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喷漆

液体涂料被雾化成细雾,干燥或固化

喷漆把液体涂料变成细雾,并把它作为一层薄而均匀的薄膜涂到表面上。车身上亮丽的颜色就是这样喷出来的,大多由机器人完成。它是给产品上色并保护其防锈防风雨最常见的方法之一。

喷漆:实拍照片
照片:KelvinJM, CC BY-SA 4.0, 来源: Wikimedia Commons
空气把液态涂料打散成细雾,落成薄而均匀的一层膜下吸式喷漆室中手持空气喷枪的侧视图;插图放大成品涂层喷漆室内空气向下流动喷雾扇面细小液滴涂料杯扳机气帽压缩空气进工件湿涂膜约 15–20 cm过喷涂料地面过滤器截住过喷涂料各层涂层,放大烘干或风干清漆底色涂层底漆金属面板每层涂层约 15–50 µm123456工件涂料(液态)喷枪和喷涂室零件热(固化)
喷漆 · 空气喷枪、喷房气流和完成的涂层圈内数字对应下面的步骤。插图显示完成涂层的剖面,未按比例。

工作原理

  1. 处理表面。 清除油和灰尘,轻轻打磨让涂料能附着,并遮蔽(用胶带和纸盖住)必须保持裸露的区域。大多数涂装缺陷都始于不干净的表面。

  2. 装漆并接上气。 稀释到合适粘度(流动阻力)的涂料装入杯中。软管送来压缩空气,几个小旋钮设定漆量、扇面宽度和气压。

  3. 雾化涂料。 扣动扳机,一股细细的涂料从流体喷嘴(涂料喷口)流出。空气帽喷出的气流把它打成微小的液滴,这一步叫雾化。

  4. 稳定地分道喷涂。 让喷枪与表面保持垂直,距离通常约 15–20 cm。匀速移动,每一道重叠约一半,这样漆膜才均匀。

  5. 形成湿膜。 液滴落下、融合并流平成光滑的湿膜,每道通常 15–50 µm(微米,千分之一毫米)。没打到零件上的液滴称为过喷,被喷房气流向下吸入过滤器。

  6. 晾干并固化。 每道之间,溶剂或水蒸发几分钟(闪干)。然后漆膜在空气中或烘炉中硬化:维修店约 60 °C,汽车生产线大致 130–150 °C。

其他喷枪只是改变了雾化器。HVLP 喷枪(大流量、低压力)用大量低压空气,减少过喷。无气喷枪把涂料以极高压力泵过一个小孔,适合墙面和钢结构。汽车生产线用静电旋杯:一个每分钟几万转的杯子甩出带电的液滴。车身是接地的(与大地相连),所以会吸引它们。

关键数据

材料
液体涂料、底漆、清漆和罩光漆,溶剂型或水性;可用于金属、塑料、木材和复合材料
典型零件
车身、家具、家电、机器外壳、飞机、自行车
零件尺寸
从小支架到整架飞机;喷房的大小决定上限
精度
每道漆膜厚度通常 15–50 µm;机器人可控制在约 ±5–10 µm,手工则取决于喷漆工
表面质量
从哑光到镜面光泽;通常有细微的“橘皮”波纹,高档产品会把它抛光掉
适合的批量
从单件修补到每班几百个车身
模具与设备成本
手持喷枪几十到几百美元,专业喷房几万美元;汽车工厂的涂装车间可能要几亿美元
速度
手工每道几秒到几分钟;汽车生产线大约每分钟涂一个车身;烘烤约需 20–40 分钟

优点与局限

优点

  • 适用于几乎任何材料、尺寸和形状
  • 任何颜色、光泽或效果,包括金属漆和珠光漆
  • 入门成本低,换颜色也快
  • 借助机器人和静电旋杯,速度快且重复性很高

局限

  • 过喷浪费涂料:普通空气喷枪能打到零件上的可能远不到一半
  • 溶剂型涂料会释放 VOC(挥发性有机化合物),所以需要喷房、过滤器和口罩
  • 每道漆膜很薄,锐边和深凹处得到的涂料较少
  • 手工喷涂时,质量取决于技术和清洁度:流挂、橘皮和灰尘点是常见缺陷

应用领域

  • 汽车车身(底漆、色漆、清漆)、保险杠、车身修理厂的修补
  • 航空航天飞机涂装(涂漆方案)、机身上的耐腐蚀底漆
  • 家具与木材上漆的柜子和桌子、吉他和钢琴
  • 机械与家电拖拉机、机床、洗衣机、电动工具外壳
  • 建筑钢梁和桥梁、用无气喷枪喷涂的墙面和天花板
  • 消费品自行车、塑料手机壳和笔记本电脑壳、玩具

如何识别

  • 一层光滑的漆膜,盖住了材料;在反射中常能看到细微的“橘皮”波纹,像橙子的表皮。
  • 锐边和深角处的涂料较薄,垂直面上有时有流挂或下垂(滴落)。
  • 一小块漆屑的剖面显示出各层:裸金属,然后是底漆、色漆和清漆。
  • 两种颜色相遇处有清晰的遮蔽线,有时带一道细小的漆脊。

对比

观看

Pittsburgh Spray Equipment Co · 如何设定漆量、扇面宽度和气压,以及基本的喷涂动作

Behind the Scenics · HVLP 喷枪的各个部件及其作用

Graco Industrial Equipment · 旋转的旋杯如何在工厂生产线上雾化涂料并使其带电

Process Factory • Production Lines & Factories · 机器人喷涂车身,以及固化每一道涂层的烘炉

查看实拍照片

记住

  • 喷枪靠空气、压力或旋转的旋杯把涂料打成液滴,液滴落下形成薄膜。
  • 好的结果来自干净的表面、稳定的分道喷涂,以及能把过喷吸走的喷房。
  • 过喷是主要的浪费;HVLP 和静电方法能让更多涂料落在零件上。

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