塗裝機械

隨着工業技術的發展，塗裝已由手工向工業自動化方向發展，而且自動化的程度越來越高，所以塗裝生產線的應用也越來越廣泛，並深入到國民經濟的多個領域。

工程機械是一類用於工程建設的機器設備，一般都是室外施工、室外存放，故工況惡劣，面臨着風吹日曬、粉塵污染及雨水沖刷等。因此，工程機械需要塗裝防護。隨着人們審美意識的提高，裝飾作用也成為工程機械塗裝重點關注的部分。近年來，標識也成工程機械塗裝的重要功能。

1 防護功能

工程機械的結構及零部件生產工藝複雜，生產週期長，在週轉過程中如果不進行任何表面處理會發生鏽蝕，尤其在夏季濕熱的環境中，鏽蝕的速度更快。因此，在工程機械製造過程中，大量的結構件、鑄造件需要進行塗裝，以防在生產過程中發生鏽蝕。有的企業甚至對採購來的鋼板直接進行拋丸，並噴塗可焊底漆。

工程機械 90%以上的零部件都是鋼結構件，在設備使用、存放期間都有可能發生鏽蝕，從而影響到設備的使用壽命。因此，工程機械零部件及整機都要進行塗裝處理，使表面塗覆一定厚度的漆膜，以便隔離大氣中的氧、水分、塵污等腐蝕性物質，使其在一定期限內免受腐蝕，保證設備的使用壽命。防鏽保護是工程機械塗裝的基本功能，提高工程機械塗層的防鏽保護能力一直是工程機械塗裝研究的重點。

2 裝飾功能

雖然是在惡劣工況中施工的設備，但用户也希望工程機械具有美好的外觀。因此，工程機械塗裝還具有裝飾作用，通過整體的外觀設計和塗裝施工，使整機表面具有一定色彩、光澤和整體外觀效果，吸引用户。當然，工程機械機器龐大，結構複雜，難以實現所有的表面都具有很高的外觀質量。為此，工程機械行業提出了覆蓋件的概念，即覆蓋在機器設備外部的零部件，包括油箱、駕駛室、發動機罩、蓋板等，並在這些覆蓋件上重點突出塗裝的裝飾性，要求表面漆膜光滑、均勻、飽滿、光澤高、無弊病，並具有一定的耐候性，在一定時期內其失光、退色在規定的範圍內。2000 年以來，工程機械行業對產品外觀質量越來越重視，每兩年一次的北京工程機械展還專門舉行外觀評比活動，工程機械塗裝的裝飾功能越加突出，用户及製造商都更加重視產品塗裝的整體視覺效果。

3 標識功能

工程機械塗裝信息傳遞作用有以下 4 個方面，包括安全信息、使用維護和企業品牌信息。

(1) 某些工程機械設備在施工過程中存在一些危險點，故噴塗黃黑相間的警戒色來傳遞安全信息，提醒周圍人員不要靠近，注意安全。

(2) 在設備使用過程中需要維護，比如加註潤滑油。為便於設備維護人員能快速找到注油點，特在注油部位塗上顏色與周圍有明顯區別的塗層。

(3) 對於一些大型的工程機械設備，企業直接在大型的零部件表面噴塗企業logo，起到宣傳作用。

(4) 工程機械企業都將自己的所有產品按同樣的主色調和風格進行塗裝，起到企業的標識作用，讓人即使看不到產品上的logo，也知道產品是哪家企業的，如三一的“中國紅”、卡特的“卡特黃”及中聯的白色主色調等。

工程機械“傻、大、笨、粗”的外觀已經成為歷史，企業在外觀質量上下大功夫，一些科研院校還就工程機械造型設計、外觀設計、塗裝設計等進行了研究，推動着工程機械塗裝外觀的發展。工程機械塗裝的 3 種主要功能在工程機械不同發展時期所受到的關注度不同。在20 世紀90 年代以前，以防鏽保護功能為主。2000 年以後，大家開始關注工程機械的外觀，塗裝在滿足防鏽保護功能的同時，逐漸將裝飾功能放到了重要的位置。隨着工程機械的發展，企業逐步加大了品牌建設和企業文化宣傳，塗裝的標識功能除了過去的使用維護標識和安全警示外，更多地傳遞了企業的品牌和文化信息。 ^[1] 

我國的發展經歷了由手工到生產線、到自動生產線的發展過程。我國的塗裝工藝可以簡單歸納為；前處理→噴塗→乾燥或固化→三廢處理。我國的塗裝工業真正起源於50年代蘇聯技術的引進之後。一些援建的項目中開始建立了塗裝生產線，但這些生產線一般是鋼板焊的槽子加鋼結構的噴（塗）漆室和乾燥室（爐）組合的，由電葫蘆手工吊掛工件（少數用懸掛輸送機）運行。當時的酸洗槽一般均為鋼板襯鉛，隨着時代的發展，出現了襯玻璃鋼或全部採用玻璃鋼的槽子。從60年代開始，由於輕工業的發展，首先在自行車製造行業出現了機械化生產的流水線和自動化生產的流水線，以及在原有槽子流水線生產的基礎上加上程序控制的小車形成的程控流水線，這些主要是在上海和天津地區。這期間我國塗裝工業的主要任務還是以防腐為主。但隨着我國經濟的發展，以及國外塗裝技術的發展，通過技術引進和與國外技術的交流，我國塗裝技術開始飛速的發展，在塗裝自動化生產方面，靜電噴塗和電泳塗漆技術的推廣應用、粉末噴塗技術的研製及推廣，特別是我國家電行業、日用五金、鋼製傢俱，鋁材構件、電器產品、汽車工業等領域的蓬勃發展，使塗裝事業有了明顯的進步，在塗裝生產線中還出現了智能化的噴塗機器人。 ^[2] 

1.1前處理工藝發展概況

作為前處理技術來説，最初前處理的傳統方式為槽浸式，按工藝流程逐槽浸漬。隨着工藝的改進和發展，出現了二合一（即除油、除鏽）和三合一（即除油、除鏽、鈍化）工藝。目前，國外及國內的家電行業多采用噴淋式前處理，其特點是生產效率高，操作簡便，易於實現生產自動化或半自動化，脱脂效果好，磷化膜緻密均勻。但是不管怎麼發展，表面處理的前處理工藝都是必須的，針對不同的塗層要求及對抗腐蝕的要求，除油、除鏽、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。當然，在前處理工藝中，噴砂、拋丸或打磨工藝也在不同行業的不同部門按需要選擇應用。時代的發展，表面處理工藝在發展，就水洗來説最初一般使用自來水，但是隨着工藝要求及發展，現在水洗已採用蒸餾水或純淨水；前處理也有采用超聲波的處理工藝。

1.2噴塗工藝發展概況

從80年代開始，我國開始引進一些噴塗器械或單台設備，國外一些噴漆漆霧處理裝置也通過引進開始消化吸收研製，如旋杯噴漆、水簾噴漆、水旋除漆等一系列噴塗及漆霧處理的方法，使噴漆技術前進了一步，特別是80年代電泳塗漆的漆液處理技術。60年代中期剛開始搞電泳塗漆時，漆液處理採用尼龍紗巾，温度控制採用加冰袋降温。隨着時代的推進，80年代至90年代，電泳槽液的處理已有超濾等一系列裝置。近年來使用的UF（超濾）/RO（反滲透）系統將是今後新建陰極電泳塗裝線不可缺少的設備；對於温度的控制不僅採用冷卻器，有的還專門設置了冷水機組用於生產線的循環冷卻。

1.3固化工藝的發展概況

作為乾燥固化工藝來説，一般有熱風循環式和輻射加熱式。在五六十年代主要用蒸汽或電加熱器作熱源來乾燥固化，從60年代開始出現紅外線乾燥，70年代出現遠紅外乾燥和微波乾燥，1994年出現了高紅外快速加熱技術。隨着對乾燥温度的控制要求和温度控制均勻性的要求，出現了在爐內進行熱風循環，80年代後期出現了燃油（氣）熱風循環的乾燥爐（固化爐），而且燃油（氣）熱風乾燥（固化）的應用漸趨廣泛；一般來説，目前國內採用電加熱熱風乾燥爐較多，但用電作為烘烤熱源往往不是一種經濟的方法，特別是增容費的負擔，使建設投資增大；但電加熱的設計與運行管理較簡便，操作比較方便，所以在較小的乾燥爐中應用仍然較多。採用燃油（氣）加熱取代電烘烤的方法是一項重大節能技術，隨着國內工業發展，燃油（氣）的供應已基本解決或便於解決，如額定供熱每小時達到幾十萬至上百萬大卡的大型乾燥爐設計中，用電加熱與用燃油加熱的乾燥爐運行成本相差達3-5倍，故在塗裝生產線設計中，可以加以推廣應用。但是由於我國的能源結構以煤為主，決定了我國有相當一部分地區和產業在今後的能源使用上，仍賴於煤的利用和開發，特別是地理環境及經濟不發達的地區，故我們採用煤粉燃燒為熱源，採用熱管新技術作為換熱器，研製開發煤粉加熱的乾燥（固化）爐。爐窯採用全封閉結構及獨特的燃燒器，設置煙塵排放除塵器，因而煤粉燃燒基本不影響工作環境，爐窯周圍空氣乾淨，幾乎沒有灰塵，大大改善了操作環境。各項指標完全符合城市環境保護要求。

因此對於煤粉燃燒的爐窯來講，如果採用措施得當，其對環境的影響較小，可以做到環保排塵濃度的預測與實際監測結果接近。採用可調旋風式煤粉燃燒器對於煤粉的燃燒是十分合適的，同時煤粉的燃燒對爐温的控制也能較好地實現。如果控制方法及各項參數選擇準確，爐窯温度可以控制在±15℃以內。另一種方法是利用高温煙氣加熱熱管，再用熱管加熱乾燥由煙氣餘熱加熱的熱風，再通過過濾網直接送入到乾燥爐烘道中。由於熱管換熱效率高，熱風經過過慮，故乾燥（固化）爐的温度易於控制，保證了工件乾燥固化的質量。

1.4.塗裝線的環境保護

對於現代化的塗裝線，一般都能滿足恆温、恆濕和潔淨的空氣（空氣粉塵含量<10mg/m3）等要求；但對比較簡易的凃裝生產線，卻很難保證恆温、恆濕和潔淨的空氣，使塗裝的工件達不到滿意的塗裝效果，易使漆膜產生針（縮）孔、桔皮、顆粒等漆膜弊病.為了避免漆膜產生針孔和桔皮、首先應改善噴塗室內的温度和濕度，使噴塗室內的温度和濕度達到工藝要求；其次，應根據不同的温度和濕度調整施工塗料粘度和稀釋劑的成分；一般在噴漆施工中必須將噴塗室的温度控制在35℃以下，濕度控制在80%以下。

為了使塗裝生產線內的空氣粉塵量得到有效控制，首先應改善生產線外的環境狀況，將打磨、擦淨工序與噴漆工序分開，避免打磨產生的粉塵進入生產線噴塗室或乾燥(固化)爐,消除打磨灰塵對噴塗的影響；其次，應定期更換空氣濾布，保證空氣中的粉塵能有效除去。近年來隨着環保要求的嚴格，水性塗料、高固體分塗料、粉末塗料等環保型塗料得到迅速發展。據報道，我國粉末塗料年產量已達6萬t，僅次於美國、意大利和德國，躍居世界第4位。我國從80年代以來，已先後引進500多條粉末塗裝生產線、按當前狀況來看，應該説基本已達到飽和。而如何加快粉末塗裝設備國產化已成為我國塗裝行業迫在眉睫的課題。

塗裝生產線的污染一般有廢氣、廢水、廢渣和噪聲。目前我國塗裝生產線廢氣主要來自前處理、噴漆室、流平室、乾燥爐的排放廢氣，所排放的污染物大體有如下幾類；能形成光化學煙霧的有機溶劑、排出惡臭的塗料揮發分、熱分解生成物和反應生成物、酸鹼霧、噴丸時產生的粉塵和漆霧中的粉塵。使用不含有機溶劑或有機溶劑含量低的塗料，是解決有機溶劑污染的最有效方法，儘量減少有機溶劑的用量，降低有機溶劑廢氣的處理量，將含有高濃度有機溶劑的廢氣集中處理，採取稀釋後向大氣排放；對於生產線中的乾燥固化爐排放的高濃度、小風量的有機溶劑廢氣，通常使用燃燒法、催化燃燒法、吸附法進行處理；噴漆室排出的低濃度、大風量廢氣，以前大多使用漆霧絮凝劑或表面活性劑處理，但現在推廣使用活性炭吸附法，還有使用活性炭纖維蜂輪法處理有機廢氣。

廢水主要來自塗裝前處理產生的脱脂、磷化、鈍化廢水、陰極電泳產生的含電泳漆的廢水。水性中塗料的噴漆室及清洗產生的廢水，面漆噴漆室循環用水定期排放的廢水。一般將全部廢水集中在地下室根據污水種類分別進行治理。對於含酸鹼廢水進行中和，沉澱、過濾、排放；對含6價鉻（Cr6-）的廢水，使用電解法和化學還原法處理；對噴漆室廢水，無論是水性漆還是溶劑型漆的廢水，都添加絮凝劑進行處理，漆渣被自動排出，處理過的廢水，繼續循環使用，漆渣燒掉或與其他工業廢料一起處理掉。

廢渣主要是漆渣、處理廢水產生的沉澱物，一般可用板框壓濾機脱水質，運到專用廢渣存放地。

噪聲源主要來自風機和運輸裝置，故我們在生產線上必須選用符合噪聲要求的風機和運輸裝置，塗裝車間內部最好設置吸音材料。塗裝生產線的控制系統隨着時代的發展而得到不斷改進，要求控制系統越來越可*。故現在塗裝生產線電器控制一般均為復控，可由各電器櫃控制，也可由中心室進行全線控制，中心控制室和烘道一般均設有微機，能精確地控制乾燥固化爐體各區温度，中心控制室可設電視監視器顯示、記錄升降温度曲線、亦能隨時設定、修改參數，以便根據各種工件大小和塗裝顏色不同調整温度。槽液可由熱電偶控制。目前，塗裝生產線上所有電機一般均為設有雙重保護，並與主控聯鎖，任一電機出現故障，分控櫃和中心控制室均能報警，若設備出現故障，全線能自動停機，以確保運行安全。