Клетка Фарадея ў нанясенні парашковага пакрыцця

Давайце пачнем глядзець на тое, што адбываецца ў прасторы паміж распыляльнікам і дэталлю падчас электрастатыкі парашковае пакрыццё працэдура прымянення. На малюнку 1 высокапатэнцыйнае напружанне, прыкладзенае да наканечніка зараднага электрода пісталета, стварае электрычнае поле (паказанае чырвонымі лініямі) паміж пісталетам і зазямленай часткай. Гэта прыводзіць да развіцця кароннага разраду. Вялікая колькасць свабодных іёнаў, якія ўтвараюцца ў выніку кароннага разраду, запаўняе прастору паміж пісталетам і дэталлю. Частка іёнаў захопліваецца часціцамі парашка, у выніку чаго часціцы зараджаюцца. Аднак некалькі іёнаў застаюцца свабоднымі і рухаюцца ўздоўж ліній электрычнага поля да заземленай металічнай часткі, змешваючыся з часціцамі парашка, якія рухаюцца патокам паветра.

Як гаварылася раней, воблака зараджаных часціц парашка і свабодных іёнаў, створанае ў прасторы паміж пісталетам і дэталлю, мае нейкі кумулятыўны патэнцыял, які называецца касмічным зарадам. Падобна навальнічнай воблацы, якая стварае электрычнае поле паміж сабой і зямлёй (што ў канчатковым выніку прыводзіць да развіцця маланкі), воблака зараджаных часціц парашка і свабодных іёнаў стварае электрычнае поле паміж сабой і заземленай часткай. Такім чынам, у звычайнай сістэме кароннай зарадкі электрычнае поле ў непасрэднай блізкасці ад паверхні дэталі складаецца з палёў, створаных зарадным электродам пісталета і прасторавым зарадам. Спалучэнне гэтых двух палёў палягчае нанясенне парашка на загрунтаваную падкладку, што прыводзіць да высокай эфектыўнасці пераносу. Станоўчы эфект моцных электрычных палёў, створаных звычайнымі сістэмамі кароннай зарадкі, найбольш выяўлены пры нанясенні пакрыццяў на дэталі з вялікімі плоскімі паверхнямі на высокіх хуткасцях канвеера. На жаль, больш моцныя электрычныя палі сістэм кароннай зарадкі могуць мець негатыўныя наступствы ў некаторых дадатках. Напрыклад, пры пакрыцці дэталяў з глыбокімі паглыбленнямі і каналамі можна сутыкнуцца з эфектам клеткі Фарадея (гл. Малюнак 2). Калі дэталь мае паглыбленне або канал на паверхні, электрычнае поле будзе рухацца па шляху найменшага супраціўлення зямлі ( г.зн. краю такога паглыблення). Такім чынам, калі большая частка электрычнага поля (як ад гарматы, так і ад касмічнага зарада) канцэнтруецца на краях канала, адклад парашка будзе значна ўзмоцнены ў гэтых абласцях, і пласт парашкавага пакрыцця будзе нарастаць вельмі хутка.

На жаль, гэты працэс будзе суправаджаць два негатыўныя эфекты. Па-першае, менш часціц мае шанец патрапіць унутр паглыблення, паколькі часціцы парашка моцна «штурхаюць» электрычным полем да краёў клеткі Фарадея. Па-другое, свабодныя іёны, якія ўтвараюцца ў выніку кароннага разраду, будуць ісці па лініях поля да краёў, хутка насычаюць існуючае пакрыццё дадатковым зарадам і прыводзяць да вельмі хуткага развіцця зваротнай іянізацыі. Раней было ўстаноўлена, што часціцы парашка пераадольваюць аэрадынаміку і гравітацыю сілы і накладвацца на падкладку, павінна існаваць дастаткова моцнае электрычнае поле, каб дапамагчы ў працэсе. На малюнку 2 відаць, што ні поле, створанае электродам гарматы, ні поле прасторавага зарада паміж гарматай і дэталлю не пранікаюць у клетку Фарадэя. Такім чынам, адзінай крыніцай дапамогі ў пакрыцці ўнутраных частак паглыбленняў з'яўляецца поле, якое ствараецца прасторавым зарадам часціц парашка, якія дастаўляюцца патокам паветра ўнутр паглыблення (гл. малюнак 3). Калі канал або паглыбленне вузкія, іянізацыя хутка адваротная. развіваючыся на яго краях, будуць стварацца станоўчыя іёны, якія будуць памяншаць зарад часціц парашка, якія спрабуюць прайсці паміж краямі клеткі Фарадэя, каб адкласціся ўнутры канала. Калі гэта адбудзецца, нават калі мы працягнем распыляць парашок у канале, сукупны прасторавы зарад часціцы парашка, якія дастаўляюцца ўнутр канала патокам паветра, не будуць дастатковымі для стварэння дастаткова моцнай электрычнай сілы, каб пераадолець турбулентнасць паветра і адкласці парашок.

Такім чынам, канфігурацыя электрычнага поля і яго канцэнтрацыя на краях абласцей клеткі Фарадея - не адзіная праблема пры пакрыцці паглыбленых участкаў. Калі б гэта было, то трэба было б толькі апырскваць паглыбленне на працягу дастатковай працягласці часу. Мы чакалі, што пасля таго, як краю пакрыты тоўстым пластом парашка, іншыя часціцы не змогуць адкладацца там, і адзіным лагічным месцам для парашка будзе ўнутраная частка паглыблення. На жаль, гэтага не адбываецца збольшага з-за зваротнай іянізацыі. Ёсць шмат прыкладаў абласцей клеткі Фарадея, якія нельга пакрыць незалежна ад таго, як доўга парашок распыляецца. У некаторых выпадках гэта адбываецца з-за геаметрыі паглыблення і праблем з турбулентнасцю паветра, але часта гэта адбываецца з-за зваротнай іянізацыі.