用静电喷涂产生涂层的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总体上涉及一种用静电喷涂产生涂层的系统和方法。
[0002]静电工具喷涂带电材料以便更有效地涂布物体。举例来说，静电工具可用来涂布物体。操作时，接地目标物吸引从静电工具喷涂的带电材料。当带电材料接触接地目标物时，材料失去电荷。
【发明内容】
[0003]下文概述就范围而言等同于最初所主张发明的某些实施例。这些实施例并非旨在限制所主张发明的范围，而是这些实施例仅旨在提供本发明可能形式的简要概述。事实上，本发明可涵盖与下文陈述的实施例可能类似或不同的各种形式。
[0004]在一个实施例中，一种系统包括静电喷涂系统，所述静电喷涂系统包括配置成充电并喷涂PTFE的静电工具、配置成将PTFE输送到静电工具的材料输送系统、配置成输送用于雾化PTFE并将充电后的PTFE喷涂到目标物上的空气流的气体递送系统，和配置成将目标物上的PTFE固化以产生涂层的红外线固化系统。
[0005]在另一实施例中，一种系统包括静电喷涂系统，所述静电喷涂系统包括静电工具和控制器，其中所述静电工具具有圆形尖端喷涂组件，所述组件配置成以静电荷喷涂聚四氟乙烯，并且所述控制器配置成调整静电喷涂系统的参数，以便以平均直径介于近似32与42微米之间的粒子输出聚四氟乙烯喷雾。
[0006]在另一实施例中，一种使用静电喷涂系统产生部件的方法，包括制备涂层材料，制备用于接收所述涂层材料的目标物，以喷雾静电地喷涂涂层材料到目标物上以产生涂层材料层，调整静电喷涂系统的参数以使用喷雾式的涂层材料产生平均直径尺寸介于近似32与42微米之间的粒子，和固化涂布材料层。
【附图说明】
[0007]当结合附图阅读以下详细说明时，会更明白本发明的这些和其他特征、方面和优点，附图中相似的附图标记代表在整个附图中相似的部分，其中:
[0008]图1是静电喷涂系统的实施例的示意图；
[0009]图2是圆形喷涂尖端组件的实施例的分解透视图；
[0010]图3是圆形喷涂尖端组件组装后的实施例的透视图；
[0011]图4是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0012]图5是在静电地喷涂涂层材料的方法中用于调整参数的示例性方法的流程图；和
[0013]图6是涂布有涂层材料的目标物的实施例的横截面图。
【具体实施方式】
[0014]下文将描述本公开的一或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁描述，说明书中可能并未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，开发任何此类实际实施方式时，由于在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决定以便达到开发者的特定目标，诸如，遵守与系统相关及商务相关的约束，所述约束在各个实施方式中可能彼此不同。此外，应当理解，此类开发努力可能复杂且耗时，但对于得益于本公开的本领域普通技术人员来说，仍然是设计、制造和生产的常规任务。
[0015]当引入本公开各个实施例的元件时，冠词“一个(a/an)”、“所述(the)”和“该(said) ”意指存在一或多个所述元件。术语“包含(comprising)包括(including) ”和“具有(having)”意指包括性的，且意指可存在所列出元件以外的附加元件。操作参数和/或环境条件的任何实例并不排除所公开实施例的其他参数/条件。
[0016]本公开总体上针对一种静电系统和用于使用、操作和生产的相关方法。具体地讲，所述静电系统可使用摩擦减小材料(例如，聚四氟乙烯)来制造产品和涂布物体。聚四氟乙烯可为切力敏感的，并且因此对喷涂参数敏感。下文描述的方法/工艺使得静电系统能够在适当公差内并以适当特性使用切力敏感型摩擦减小涂层材料来涂布物体。举例来说，下文描述的实施例中的一些实施例可结合特定喷涂参数来使用特定类型的喷涂设备，以便喷涂切力敏感型涂层材料。所公开实施例也描述调整各种喷涂参数的方法，所述参数使得能够在特殊公差内产生产品。这些参数可包括涂层材料流率、空气流率、雾化压力、施加到涂层材料的电压、传送机速度、涂层个数，和到目标物的距离。
[0017]图1是能够喷涂摩擦减小材料以涂布产品(可植入医疗装置、注射针、支架、导丝、导液管，等等)的静电喷涂系统10。摩擦减小材料可为酸基或水基的聚四氟乙烯(也就是，悬浮在酸或水中的聚四氟乙烯)；硅润滑剂、二硫化钼、氮化硼，等等。不幸的是，液体聚四氟乙烯(PTFE)可为切力敏感的，也就是PTFE可容易地从酸或水悬浮液的悬浮中分离。从PTFE分离酸和水可改变涂层材料的粘性和粘合性质，因此阻断了到目标物表面的适当涂覆。静电喷涂系统10将硬件与喷涂参数相结合，以便用切力敏感型PTFE涂布目标物表面。
[0018]静电喷涂系统10包括材料输送系统12、电源14、控制器系统16以及目标物移动和固化系统18。这些系统一起操作以将带电摩擦减小涂层材料(例如，PTFE)喷涂到目标物20上。所述材料输送系统12包括静电工具22 (例如，喷涂装置)、材料源24 (例如，罐)、材料输送组件26和空气源28 (例如，空气罐和/或压缩机)。操作时，静电喷涂系统10使用电源14对材料输送系统12供电。所述静电工具22从电源14接收电力，从材料源24接收材料(例如，液体)并从空气源28接收空气流。所述静电工具22将电力、涂层材料和空气流相结合来喷涂摩擦减小涂层材料。具体地讲，静电工具22充电、雾化并喷涂摩擦减小涂层材料(例如，液体)到目标物20上。如上文所解释，摩擦减小涂层材料可为切力敏感的。因此，材料输送系统12可包括材料输送组件26，以便促进摩擦减小涂层材料移动到静电工具22中。材料输送组件26可以是能够在并无过量切力的情况下输送摩擦减小涂层材料到静电工具22的压力罐或注射栗。
[0019]在图示的实例中，静电工具22可以是具有圆形喷涂尖端组件32和电压倍增器30的气体喷枪(例如，喷涂空气或另一类型气体的喷枪)。圆形喷涂尖端组件32使得能够使用来自空气源28的空气流以圆形喷涂图案雾化和喷涂摩擦减小涂布材料。更具体地讲，圆形喷涂尖端组件32促进低速下的雾化(例如，圆形喷涂尖端可并不包括增大粒子速度的图案空气流或扇形空气流)。涂层材料的低速也可通过增大静电能力以吸引涂层材料而不是推动涂层材料通过目标物来辅助涂布目标物。圆形喷涂尖端组件可产生平均直径尺寸介于25与50微米之间的粒子(例如，近似介于30与45微米之间、32与42微米之间，或34与37微米之间)。取决于液体的表面张力和所使用的雾化方法，粒子的尺寸可介于5到200微米之间。材料粒子的尺寸影响材料最终如何涂布到目标物20上。举例来说，尺寸过小的粒子可能会在达到目标物之前变干，而尺寸过大的粒子可能会淤积，在目标物上挂流，并产生超出适当公差的涂层。此外，过大的粒子尺寸可能会阻塞静电工具有效地对粒子充电以吸引到目标物20上(也就是，大粒子可能会接收到不足的电荷来包裹目标物)。
[0020]为了对涂层材料充电，静电工具22包括电压倍增器30。电压倍增器30从电源14接收电力。电源14可为外部电源(例如，电网、发电机，等等)、内部电源(例如，电池或发电机)或外部电源和内部电源的组合。电压倍增器30从电源14接收电力，并在静电工具22中将电力转化成将要施加到涂层材料的较高电压。更具体地讲，电压倍增器30可以介于近似50kV与10kV或更高之间的电压将电力施加到材料。举例来说，电力可至少近似55、65、75、85、95或100kV。进一步举例来说，电力可介于75到85kV之间。如将理解，电压倍增器30可为可移动的，且可包括二极管和电容器。在某些实施例中，电压倍增器30也可包括切换电路，所述切换电路在正电压与负电压之间改变电力。当涂层材料雾化和充电时，涂层材料被喷涂到目标物20(例如，导丝、导液管，等等)上。目标物20可接地或带相反电荷，以便电力地吸引摩擦减小涂层材料。