Faraday Cage Dalam aplikasi Powder Coating

Mari kita mulai melihat apa yang terjadi di ruang antara pistol penyemprot dan bagian selama elektrostatik powder coating prosedur aplikasi. Pada Gambar 1, tegangan potensial tinggi yang diterapkan pada ujung elektroda pengisian pistol menciptakan medan listrik (ditunjukkan oleh garis merah) antara pistol dan bagian yang diarde. Hal ini menyebabkan perkembangan pelepasan korona. Sejumlah besar ion bebas yang dihasilkan oleh pelepasan korona mengisi ruang antara pistol dan bagiannya. Beberapa ion ditangkap oleh partikel bubuk, sehingga partikel menjadi bermuatan. Namun, beberapa ion tetap bebas dan berjalan di sepanjang garis medan listrik ke bagian logam yang diarde, bercampur dengan partikel bubuk yang didorong oleh aliran udara.

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, awan partikel bubuk bermuatan dan ion bebas yang tercipta di ruang antara pistol penyemprot dan bagiannya memiliki beberapa potensi kumulatif yang disebut muatan ruang. Sama seperti awan guntur yang menciptakan medan listrik antara dirinya dan bumi (yang pada akhirnya mengarah pada pengembangan petir), awan partikel bubuk bermuatan dan ion bebas menciptakan medan listrik antara dirinya dan bagian yang diarde. Oleh karena itu, dalam sistem pengisian korona konvensional, medan listrik di sekitar permukaan bagian terdiri dari medan yang diciptakan oleh elektroda pengisian senjata dan muatan ruang. Kombinasi kedua bidang ini memfasilitasi pengendapan bubuk pada substrat yang diarde, menghasilkan efisiensi transfer yang tinggi.Efek positif dari medan listrik kuat yang diciptakan oleh sistem pengisian korona konvensional paling menonjol saat melapisi bagian dengan permukaan datar yang besar pada kecepatan konveyor tinggi. Sayangnya, medan listrik yang lebih kuat dari sistem pengisian korona dapat memiliki efek negatif dalam beberapa aplikasi. Misalnya, ketika melapisi bagian dengan ceruk dan saluran yang dalam, seseorang akan menemukan efek sangkar Faraday (lihat Gambar 2). Ketika suatu bagian memiliki ceruk atau saluran di permukaannya, medan listrik akan mengikuti jalur dengan resistivitas terendah ke tanah ( yaitu tepi ceruk seperti itu). Oleh karena itu, dengan sebagian besar medan listrik (baik dari senjata dan muatan ruang) terkonsentrasi di tepi saluran, deposisi serbuk akan sangat ditingkatkan di area ini dan lapisan pelapis serbuk akan menumpuk dengan sangat cepat.

Sayangnya, dua efek negatif akan menyertai proses ini. Pertama, lebih sedikit partikel yang memiliki kesempatan untuk masuk ke dalam ceruk karena partikel serbuk “didorong” kuat oleh medan listrik menuju tepi sangkar Faraday. Kedua, ion bebas yang dihasilkan oleh pelepasan korona akan mengikuti garis medan menuju tepi, dengan cepat menjenuhkan lapisan yang ada dengan muatan tambahan, dan menyebabkan perkembangan ionisasi balik yang sangat cepat. Telah ditetapkan sebelumnya bahwa partikel serbuk mengatasi aerodinamis dan gravitasi kekuatan dan disimpan pada substrat, harus ada medan listrik yang cukup kuat untuk membantu dalam proses. Pada Gambar 2, jelas bahwa baik medan yang diciptakan oleh elektroda pistol, maupun medan muatan ruang antara pistol dan bagiannya tidak menembus di dalam sangkar Faraday. Oleh karena itu, satu-satunya sumber bantuan dalam melapisi bagian dalam area ceruk adalah bidang yang diciptakan oleh muatan ruang partikel bubuk yang dikirim oleh aliran udara di dalam ceruk (lihat Gambar 3). Jika saluran atau ceruk sempit, ionisasi balik dengan cepat berkembang di tepinya akan menghasilkan ion positif yang akan mengurangi muatan partikel bubuk yang mencoba lewat di antara tepi sangkar Faraday untuk mengendap di dalam saluran. Setelah ini terjadi, bahkan jika kita terus menyemprotkan bubuk ke saluran, muatan ruang kumulatif dari partikel bubuk yang dikirim ke dalam saluran oleh aliran udara tidak akan cukup untuk menciptakan gaya listrik yang cukup kuat untuk mengatasi turbulensi udara dan menyimpan bubuk.

Oleh karena itu, konfigurasi medan listrik dan konsentrasinya di tepi area sangkar Faraday bukan satu-satunya masalah saat melapisi area relung. Jika demikian, Anda hanya perlu menyemprot ceruk untuk waktu yang cukup lama. Kami berharap bahwa begitu ujung-ujungnya dilapisi dengan lapisan bedak yang tebal, partikel lain tidak akan dapat mengendap di sana, dengan satu-satunya tempat logis untuk bedak adalah bagian dalam ceruk. Sayangnya ini tidak terjadi karena, sebagian, untuk mendukung ionisasi. Ada banyak contoh area sangkar Faraday yang tidak dapat dilapisi terlepas dari berapa lama bubuk disemprotkan. Dalam beberapa kasus, ini terjadi karena geometri ceruk dan masalah dengan turbulensi udara, tetapi sering kali karena ionisasi balik.