Faraday Cage In Powder Coating påføring

Lad os begynde at se på, hvad der sker i mellemrummet mellem sprøjtepistolen og delen under elektrostatikken pulverlakering ansøgningsprocedure. I figur 1 skaber den højpotentiale spænding, der påføres spidsen af ​​pistolens ladeelektrode, et elektrisk felt (vist med røde linjer) mellem pistolen og den jordede del. Dette medfører udvikling af coronaudladning. En stor mængde frie ioner genereret af coronaudladningen fylder mellemrummet mellem pistolen og delen. Nogle af ionerne fanges af pulverpartikler, hvilket resulterer i, at partiklerne oplades. Imidlertid forbliver flere ioner frie og bevæger sig langs de elektriske feltlinjer til den jordede metaldel, blandet med pulverpartikler drevet af luftstrømmen.

Som tidligere nævnt har en sky af ladede pulverpartikler og frie ioner skabt i rummet mellem sprøjtepistolen og delen et kumulativt potentiale kaldet rumladning. Meget ligesom en tordensky, der skaber et elektrisk felt mellem sig selv og jorden (hvilket i sidste ende fører til lynudvikling), skaber en sky af ladede pulverpartikler og frie ioner et elektrisk felt mellem sig selv og en jordet del. Derfor, i et konventionelt korona-opladningssystem, består det elektriske felt i umiddelbar nærhed af delens overflade af felter skabt af pistolens ladeelektrode og rumladningen. Kombinationen af ​​disse to felter letter pulveraflejring på det jordede substrat, hvilket resulterer i høj overførselseffektivitet. Positive effekter af de stærke elektriske felter, der skabes af konventionelle korona-opladningssystemer, er mest udtalt, når dele belægges med store, flade overflader ved høje transportbåndshastigheder. Desværre kan stærkere elektriske felter i korona-opladningssystemer have negative effekter i nogle applikationer. Når man f.eks. belægger dele med dybe fordybninger og kanaler, støder man på Faraday-bureffekten (se figur 2). Når en del har en fordybning eller en kanal på overfladen, vil det elektriske felt følge banen med den laveste resistivitet til jord ( dvs. kanterne af en sådan fordybning). Derfor, med det meste af det elektriske felt (fra både pistolen og rumladningen) koncentreret på kanterne af en kanal, vil pulveraflejringen blive stærkt forbedret i disse områder, og pulverbelægningslaget vil opbygges meget hurtigt.

Desværre vil to negative effekter ledsage denne proces. For det første har færre partikler en chance for at gå ind i fordybningen, da pulverpartikler bliver stærkt "skubbet" af det elektriske felt mod kanterne af Faraday-buret. For det andet vil frie ioner genereret af koronaudladningen følge feltlinjer mod kanterne, hurtigt mætte den eksisterende belægning med ekstra ladning og føre til meget hurtig udvikling af tilbageionisering. Det er tidligere blevet fastslået, at for pulverpartikler at overvinde aerodynamisk og tyngdekraft kræfter og aflejres på underlaget, skal der være et tilstrækkeligt stærkt elektrisk felt til at hjælpe i processen. I figur 2 er det tydeligt, at hverken feltet skabt af pistolens elektrode eller rumladningsfeltet mellem pistolen og delen trænger ind i Faraday-buret. Derfor er den eneste kilde til hjælp til belægning af indersiden af ​​forsænkede områder feltet, der skabes af rumladningen af ​​pulverpartikler, der leveres af luftstrømmen inde i fordybningen (se figur 3). udvikling på dens kanter vil generere positive ioner, som vil reducere ladningen af ​​pulverpartikler, der forsøger at passere mellem Faraday burets kanter for at aflejre sig inde i kanalen. Når dette sker, selvom vi fortsætter med at sprøjte pulver ved kanalen, vil den kumulative rumladning af pulverpartikler leveret inde i kanalen af ​​luftstrømmen vil ikke være tilstrækkeligt til at skabe en stærk nok elektrisk kraft til at overvinde luftturbulensen og aflejre pulveret.

Derfor er konfigurationen af ​​det elektriske felt og dets koncentration på kanterne af Faradays burområder ikke det eneste problem ved belægning af forsænkede områder. Hvis det var, ville det kun være nødvendigt at sprøjte en fordybning i tilstrækkelig lang tid. Vi ville forvente, at når kanterne først er belagt med et tykt lag pulver, vil andre partikler ikke kunne aflejre sig der, med det eneste logiske sted for pulver at gå hen er indersiden af ​​fordybningen. Desværre sker dette ikke, delvist på grund af tilbageionisering. Der er mange eksempler på Faraday-burområder, som ikke kan belægges, uanset hvor længe pulveret sprøjtes. I nogle tilfælde sker dette på grund af fordybningens geometri og problemer med luftturbulens, men ofte skyldes det tilbageionisering.