben Vorzeichen (z. B. positiv oder negativ) der Ladung aufgeladen wird. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Elektrode 142 in der Gasleitung 148 stromaufwärts der Gasöffnung 146 positioniert.
In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann sich die Elektrode 142 an (d. h. in oder unmittelbar außerhalb) der Gasöffnung 146 befinden, sodass die Elektrode das Gas 150 auflädt, wenn es aus der Gasöffnung 146 austritt.
Die Elektrode 142 kann in direktem Kontakt mit dem Gas stehen, um das Gas direkt aufzuladen, oder sie kann die Komponente (z. B. den Düsenkörper 130), die die Gasöffnung 146 oder die Gasleitung 148 definiert, aufladen, sodass die Elektrode 142 das Gas 150 indirekt über die Komponente auflädt. Das aufgeladene Gas 150 prallt dann auf die Tröpfchen 3 auf oder kommt ihnen anderweitig nahe, um die Tröpfchen 3 aufzuladen (aufgeladene Tröpfchen sind in den Zeichnungen durch das Bezugszeichen 3' angegeben).
In einer Form sind der Gasdruck und die Gasöffnungen 146 derart konfiguriert, dass das Gas 150 auch Formungsgas ist, das das Muster von Tröpfchen lenken oder formen kann. In einer weiteren Form können der Gasdruck und die Gasöffnungen 146 derart konfiguriert sein, dass das Gas 150 die Tröpfchen 3 auflädt, ihr Muster jedoch nicht bedeutsam direkt formt. In einer weiteren Form, die nicht konkret gezeigt ist, können separate Formungsgasleitungen nicht aufgeladenes Gas an Positionen und mit Drücken bereitstellen, die dazu konfiguriert sind, das Muster der aufgeladenen Tröpfchen 3' getrennt von den Gasleitungen 148 zu formen, welche die Tröpfchen 3 aufladen. In Konfigurationen, bei denen die aufgeladenen Gas nicht auch als Formungsgas wirkt, kann der Druck des aufgeladenen Gases geringer sein als der Druck eines typischen Formungsgases.
Der Wandler 120 steht in mechanischer Verbindung mit der Düsenplatte 114, sodass die Aktivierung des Wandlers 120 die Düsenplatte 114 mittels Ultraschall vibrieren lässt, wie schematisch durch die horizontalen Doppelpfeile (z-Richtung) in 3 dargestellt. Der Düsenkörper 130 beinhaltet eine Rückwand 134 und mindestens eine Seitenwand 132, die mit der Düsenplatte 114 zusammenwirken, um einen Behälter 136 zum Aufnehmen des Materials M zu definieren. Die Öffnungen 112 sind so bemessen, dass die Oberflächenspannung des Materials M verhindert, das Material ohne Betätigung durch den Wandler 120 aus den Öffnungen 112 austritt. Der Einlass 138 steht mit dem Behälter 136 und der Materialquelle 8 (1) in Fluidverbindung, sodass das Material M von der Materialquelle 8 durch den Einlass 138 und in den Behälter 136 fließt.
Der Wandler 120 ist ein piezoelektrischer Wandler, sodass elektrische Leistung den Wandler 120 betätigt, damit er vibriert. Der Wandler 120 ist mit einer Steuerung 122 (2) zur elektrischen Kommunikation mit dieser verbunden. Die Steuerung 122 ist dazu konfiguriert, die Betätigung des Wandlers 120 durch Steuern der elektrischen Leistung für diesen zu steuern. In dem in 3 gezeigten Beispiel weist der Wandler 120 eine Ringform auf und ist zwischen der Düsenplatte 114 und dem Düsenkörper 130 angeordnet, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, ist die Düsenplatte 114 mit dem Düsenkörper 130 verbunden und ist der Wandler 120 an der Düsenplatte 114 befestigt. In einer derartigen Konfiguration kann der Wandler 120 ringförmig sein oder nicht. In einer weiteren alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, ist der Wandler 120 getrennt von der Düsenplatte 114 an dem Düsenkörper 130 montiert, sodass der Wandler 120 die Düsenplatte 114 indirekt vibrieren lässt, indem er Schwingungen entweder in dem Düsenkörper 130 erzeugt oder Schwingungswellen in dem Material M, das sich innerhalb des Behälters 136 befindet, erzeugt. In einer derartigen Konfiguration kann der Wandler 120 ringförmig sein oder nicht.
Die Steuerung 122 ist zudem mit der Elektrode 142 zur elektrischen Kommunikation mit dieser verbunden und dazu konfiguriert, den Betrieb der Elektrode 142 zu steuern.
Im Betrieb betätigt die Steuerung 122 den Wandler 120, um zu bewirken, dass das Material M als Tröpfchen 3 aus den Öffnungen 112 austritt. Die Tröpfchen 3 treten im Allgemeinen senkrecht zu der Düsenplatte 114 aus den Öffnungen 112 aus.
Die Steuerung 122 aktiviert zudem eine Druckgasquelle 152 (2), um den Gasleitungen 148 Gas 150 bereitzustellen, sodass das Gas 150 aus den Gasöffnungen 146 austritt.
Die Steuerung 122 aktiviert zudem die Elektroden 142, um das Gas 150 elektrostatisch aufzuladen. Das elektrostatisch aufgeladene Gas 150 tritt aus den Gasöffnungen 146 aus und lädt die Tröpfchen 3 elektrostatisch auf (angegeben durch 3' nach dem Aufladen). Die Ladung der Tröpfchen 3' ist ausreichend, um einzelne Tröpfchen 3' von anderen einzelnen Tröpfchen 3' abzustoßen.
Die Gasöffnungen 146 können abgewinkelt sein, um das aufgeladene Gas 150 in einer Richtung zu lenken, die eine radial nach innen gerichtete Komponente (d. h. in Richtung der Tröpfchen 3) und eine axiale Komponente (d. h. in Richtung der Oberfläche S) aufweist. Die Gasöffnungen 146 sind derart konstruiert, dass das aufgeladene Gas 150 die Tröpfchen 3 auflädt, bevor die Tröpfchen 3' koaleszieren können. In einer nicht einschränkenden Konfiguration sind die Gasöffnungen 146 abgewinkelt, um die Tröpfchen 3 innerhalb von 20 Millimetern der Düsenplatte 114 in Eingriff zu nehmen.
In einer Form ist die Ladung der Tröpfchen 3' ausreichend, um die einzelnen Tröpfchen 3' voneinander abzustoßen, aber nicht ausreichend, um die Tröpfchen 3' bedeutsam zu der Oberfläche S anzuziehen. In einer alternativen Konfiguration ist die Ladung ausreichend, um die einzelnen Tröpfchen 3' voneinander abzustoßen, und kann auch ausreichend sein, um die Tröpfchen 3' zu der Oberfläche S anzuziehen.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Mikroapplikator 410 einer zweiten Konstruktion veranschaulicht. Der Mikroapplikator 410 ist dem vorstehend beschriebenen Mikroapplikator 110 ähnlich, außer wenn hierin etwas anderes gezeigt und beschrieben ist. Dementsprechend beziehen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Merkmale und es werden in dieser Schrift nur Unterschiede ausführlich beschrieben.
In dem Mikroapplikator 410 definiert die Düsenplatte 114 die Gasöffnungen 146 und die Gasleitungen 148 erstrecken sich durch den Düsenkörper 130. In einer Form sind die Elektroden 142 innerhalb der Gasleitungen 148 angeordnet, um das Gas 150 direkt aufzuladen. In einer alternativen Form können die Elektroden 142 die Wände der Gasleitungen 148 aufladen, sodass die Gasleitungen 148 das Gas aufladen. In noch einer weiteren Form, die nicht konkret gezeigt ist, können die Elektroden 142 stromabwärts der Gasöffnungen 146 angeordnet sein, sodass die Elektroden 142 das Gas 150 unmittelbar nach dem Austreten des Gases 150 aus den Gasöffnungen 146 aufladen. In noch einer weiteren Form, die nicht konkret gezeigt ist, können die Elektroden 142 an der Düsenplatte 114 in der Nähe der Gasöffnungen 146 angeordnet sein, sodass die Elektroden 142 das Gas 150 aufladen, wenn es aus den Gasöffnungen 146 austritt.
In dem bereitgestellten Beispiel befinden sich die Gasöffnungen 146 radial außerhalb der Öffnungen 112, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. In einem alternativen Beispiel, das nicht konkret gezeigt ist, können die Gasöffnungen zwischen den Öffnungen 112 angeordnet sein. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet der Mikroapplikator 410 keine Gasöffnungen radial außerhalb der Düsenplatte 114, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. In einer alternativen Konstruktion, die nicht konkret gezeigt ist, können zusätzliche Gasleitungen und Gasöffnungen radial außerhalb der Düsenplatte 114 angeordnet sein, ähnlich wie in 3 gezeigt und vorstehend beschrieben, zusätzlich zu den durch die Düsenplatte 114 definierten Gasöffnungen 146. In einem derartigen Beispiel kann das Gas 150 aus den durch die Düsenplatte 114 definierten Gasöffnungen 146 die Tröpfchen 3 aufladen und das Gas aus den Gasöffnungen, die radial außerhalb der Düsenplatte 114 angeordnet sind, kann Formungsgas sein, das entweder aufgeladen oder nicht aufgeladen sein kann.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Mikroapplikator 510 einer dritten Konstruktion veranschaulicht. Der Mikroapplikator 510 ist dem vorstehend beschriebenen Mikroapplikator 110 ähnlich, außer wenn hierin etwas anderes gezeigt und beschrieben ist. Dementsprechend beziehen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Merkmale und es werden in dieser Schrift nur Unterschiede ausführlich beschrieben.
In dem Mikroapplikator 510 lädt die Elektrode 142 das Gas 150, das aus den Gasöffnungen 146 austritt, nicht auf. In dem gezeigten Beispiel ist die Elektrode 142 an den Düsenkörper 130 gekoppelt und erstreckt sich in den Behälter 136, um das Material M in dem Behälter 136 elektrostatisch aufzuladen. In einer alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann die Elektrode 142 dazu konfiguriert sein, den Düsenkörper 130 aufzuladen, und der Düsenkörper besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, sodass der aufgeladene Düsenkörper 130 das Material M in dem Behälter 136 auflädt. In noch einer weiteren alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, ist die Elektrode 142 an dem Düsenkörper 130 oder einer anderen Komponente des Mikroapplikators 510 montiert, die in elektrischer Verbindung mit der Düsenplatte 114 steht, sodass die Düsenplatte 114 indirekt durch die Elektrode 142 aufgeladen wird und das Material M durch die Düsenplatte 114 aufgeladen wird. In einer derartigen Konfiguration kann das Material M in dem Behälter 136 durch die Düsenplatte 114 aufgeladen werden oder kann das Material M durch die Düsenplatte 114 aufgeladen werden, wenn es aus den Öffnungen 112 in Form von Tröpfchen 3' ausgestoßen wird.
In dem gezeigten Beispiel stellen die Gasöffnungen 146 nicht aufgeladenes Formungsgas bereit. In einer alternativen Konstruktion, die nicht konkret gezeigt ist, kann das aus den Gasöffnungen 146 austretende Gas auch durch eine zusätzliche Elektrode aufgeladen werden. In noch einer weiteren alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann der Mikroapplikator 510 ohne die Gasöffnungen 146 sein, wie zum Beispiel ohne Formungsgas. Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Mikroapplikator 610 einer vierten Konstruktion veranschaulicht. Der Mikroapplikator 610 ist dem vorstehend beschriebenen Mikroapplikator 110 ähnlich, außer wenn hierin etwas anderes gezeigt und beschrieben ist. Dementsprechend beziehen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Merkmale und es werden in dieser Schrift nur Unterschiede ausführlich beschrieben.
In dem Mikroapplikator 610 lädt die Elektrode 142 das Gas 150, das aus den Gasöffnungen 146 austritt, nicht auf. In dem gezeigten Beispiel ist die Elektrode 142 an die Düsenplatte 114 gekoppelt, um einen Abschnitt der Düsenplatte 114 aufzuladen. Der Abschnitt der Düsenplatte 114 kann die gesamte Düsenplatte 114 beinhalten oder kann kleiner als die gesamte Düsenplatte 114 sein, wie etwa nur ein Abschnitt in der Nähe der Öffnungen 112 sein. Das Material M in dem Behälter 136 kann aufgeladen werden oder das Material M kann aufgeladen werden, wenn es als Tröpfchen 3' aus den Öffnungen 112 ausgestoßen wird.
In dem gezeigten Beispiel stellen die Gasöffnungen 146 nicht aufgeladenes Formungsgas bereit. In einer alternativen Konstruktion, die nicht konkret gezeigt ist, kann das aus den Gasöffnungen 146 austretende Gas auch aufgeladen sein. In noch einer weiteren alternativen Konfiguration, die nicht konkret gezeigt ist, kann der Mikroapplikator 610 ohne die Gasöffnungen 146 sein, wie zum Beispiel ohne Formungsgas.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein Mikroapplikator 710 einer fünften Konstruktion veranschaulicht. Der Mikroapplikator 710 ist dem vorstehend beschriebenen Mikroapplikator 110 ähnlich, außer wenn hierin etwas anderes gezeigt und beschrieben ist. Dementsprechend beziehen sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Merkmale und es werden in dieser Schrift nur Unterschiede ausführlich beschrieben.
In dem Mikroapplikator 710 laden die Elektroden 142 das Gas, das aus den Gasöffnungen austritt, nicht auf. Stattdessen sind die Elektroden 142 dazu konfiguriert, Umgebungsgas in der Nähe der Düsenplatte 114 aufzuladen, sodass das aufgeladene Umgebungsgas die Tröpfchen 3 auflädt, nachdem sie aus den Öffnungen 112 ausgetreten sind. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Elektroden 142 an dem Düsenkörper 130 montiert, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können.
Die Mikroapplikatoren der vorliegenden Offenbarung laden die durch einen Ultraschallzerstäuber erzeugten feinen Tröpfchen elektrostatisch mit ausreichender Ladung auf, sodass sich die Tröpfchen gegenseitig abstoßen, um eine Koaleszenz der Tröpfchen zu verhindern, bevor die Tröpfchen die Oberfläche S des Werkstücks P erreichen. In einigen Formen ist die Ladung ist klein genug (z. B. weniger als 10.000 Volt), sodass die Anziehungskraft der aufgeladenen Tröpfchen zu der Oberfläche S des Werkstücks P vernachlässigbar ist. Dementsprechend stellt die vorliegende Offenbarung einen Lackapplikator bereit, der eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit bereitstellen kann. Sofern in dieser Schrift nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentanteile von Zusammensetzungen, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Charakteristiken angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrieller Praxis, Material, Herstellung und Montagetoleranzen sowie Testfähigkeit.
Wie in dieser Schrift verwendet, sollte der Ausdruck mindestens eines von A, B und C dahingehend ausgelegt werden, dass er ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschließendes logisches ODER verwendet wird, und er sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass er „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
In dieser Anmeldung kann sich der Ausdruck „Steuerung“ und/oder „Modul“ auf Folgendes beziehen, Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC); eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (field programmable gate array - FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code speichert, der durch die Prozessorschaltung ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten (z. B. Integrierschaltkreis einer Operationsverstärkerschaltung als Teil des Wärmeflussdatenmoduls), welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen der Vorstehenden, wie etwa in einem Ein-Chip-System. Der Ausdruck Speicher ist eine Untergruppe des Ausdrucks computerlesbares Medium. Der Ausdruck computerlesbares Medium schließt im in dieser Schrift verwendeten Sinne keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale ein, die sich durch ein Medium (wie etwa über eine Trägerwelle) ausbreiten; der Ausdruck computerlesbares Medium kann daher als greifbar und nicht transitorisch betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele für ein nicht transitorisches, greifbares computerlesbares Medium sind nicht flüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Flash-Speicher-Schaltung, eine Schaltung eines löschbaren programmierbaren Festwertspeichers oder eine Schaltung eines Masken-Festwertspeichers), flüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Schaltung eines statischen Direktzugriffsspeichers oder eine Schaltung eines dynamischen Direktzugriffsspeichers), magnetische Speichermedien (wie etwa ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie etwa eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Einrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Spezialcomputer umgesetzt sein, der durch Konfigurieren eines Universalcomputers zum Ausführen einer oder mehrerer konkreter Funktionen erstellt wird, die in Computerprogrammen verkörpert sind. Die vorstehend beschriebenen Funktionsblöcke, Ablaufdiagrammkomponenten und anderen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die durch die Routinearbeit eines erfahrenen Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Kern der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Varianten sind nicht als Abweichung vom Wesen und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereitgestellt, der Folgendes aufweist: eine Düse, die Folgendes beinhaltet: eine Düsenplatte, die eine Vielzahl von ersten Öffnungen definiert, einen Düsenkörper, wobei der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte einen Behälter in Fluidverbindung mit der Vielzahl von ersten Öffnungen definieren, der dazu konfiguriert ist, eine Flüssigkeit zu enthalten; und einen Aktor, der dazu konfiguriert ist, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen der Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Vielzahl von ersten Öffnungen auszustoßen; und mindestens eine Elektrode, die an mindestens eines von der Düsenplatte und dem Düsenkörper gekoppelt ist, sodass die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, das mindestens eine von der Düsenplatte und dem Düsenkörper elektrostatisch aufzuladen, um die aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen. Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert, die Flüssigkeit in dem Behälter elektrostatisch aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Düse mindestens eine zweite Öffnung, die dazu konfiguriert ist, einen Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu lenken, wenn die Tröpfchen aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert, den Gasstrom aufzuladen, wenn er aus der mindestens einen zweiten Öffnung austritt, sodass der aufgeladene Gasstrom die Tröpfchen auflädt.
Gemäß einer Ausführungsform definiert die Düsenplatte die mindestens eine zweite Öffnung. Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode an die Düsenplatte gekoppelt, um die Düsenplatte derart aufzuladen, dass die Düsenplatte dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen direkt aufzuladen, wenn die Tröpfchen aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential von weniger als oder gleich 10 kV aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat bereitgestellt, der Folgendes aufweist: eine Düse, die eine Vielzahl von ersten Öffnungen und mindestens eine zweite Öffnung definiert, wobei die mindestens eine zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, einen Gasstrom zu lenken, damit er aus der Düse austritt, wobei die Düse Folgendes beinhaltet: eine Düsenplatte, die die Vielzahl von ersten Öffnungen definiert, einen Düsenkörper, wobei der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte einen Behälter in Fluidverbindung mit der Vielzahl von ersten Öffnungen definieren; und einen Aktor, der dazu konfiguriert ist, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Vielzahl von ersten Öffnungen auszustoßen; und mindestens eine Elektrode, die dazu konfiguriert ist, den Gasstrom elektrostatisch aufzuladen, bevor der Gasstrom aus der Düse austritt, wobei die mindestens eine zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, den Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu leiten, wenn die Tröpfchen aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßen werden, um die ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential von weniger als oder gleich 10 kV aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20140110500 [0016]
US 20160228902 [0016]
US 20160158789 [0016]

Claims

Zerstäuber zum Auftragen einer Beschichtung auf ein Substrat, wobei der Zerstäuber Folgendes umfasst: eine Düse, die eine Vielzahl von ersten Öffnungen und mindestens eine zweite Öffnung definiert, wobei die mindestens eine zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, einen Gasstrom zu lenken, damit er aus der Düse austritt, wobei die Düse Folgendes beinhaltet: eine Düsenplatte, die eine Vielzahl von ersten Öffnungen definiert, einen Düsenkörper, wobei der Düsenkörper und eine Innenseite der Düsenplatte einen Behälter in Fluidverbindung mit der Vielzahl von ersten Öffnungen definieren; und einen Aktor, der dazu konfiguriert ist, die Düsenplatte vibrieren zu lassen, um Tröpfchen einer Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Vielzahl von ersten Öffnungen auszustoßen; und mindestens eine Elektrode, die dazu konfiguriert ist, den Gasstrom elektrostatisch aufzuladen, wobei die mindestens eine zweite Öffnung dazu konfiguriert ist, den Gasstrom in Richtung der Tröpfchen zu lenken, wenn die Tröpfchen aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßen werden, um die ausgestoßenen Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen.
Zerstäuber nach Anspruch 1, wobei die Düsenplatte die mindestens eine zweite Öffnung definiert.
Zerstäuber nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Elektrode an die Düsenplatte gekoppelt und dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Düsenplatte, der die mindestens eine zweite Öffnung definiert, elektrostatisch aufzuladen.
Zerstäuber nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, einen Abschnitt der Düsenplatte, der die Vielzahl von ersten Öffnungen definiert, elektrostatisch aufzuladen, um die aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßenen Tröpfchen direkt aufzuladen.
Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die mindestens eine zweite Öffnung eine Vielzahl von zweiten Öffnungen beinhaltet.
Zerstäuber nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von zweiten Öffnungen dazu konfiguriert ist, ein Sprühmuster der Tröpfchen zu formen, wenn die Tröpfchen aus der Vielzahl von ersten Öffnungen ausgestoßen werden.
Zerstäuber nach Anspruch 6, wobei die Düsenplatte um eine Achse angeordnet ist und die Vielzahl von zweiten Öffnungen radial um die Vielzahl von ersten Öffnungen relativ zu der Achse angeordnet ist.
Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die mindestens eine Elektrode stromaufwärts der mindestens einen zweiten Öffnung positioniert ist, sodass die mindestens eine Elektrode den Gasstrom auflädt, bevor der Gasstrom aus der Düse austritt.
Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die mindestens eine Elektrode positioniert ist, um den Gasstrom aufzuladen, wenn der Gasstrom durch die mindestens eine zweite Öffnung aus der Düse austritt, oder unmittelbar nach dem Austreten des Gasstroms aus der Düse durch die mindestens eine zweite Öffnung.
Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der Düsenkörper mindestens eine Leitung in Fluidverbindung mit der mindestens einen zweiten Öffnung definiert und dazu konfiguriert ist, den Gasstrom an der mindestens einen zweiten Öffnung bereitzustellen.
Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die mindestens eine Elektrode dazu konfiguriert ist, die Tröpfchen elektrostatisch aufzuladen, damit sie ein Spannungspotential aufweisen, das ausreichend ist, um die Tröpfchen voneinander abzustoßen.
Zerstäuber nach Anspruch 11, wobei das Spannungspotential unzureichend ist, um die Tröpfchen bedeutsam zu dem Substrat anzuziehen.
Zerstäuber nach Anspruch 11, wobei das Spannungspotential kleiner als oder gleich 10 kV ist.