用于通过静电喷涂机生产结构的系统和方法
【专利说明】用于通过静电喷涂机生产结构的系统和方法
[0001]相关申请的参见引用
[0002]本申请要求享有2013年10月4日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FORPRODUCING A STRUCTURE WITH AN ELECTROSTATIC SPRAY” 的美国非临时专利申请号14/046, 838的优先权和权益，兹以参见的方式将其全部内容并入，该美国非临时申请要求享有 2012 年 10 B 11 日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR PRODUCING A STRUCTUREWITH AN ELECTROSTATIC SPRAY”的美国临时专利申请号61/712，764的优先权和权益，兹以参见的方式将其全部内容并入。
【背景技术】
[0003]本发明总体上涉及使用静电工具的系统和方法。
[0004]静电工具喷涂带电材料以更有效地涂覆物体。例如，静电工具可以用于涂刷物体。在操作中，接地目标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时，材料失去电荷。不同的材料以不同的速率失去电荷。因此，一些材料可以在更多的带电材料接触目标以前不失去它们的电荷。这些滞留的电荷可能干扰整体涂层和产品光洁度。
【发明内容】
[0005]下面概括了在范围上与原本要求保护的发明相称的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可覆盖各种可以类似于或不同于下面阐述的实施例的形式。
[0006]在一个实施例中，系统包括静电喷涂系统，该静电喷涂系统包括静电工具和表面光洁度大于或等于4级镜面光洁度的目标，该静电工具配置成喷涂具有静电荷的材料，该目标配置成接收由静电工具喷涂的材料。
[0007]在另一实施例中，系统包括静电喷涂系统控制器，该静电喷涂系统控制器配置成改变静电喷涂系统的操作参数，该静电喷涂系统将具有慢的电荷衰减速率的带电材料放电。
[0008]在另一实施例中，用于通过静电喷涂系统生产部件的方法包括:制备涂层材料；制备用于接收涂层材料的目标；调节静电喷涂系统的参数；将涂层材料静电喷涂在目标上以生成壁层；部分地固化涂层材料的层；确定壁的厚度是否等于或大于阈值；如果厚度小于阈值的话，则施加另一层涂层材料；固化涂层材料；以及将壁从目标移除。
【附图说明】
[0009]当参照附图阅读以下【具体实施方式】时，本发明的这些和其他特征、方面及优点将更好地理解，整个附图中相同的标记表示相同的部件，其中:
[0010]图1是静电喷涂系统的示意图；
[0011]图2是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0012]图3是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0013]图4是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0014]图5是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0015]图6是使用图1的静电喷涂系统的示例性方法的流程图；
[0016]图7是用于静电生产部件的示例性方法的流程图；
[0017]图8是用于形成芯轴的示例性方法的流程图；
[0018]图9是用于形成具有涂层的芯轴的示例性方法的流程图；
[0019]图10是用于形成具有涂层的芯轴的示例性方法的流程图；
[0020]图11是在用于静电生产部件的方法中用于调节参数的示例性方法的流程图；
[0021]图12是具有未抛光涂层的芯轴的剖视图；
[0022]图13是具有抛光涂层的芯轴的剖视图；
[0023]图14是具有抛光涂层和静电喷涂部件的芯轴的剖视图；以及
[0024]图15是具有与静电喷涂部件分开的抛光涂层的芯轴的剖视图。
【具体实施方式】
[0025]以下将介绍本公开的一个或更多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简要介绍，在说明书中可以不描述实际实施方式的所有特征。应当意识到在开发任何这样的实际实施方式时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手段。
[0026]在介绍本公开的不同实施例的要素时，词语“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在指存在一个或多个所述的要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的并意味着除了所列举的要素之外还可以有另外的要素。操作参数和/或环境条件的任何示例并不排除所公开的实施例之外的其他参数/条件。
[0027]本公开内容总体上涉及一种静电系统以及使用该静电系统的方法。具体地，该静电系统可以使用具有慢的电荷衰减的材料(即一旦带电就不容易失去电荷的材料)来制造产品和涂覆物体。当材料开始自我排斥时，慢的电荷衰减可能干扰适当的产品光洁度和公差。下面描述的方法/工艺有利地使静电系统使用具有慢的电荷衰减的材料以适当的公差和特征来制造产品和涂覆物体。例如，下面描述的一些实施例可以随时间改变添加到喷涂材料的电荷的量(即周期性地增加和减少电荷)。这可以通过在时间周期内添加很少的电荷或不添加电荷来有利地允许材料失去电荷。在其他实施例中，静电系统可以改变喷涂材料的量，因此通过向涂层或产品添加较少的总电荷使材料有更多的时间失去电荷。在另外一些实施例中，本公开提供了用于制备芯轴或目标的方法，该方法能够使生产的产品具有适当的特征。例如，芯轴的制备可以提高产品的净度/透明度。公开的实施例还描述了调节使生产的产品在特定公差范围内的各参数。这些参数可包括贝尔速度、成形空气、喷涂器和芯轴(即，目标)之间的距离、芯轴或静电喷涂器的旋转百分比、静电喷涂器的角度、涂层材料的部分固化时间(即，闪光时间)、喷涂涂层材料的时间的量、涂层的数量以及施加到材料的电压。
[0028]图1是静电喷涂系统10的示意图，该静电喷涂系统10可以使用不同的工艺用具有慢的电荷衰减速率的聚合物材料(硅、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯薄膜等)来涂覆或生产产品(可植入医疗装置、注射器针、支架、导丝、导管等)。遗憾的是，在这些聚合物材料中，液态硅可以具有慢的电荷衰减速率，这会造成差的光洁度，因为材料保留此后可能排斥附加材料的电荷。有利地，静电喷涂系统10可以在一段时间内改变所喷涂的材料上的电荷(例如，周期性地添加较少的电荷，去除所有电荷)。电荷的改变允许材料在一段时间内失去电荷(即，电荷衰减)。系统10还可以改变喷涂多少带电材料。即，通过在一段时间内喷涂较少的材料，总体添加的电荷较少，从而允许材料失去电荷。改变电荷和改变喷涂材料的量的能力使系统10能够生产具有适当的光洁度和公差的医疗产品。因此，根据所描述的实施例，静电喷涂系统可有利地使用不同工艺用具有慢的电荷衰减速率的材料来生产具有适当的光洁度和公差的产品(例如医疗产品)。静电喷涂系统10包括静电工具12、电源14、电压倍增器16、控制器18和用户界面20。在操作中，静电喷涂系统10配置成电气充电并喷涂来自材料源22的材料。材料喷涂到接地目标24(例如心轴)上，该接地目标24由于电荷而电吸引带电材料。随着材料在目标24上的收集，其可以形成产品/部件26或涂层。
[0029]在操作中，静电喷涂系统10使用电源14给静电工具12供电。静电工具12可以是能够提供粒径较小的10、15、20、25、50、75、100、150、200或250微米(例如，约在I至20微米之间、3至18微米之间、5至15微米之间)的颗粒的旋转雾化器或空气雾化器。在操作中，静电工具12对来自材料源22的材料电气充电、雾化和喷涂。材料可以是用于医疗产品的材料(例如聚合物、液态硅)或具有慢的电荷衰减的另一种材料。
[0030]在示出的示例中，静电喷涂系统10使用电压倍增器16向静电工具12内的材料电气充电。电压倍增器16接收来自电源14的电力。电源14可以包括外置电源或内置电源，例如发电机。电压倍增器16接收来自电源14的电力并将电力转换成施加到静电工具12中的材料的更高电压。更具体地，电压倍增器16可以用约5kV和10kV之间的电压或更高的电压向材料施加电力。例如，电力可以是至少约15、25、35、45、55、65、75、85、95、100kV。如将要理解的，电压倍增器16可以是可移除的并且可以包括二极管和电容器。在某些实施例中，电压倍增器16还可以包括改变正负电压之间的电力的开关电路。
[0031]如图1所示，静电喷涂系统10包括控制器18和用户界面20，该控制器18和用户界面20中的每一个均可以由电源14供电。如图所示，控制器18包括处理器22和存储器24。存储器24可以存储可由处理器22执行的指令(即软件代码)，以控制静电喷涂系统10的操作。控制器18可联接到电压倍增器16和静电工具12以监测各操作参数和条件。例如，控制器18可以执行指令以监测和控制来自电压倍增器16的电压。类似地，控制器18可以执行指令以监测和控制来自电源14的电力。此外，控制器18可以执行指令以监测和控制施加到静电工具12中的材料的实际电压。
[0032]用户界面20连接到控制器18并接收来自控制器18的信息。在某些实施例中，用户界面20可以配置成允许用户基于由控制器18所收集的信息调整各种设置和操作参数。具体地，用户可以用一系列联接到用