用静电喷涂产生涂层的系统和方法_2

文档序号:9437489阅读:来源:国知局
当材料在目标物20上聚集时,其形成摩擦减小涂层。
[0021]如图1所示,静电喷涂系统10包括控制器系统16。控制器系统16包括由电源14供电的控制器34和用户接口 36。如所图示,控制器34包括处理器38和内存40。内存40可储存指令(也就是,软件代码),所述指令可由处理器38执行以控制静电喷涂系统10的操作。控制器34可连接到材料输送系统12和目标物固化和移动系统18,以便控制各种参数。举例来说,控制器34可控制来自材料源24的材料的流动,来自空气流源28的空气流,和通过电压倍增器30添加到离开静电工具22的材料的电荷量。
[0022]除了控制材料输送系统12,控制器34可控制目标物固化和移动系统18。目标物固化和移动系统18可包括目标物源42、传送机44(例如,皮带、电缆,等等)和固化台46。操作时,传送机44可包括电机,所述电机推动目标物20 (例如,支架、导丝、导液管,等等)离开目标物源42并通过静电工具22。在一些实施例中,目标物固化和移动系统18可包括固化台46。固化台46可为能够生成高温的红外线固化台(例如,一或多个红外线灯或加热元件),所述高温固化目标物20上的涂层材料。在其他实施例中,固化台46可为紫外线固化台或另一种类的固化台。在另外的实施例中,可能并不存在固化台46,相反,涂层材料可在室温条件下固化。为了确保涂层材料在目标物20上充分涂布和固化,控制器34控制目标物传送机44和固化台44。具体地讲,控制器34控制传送机中的电机推动目标物20通过静电工具22的速度。在某些实施例中,控制器34可导致传送机以每分钟介于近似700到800厘米的速度推动目标物20。举例来说,控制器34导致目标物传送机以每分钟至少近似100 到 5000、200 到 2500、300 到 1000、700 到 800、725 到 775、750 到 770 或 760 到 770 厘米的速度推动目标物。因此,控制器34在传送机44的控制下确保目标物20不会过涂布或过固化、或欠涂布或欠固化。
[0023]用户接口 36连接到控制器34且从控制器34接收信息。在某些实施例中,用户接口 36可被配置成允许用户基于控制器34所收集的信息来调整各种设置和操作参数。具体地讲,用户可用连接到用户接口 36的一系列按钮或旋钮48来调整设置或参数。在某些实施例中,用户接口 34可包括触摸屏幕,所述触摸屏幕实现用户输入和与静电喷涂系统10相关的信息显示。举例来说,用户接口 36可使得用户能够使用用户接口 34上的旋钮、表盘、按钮或菜单调整由电压倍增器30所供应的电压,开/关电压,且调整由工具12所喷涂的材料量。此外,用户接口 34可包括静电喷涂系统10的预编程操作模式。这些模式可以是改变在一段时间期间添加到喷涂材料的电荷或改变静电系统10所喷涂的材料量的工艺。操作员可使用用户接口 34上的按钮、旋钮、表盘或菜单来启动一个或多个操作模式。这些预编程操作模式可为生产产品的特定工艺、工艺中的特定步骤,或可对应于静电喷涂系统10的操作参数(例如,电压水平、材料放电率、传送机速度、空气流率,等等)。举例来说,这些模式可包括为特定产品(例如,支架、导丝或导液管,和/或特定涂布材料(例如,PTFE))定制的操作模式。
[0024]图2是圆形喷涂尖端组件32的实施例的分解透视图。圆形喷涂尖端组件32包括喷嘴70、喷嘴尖端72和空气盖74。喷嘴70通过连接器部分76连接到空气喷枪70,所述连接器部分76包括压缩接头75 (例如,锥形或圆锥形壁)和螺纹部分77 (例如,阳性螺纹)。连接器部分76可包括窄孔78 (例如,内部通道),所述窄孔使得离子化针头能够穿过喷嘴70并通过管道80离开。喷嘴70用螺旋旋转叶片82 (例如,I到100个叶片)和雾化空气通道84 (例如,I到100个通道)导向涂层材料。螺旋叶片82使得圆形喷涂尖端组件32能够在涂层材料离开时旋转涂层材料,从而改善涂层材料喷涂时的混合和控制。如所图示,空气雾化通道84包括在喷嘴面86中。除了空气雾化通道84以外,喷嘴面包括导引针88 (例如,1、2、3、4、5或更多个针)。针88促进喷嘴盖72连接到喷嘴70。当喷嘴70与喷嘴盖72连接时,螺旋叶片90 (例如,I到100个叶片)使得喷嘴盖72能够继续旋转并导引涂层材料。喷嘴盖72包括窄孔92,所述孔径大于管道80,以便促进来自空气雾化通道的空气流穿过喷嘴盖。圆形喷涂尖端组件32的最后部分是空气盖74。空气盖74包括接收喷嘴70和喷嘴盖72的窄孔94和空腔96。
[0025]图3是圆形喷涂尖端组件32组装后的实施例的透视图。如所图示,空气盖74接收喷嘴70和喷嘴盖72,并连接到静电工具22 (例如,空气喷枪)。一旦工具22组装完成,来自空气雾化通道84的空气流与涂层材料相结合并雾化涂层材料。雾化后的涂布材料穿过窄孔94离开空气盖74,其中所述材料在由离子化针头100所产生的电场98中充电。
[0026]图4是使用图1的静电喷涂系统10的示例性方法120的流程图。方法120使得静电喷涂系统10静电地喷涂切力敏感型PTFE涂层120到目标物上,从而以适当的粗糙度和公差在目标物(例如,医疗产品)上产生PTFE涂层。方法120通过制备涂层材料(方框122)开始。如上文讨论,涂层材料可为切力敏感型PTFE涂层材料(例如,PTFE可易于从类似酸或水的悬浮液中分离)。制备涂层材料可涉及添加水或酸以悬浮PTFE。也制备用于接收涂层材料的目标物(方框124)。可通过电性接地或在目标物中引入与涂层材料上的电荷相反的电荷来制备目标物。在下一步骤,方法120调整静电喷涂系统的参数(方框126)。静电喷涂系统10可以各种方式调整,以便以适当的公差形成部件。如图5中的附加细节所讨论,可调整参数包括涂层材料流率、空气流率、电压、和传送机速度。在调整静电喷涂系统10的参数之后,用户可静电地喷涂涂层材料到目标物上(方框128)。方法120随后固化所喷涂材料(例如,自由空气固化、红外线固化,等等)(方框130)。在固化之后,方法120可包括决定壁/涂层是否足够厚的附加步骤(方框132)。如果涂层不够厚,那么工艺120返回到方框128,并静电地喷涂另一涂层材料层到目标物上。方法120重复这部分方法,直到壁的涂层/层满足需要的厚度(也就是,公差)为止。壁的厚度可在决策点进行测量,或可基于先前计算来预先决定(也就是,在已知达到适当厚度所需的壁层或涂层数目的情况下)。
[0027]图5是如图4所示静电地产生部件的方法120中调整参数(方框126)的示例性方法140的流程图。如上文所解释,静电系统10包括用户接口 36。用户接口 36使得用户能够调整操作参数,以便在适当规格内产生部件。具体地讲,用户可基于涂层材料、公差变化等等来调整参数。举例来说,医疗组件可能需要特定PTFE涂层厚度。因此,用户可调整静电喷涂系统10的参数,以便针对部件公差、固化时间等等的变化进行调整。
[0028]方法140开始于步骤142,用于调整涂层材料流率。控制器34可连接到材料输送组件26 (例如,压力罐、注射栗,等等),所述材料输送组件从涂层材料源24移动涂层材料,并将涂层材料移动到静电工具22中。涂层材料流率可调整为介于近似5与200cc/min、50与150cc/min、75与100cc/min、和85与90cc/min之间。材料流率控制静电工具22喷涂多少涂层材料。高流率可导致材料在目标物上挂流,而低流率可阻塞足够量的材料接触目标物。在步骤144,方法140调整空气流率/雾化压力。空气流率决定圆形喷涂尖端组件32处静电工具22的雾化压力。空气流率越高,雾化压力越高。空气流率可调整为介于近似350与450标准升/分钟或375与425标准升/分钟之间,以便产生介于近似13与15psi或13.5与14.5psi之间的雾化压力。当空气流率增大时,雾化压力愈加将涂层材料分裂为越来越细的粒子。较细粒子更易于充电,但可能会在涂层材料有效地涂布目标物之前提前变干
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