静电粉末喷涂的工艺流程及总体方案设计

喷涂机常应用于悬链式生产流水线中，工件在悬链输送下，按照特定的工艺流程，从上件、涂粉到最后涂膜形成，这一系列的生产流程在本章中进行了详细的阐述。此外本章还重点介绍了随动式静电粉末喷涂系统的总体设计方案。

实现静电粉末喷涂的原理

在静电粉末系统中，将高压静电发生器与喷涂机喷枪上的电极相连，待喷涂工件接地，使得喷枪和工件间形成高压静电电场。与此同时粉末涂料的细小颗粒借助压缩空气产生的空气动力从供粉桶吸出，再经过输粉管运送至喷枪枪口，呈伞形雾状飞喷而出，在静电场中雾化的喷涂颗粒捕获负电荷成为带电微粒。在有限元分析软件中，采用模态分析和优化分析相结合的方法，快速掌握结构的动力特性，同时为优化分析提供目标和方向，喷涂机有效地增强结构的整体特性，改进设计方案。由此一来，喷涂颗粒在喷涂机高压静电场和空气气流的双重作用下按照受力的方向飞至待涂工件，牢牢吸附在工件表面。当粉末涂料在工件上积聚到一定厚度时，喷涂颗粒间发生静电相斥，粉末便不再堆积。然后再经过加热熔融、流平固化形成均匀、光滑、平整的涂层，来满足喷涂要求。静电粉末喷涂技术广泛应用在流水线生产方式中，整个加工生产线依靠悬链输送待喷涂的工件，依次经过上件、喷淋、干燥、喷涂、固化、下件等工序完成工件的静电粉末喷涂。

多目标优化分析需要在ANSYS工作台上进行设计探索（设计探索）模块。该模块不仅功能强大，而且易于使用。涂装方法是将工件放在接触线上，通过清洗、磷化、干燥、喷涂、固化等工序，连续进行。负责项目的多目标优化分析和稳健设计。它可以帮助设计人员在产品设计和生产前快速有效地了解多个设计参数对产品性能的影响，从而提高产品性能。影响因素较大的参数能达到理想的设计效果。传统的设计方法通常采用近似公式、经验计算方法等，调整喷涂机设计参数往往需要大量的时间和静力，最终的结果往往不令人满意。因此，本工程的主要目的是利用设计探索模块实现基础的参数优化，即保证基础有足够的强度和刚度，在此基础上优化设计参数，达到节约材料、减轻结构重量的目的。在有限元软件的优化探索模块中，

主要采用目标驱动优化（GOD）。在完成多目标优化分析的过程中，喷涂机GOD主要包括三个部分：

DOE（设计实验）根据需要生成多组实验参数，包括输入和输出参数。喷涂机四维参数是输入和输出参数。这样，喷涂机喷涂枪可以在跟随被喷涂工件水平传递的同时，实现上下喷涂的任务。输入参数、底座质量、最大变形和等效应力作为输出参数（即目标变量）。喷涂机的每个输入参数值应设置一个上限和下限，以指示其浮动范围。本文具体参数设置如下：h2（支撑板厚度）上下限8-13；h5（板间距）180-210；l1（转角钢宽度）25-33。C1（角钢边缘厚度）2-3.5.DOE的设计类型选择CCD（中央组合设计），然后点击更新设计点，自动生成25组实验参数，得到相应的输出结果，并以表格形式给出。

在喷涂设备的装配过程中，零件数量大，零件之间存在着相互关系。在有限元模型分析中，建立了零件间的接触关系。喷涂机具体操作是将模型导入到机械操作界面。支撑管由各自的夹紧块支撑固定，夹紧松紧度可通过内六角紧固螺钉调节。在树导向栏中，选择接触关系。本文中，大部分零件都没有相对运动，在用水的情况下选择了粘结（粘结）方式。如果导轨在水平和垂直方向与对应的滑块之间有相对运动，则应选择机头分离，以表明零件接触面之间没有正常的分离，但可以有少量的切向运动。在引进该喷涂机模型后，确定了材料性能：聚乙烯为同步带材料，导轨材料为45钢，喷枪夹用铝合金，其他材料为结构钢。模型的网格划分为多个部分网格，并针对不同的部分定义了相应的尺寸：水平传动结构包括电机、导轨、丝杠、轴承座等尺寸设置为20毫米；基础和垂直传动结构尺寸设置为30毫米；同步带、喷涂机支架。其连接板尺寸设为15mm，柱尺寸设为45mm。最后的单元和节点数是100438和209997。