Application de revêtement en poudre Faraday Cage

Commençons par regarder ce qui se passe dans l'espace entre le pistolet de pulvérisation et la pièce pendant l'électrostatique revêtement en poudre procédure de demande. Sur la figure 1, la haute tension potentielle appliquée à la pointe de l'électrode de charge du pistolet crée un champ électrique (indiqué par des lignes rouges) entre le pistolet et la partie mise à la terre. Cela provoque le développement de la décharge corona. Une grande quantité d'ions libres générés par la décharge corona remplit l'espace entre le pistolet et la pièce. Certains des ions sont capturés par des particules de poudre, ce qui entraîne la charge des particules. Cependant, plusieurs ions restent libres et voyagent le long des lignes de champ électrique jusqu'à la partie métallique mise à la terre, se mélangeant aux particules de poudre propulsées par le flux d'air.

Comme indiqué précédemment, un nuage de particules de poudre chargées et d'ions libres créé dans l'espace entre le pistolet de pulvérisation et la pièce a un certain potentiel cumulatif appelé charge d'espace. Tout comme un nuage d'orage créant un champ électrique entre lui-même et la terre (ce qui conduit finalement au développement de la foudre), un nuage de particules de poudre chargées et d'ions libres crée un champ électrique entre lui-même et une partie mise à la terre. Par conséquent, dans un système de charge corona conventionnel, le champ électrique à proximité immédiate de la surface de la pièce est composé de champs créés par l'électrode de charge du pistolet et la charge d'espace. La combinaison de ces deux champs facilite le dépôt de poudre sur le substrat mis à la terre, ce qui se traduit par des efficacités de transfert élevées. Les effets positifs des champs électriques puissants créés par les systèmes de charge corona conventionnels sont plus prononcés lors du revêtement de pièces avec de grandes surfaces planes à des vitesses de convoyeur élevées. Malheureusement, les champs électriques plus forts des systèmes de charge corona peuvent avoir des effets négatifs dans certaines applications. Par exemple, lors du revêtement de pièces avec des évidements et des canaux profonds, on rencontre un effet de cage de Faraday (voir Figure 2). Lorsqu'une pièce a un évidement ou un canal sur sa surface, le champ électrique suivra le chemin de la plus faible résistivité à la terre ( c'est-à-dire les bords d'un tel évidement). Par conséquent, avec la majeure partie du champ électrique (à la fois du pistolet et de la charge spatiale) se concentrant sur les bords d'un canal, le dépôt de poudre sera considérablement amélioré dans ces zones et la couche de revêtement en poudre s'accumulera très rapidement.

Malheureusement, deux effets négatifs accompagneront ce processus. Premièrement, moins de particules ont une chance de pénétrer à l'intérieur de l'évidement puisque les particules de poudre sont fortement « poussées » par le champ électrique vers les bords de la cage de Faraday. Deuxièmement, les ions libres générés par la décharge corona suivront les lignes de champ vers les bords, satureront rapidement le revêtement existant avec une charge supplémentaire et conduiront à un développement très rapide de la rétro-ionisation. forces et se déposer sur le substrat, il doit y avoir un champ électrique suffisamment fort pour faciliter le processus. Sur la figure 2, il est clair que ni le champ créé par l'électrode du canon, ni le champ de charge d'espace entre le canon et la pièce ne pénètrent à l'intérieur de la cage de Faraday. Par conséquent, la seule source d'aide pour le revêtement de l'intérieur des zones en retrait est le champ créé par la charge spatiale des particules de poudre délivrées par le flux d'air à l'intérieur de l'évidement (voir Figure 3). Si un canal ou un évidement est étroit, la rétro-ionisation est rapide. se développant sur ses bords générera des ions positifs qui réduiront la charge des particules de poudre essayant de passer entre les bords de la cage de Faraday pour se déposer à l'intérieur du canal. les particules de poudre délivrées à l'intérieur du canal par le flux d'air ne seront pas suffisantes pour créer une force électrique suffisamment forte pour vaincre les turbulences de l'air et déposer la poudre.

Par conséquent, la configuration du champ électrique et sa concentration sur les bords des zones de cage de Faraday ne sont pas le seul problème lors du revêtement des zones en retrait. Si c'était le cas, il suffirait de pulvériser un évidement pendant une durée suffisante. Nous nous attendrions à ce qu'une fois les bords recouverts d'une épaisse couche de poudre, d'autres particules ne puissent pas s'y déposer, le seul endroit logique pour la poudre étant l'intérieur de l'évidement. Malheureusement, cela ne se produit pas en partie à cause de l'ionisation de retour. Il existe de nombreux exemples de zones de cage de Faraday qui ne peuvent pas être revêtues, quelle que soit la durée de pulvérisation de la poudre. Dans certains cas, cela se produit en raison de la géométrie de l'évidement et des problèmes de turbulence de l'air, mais souvent, cela est dû à la rétro-ionisation.