Faraday Cage porszórt bevonattal

Kezdjük megnézni, mi történik a szórópisztoly és az alkatrész közötti térben az elektrosztatikus folyamat során por bevonat pályázati eljárás. Az 1. ábrán a pisztoly töltőelektródájának csúcsára adott nagy potenciális feszültség elektromos mezőt hoz létre (amelyet piros vonalak mutatnak) a pisztoly és a földelt rész között. Ez a koronakisülés kialakulását idézi elő. A koronakisülés által generált nagy mennyiségű szabad ion kitölti a pisztoly és az alkatrész közötti teret. Az ionok egy részét a porrészecskék befogják, ami a részecskék feltöltődését eredményezi. Azonban több ion szabadon marad, és az elektromos erővonalak mentén eljut a földelt fémrészhez, keveredve a levegőáram által meghajtott porrészecskékkel.

Amint azt korábban említettük, a szórópisztoly és az alkatrész közötti térben keletkezett töltött porrészecskék és szabad ionok felhője rendelkezik bizonyos kumulatív potenciállal, amelyet tértöltésnek neveznek. Hasonlóan egy mennydörgésfelhőhöz, amely elektromos mezőt hoz létre maga és a föld között (ami végül villámláshoz vezet), a töltött porrészecskék és szabad ionok felhője elektromos mezőt hoz létre maga és egy földelt rész között. Ezért a hagyományos koronatöltő rendszerben az alkatrész felületének közvetlen közelében lévő elektromos mező a pisztoly töltőelektródája és a tértöltés által létrehozott mezőkből áll. E két mező kombinációja megkönnyíti a porlerakódást a földelt hordozón, ami nagy átviteli hatékonyságot eredményez. A hagyományos koronatöltő rendszerek által létrehozott erős elektromos mezők pozitív hatásai a legkifejezettebbek a nagy, sík felületű alkatrészek bevonásakor, nagy szállítószalag sebesség mellett. Sajnos a koronatöltő rendszerek erősebb elektromos mezői bizonyos alkalmazásokban negatív hatást gyakorolhatnak. Például, amikor mély bemélyedésekkel és csatornákkal vonják be az alkatrészeket, Faraday-ketrec effektussal találkozhatunk (lásd a 2. ábrát). Ha egy alkatrésznek van egy mélyedése vagy egy csatorna a felületén, az elektromos tér a legalacsonyabb ellenállású földhöz viszonyított útvonalat követi ( azaz egy ilyen mélyedés szélei). Ezért, mivel a legtöbb elektromos tér (mind a fegyverből, mind a tértöltésből) a csatorna szélein összpontosul, a porlerakódás ezeken a területeken nagymértékben megnövekszik, és a porbevonat réteg nagyon gyorsan felépül.

Sajnos két negatív hatás kíséri ezt a folyamatot. Először is, kevesebb részecskének van esélye bejutni a mélyedésbe, mivel a porrészecskéket az elektromos tér erősen „nyomja” a Faraday ketrec szélei felé. Másodszor, a koronakisülés által generált szabad ionok követik a mezővonalakat a szélek felé, gyorsan telítik a meglévő bevonatot extra töltéssel, és nagyon gyors visszaionizációhoz vezetnek. Korábban megállapították, hogy a por részecskéinek le kell győzniük az aerodinamikait és a gravitációt. erők és lerakódnak a hordozóra, kellően erős elektromos térnek kell lennie ahhoz, hogy segítse a folyamatot. A 2. ábrán jól látható, hogy sem a fegyver elektródája által létrehozott mező, sem a fegyver és az alkatrész közötti tértöltési mező nem hatol be a Faraday-ketrecbe. Ezért a süllyesztett területek belső bevonatának egyetlen forrása a porrészecskék tértöltése által létrehozott mező a mélyedés belsejében (lásd a 3. ábrát). Ha egy csatorna vagy mélyedés keskeny, gyorsan visszaionizálódik. A szélein fejlődő pozitív ionok képződnek, amelyek csökkentik a Faraday-ketrec szélei között átjutni próbáló porrészecskék töltését, hogy lerakódjanak a csatornában. Ha ez megtörténik, még akkor is, ha folytatjuk a por szórását a csatornára, a halmozott tértöltés a légáram által a csatornába szállított porszemcsék nem lesznek elegendőek ahhoz, hogy elég erős elektromos erőt hozzanak létre a levegő turbulenciájának leküzdéséhez és a por lerakódásához.

Ezért nem az elektromos tér konfigurációja és koncentrációja a Faraday-ketrec területek szélein az egyetlen probléma a süllyesztett területek bevonásakor. Ha így lenne, csak egy mélyedést kellene elegendő ideig permetezni. Azt várjuk, hogy ha a széleket vastag porréteggel vonják be, más részecskék nem tudnak lerakódni oda, és a por egyetlen logikus helye a mélyedés belsejében van. Sajnos ez részben a hátsó ionizáció miatt nem történik meg. Számos példa van a Faraday ketrec területeire, amelyeket nem lehet bevonni, függetlenül attól, hogy mennyi ideig permetezzük a port. Egyes esetekben ez a mélyedés geometriája és a légturbulenciával kapcsolatos problémák miatt következik be, de gyakran a hátsó ionizáció miatt.