朱耀文

涂覆機涂層閥替代霧化噴涂閥的可行性研究

朱耀文

（廣東美的廚房電器制造有限公司，廣東 佛山 528311）

現(xiàn)代電子制造行業(yè)常用選擇性涂覆機進行PCBA的三防漆涂覆作業(yè)[1]，但其使用的霧化噴涂閥存在諸多缺點，例如品質(zhì)不穩(wěn)定、油霧彌漫等。隨著現(xiàn)代工廠對過程品質(zhì)、EHS的要求越來越高，傳統(tǒng)的霧化噴涂閥越來越不能滿足需求。在此背景下，提出利用涂層閥替代霧化噴涂閥，并提出相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)指標和測試方案，按照相應(yīng)方案進行實際噴涂測試以及測量驗證。實驗結(jié)果表明，涂層閥可以替代霧化噴涂閥。

涂覆機；霧化噴涂閥；涂層閥；替代可行性

常用的霧化噴涂閥由膠量微調(diào)、活塞密封圈等11部分組成，其中關(guān)鍵零部件為膠閥母體（以下簡稱針套）和霧化噴涂閥成形套（以下簡稱套筒）。

霧化噴涂閥結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 霧化噴涂閥結(jié)構(gòu)圖

霧化噴涂閥工作原理如下：氣缸驅(qū)動膠閥阻斷針上下運動，當?shù)竭_針套頭部時，三防漆停止出油；反之，當頂針離開針套頭部時，噴槍出油，依此實現(xiàn)待機和工作兩種狀態(tài)切換。霧化噴涂閥工作原理如圖2所示。

圖2 霧化噴涂閥工作原理

1 霧化噴涂閥缺點

霧化噴涂閥的結(jié)構(gòu)特點和工作方式?jīng)Q定三防漆容易在噴槍收油時殘留在針套和套筒之間的空間內(nèi)，日常若得不到有效清理，會出現(xiàn)霧化氣通道及油道被堵塞的問題。經(jīng)走訪調(diào)研以及與生產(chǎn)廠家的技術(shù)交流得知，部分企業(yè)基于成本考慮，會采購使用配合精度較差的霧化噴涂閥，若日常保養(yǎng)工作沒有做到位，堵塞問題會更加嚴重。堵塞后的噴槍噴出的三防漆會出現(xiàn)噴涂歪斜、堵槍無油、霧化不良等問題，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

堵塞過程如圖3所示。

2 改進思路

按照前述噴槍失效原理分析，可以得出以下三種改善方式。

圖3 堵塞過程示意圖

2.1 噴槍自動清潔

利用壓縮空氣自動清除殘留三防漆。噴槍每次收油后預留一定時間，壓縮空氣（霧化氣）繼續(xù)工作，以此將針套和套筒內(nèi)殘留的三防漆都清除出去，避免堵塞。此方案需要規(guī)避清槍時從噴槍吹出的殘留物濺落到PCBA上，造成品質(zhì) 不良。

2.2 隔離氣液通道

霧化氣和三防漆的導流通道各自獨立。只要霧化氣（壓縮空氣）通道沒有被堵塞，噴槍則不會出現(xiàn)劣化問題，而三防漆是堵塞霧化氣的一大來源。從霧化噴涂閥的結(jié)構(gòu)上分析，霧化氣和三防漆的導流通道是共通的，因此將兩者單獨隔離，可從源頭上消除堵塞的問題。

2.3 取消霧化功能

采用無霧化結(jié)構(gòu)的噴槍。取消霧化功能，氣體導流通道堵塞問題迎刃而解（因為不需要霧化了）。無霧化結(jié)構(gòu)的噴槍，其中一種即為涂層閥。與霧化噴涂閥不同，涂層閥噴出的三防漆呈現(xiàn)水簾狀，所以又稱為水簾閥。涂層閥噴涂效果如圖4所示。

圖4 涂層閥噴涂效果圖

3 替代可行性分析

對于三防漆涂覆工序而言，關(guān)鍵指標包括噴涂軌跡的寬度以及涂層厚度[2]，兩者的穩(wěn)定性是衡量噴涂效果的重要指標。噴涂軌跡的寬度可以利用游標卡尺進行測量，涂層厚度則可以通過電子秤進行測量。

3.1 噴涂軌跡寬度的穩(wěn)定性檢驗

噴涂軌跡寬度與供液壓力以及噴槍高度（噴槍出油口與PCB板面的垂直距離）有關(guān)，本次實驗設(shè)定供液壓力為 0.35 MPa，噴槍高度為72 mm，進行20次噴涂實驗，用游標卡尺測量軌跡寬度，實驗結(jié)果如表1所示。

表1 軌跡寬度測量實驗

次數(shù)測量寬度值/mm次數(shù)測量寬度值/mm 136.751135.29 235.611236.69 336.091336.21 435.691435.65 536.631536.16 635.441636.76 736.881735.74 836.561836.72 935.781936.45 1036.832035.18

根據(jù)表1可知，軌跡寬度平均值為36.156 mm，最大值為36.88 mm，最小值為35.18 mm，軌跡寬度與平均值之間的最大誤差為2.77%，滿足生產(chǎn)品質(zhì)要求。

3.2 噴涂厚度的穩(wěn)定性檢驗

噴涂厚度與噴涂速度、供液壓力以及噴槍高度有關(guān)，由于厚度不方便直接測量，但是可以通過測量出膠的質(zhì)量穩(wěn)定性來反映，因此本次實驗設(shè)定供液壓力0.35 MPa、噴涂時間60 s，進行20次噴涂實驗，并通過電子秤稱重，實驗結(jié)果如表2所示。

表2 噴涂厚度測量實驗

次數(shù)測量質(zhì)量/g次數(shù)測量質(zhì)量/g 169.591168.42 268.961269.37 368.931368.38 468.931467.53 569.441568.81 667.591668.84 767.931768.83 869.111868.44 968.551969.23 1069.242068.67

根據(jù)表2數(shù)據(jù)得知，出膠平均值為68.740 g，最大值為69.59 g，最小值為67.53 g，出膠重量與平均值之間的最大誤差為1.79%，滿足生產(chǎn)品質(zhì)要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)以及過程品質(zhì)的要求不斷提高，對自動涂覆機的使用提出了更高的需求，傳統(tǒng)上使用的霧化噴涂閥已經(jīng)越來越不能滿足一線生產(chǎn)所需。本文通過對霧化噴涂閥的解構(gòu)，提出了使用涂層閥替代的設(shè)想，并通過實驗檢驗其關(guān)鍵指標的穩(wěn)定性，證明其可以替代霧化噴涂閥，提高涂覆工序的過程品質(zhì)。

［1］鮑秀森，陳紅.選擇性涂覆工藝研究［C］//電子產(chǎn)品防護技術(shù)研討會，2006.

［2］劉凌釗.多功能選擇性涂覆機的研制［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2018.

2095－6835（2020）06－0058－02

TN405

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.019

〔編輯：嚴麗琴〕