コーティング生産ラインにはどのような設備がありますか?

コーティング生産ラインにはどのような設備がありますか?

完全な コーティング生産ライン は、順番に動作する 4 つのコア機器グループから構築されています。 前処理システム 表面をきれいにして整えます。 アプリケーションシステム コーティング材を塗布する、 硬化オーブン それは仕上げを硬化させ、 搬送および制御システム すべての段階でパーツを自動的に移動させます。これら 4 つのグループ以外にも、ほとんどのラインには、粉体または塗料の回収システム、冷却セクション、換気および排気装置、ラインに沿って配置された品質検査ポイントも含まれています。

それぞれの部分が何であるかを理解する コーティング生産ライン equipment ラインを単一のブラック ボックスとして扱うのではなく、実際にそうすることで、施設のレイアウトの計画、スループットの見積もり、光熱費の予算の作成、品質問題が別の特定の段階ではなく特定の段階で発生した場合のトラブルシューティングがはるかに容易になります。以下のセクションでは、回線の構成方法に影響を与える実際的な要因とともに、各機器グループを詳細に分類します。

前処理部設備

コーティングの接着力は、コーティング材が触れる前に表面がどれだけきれいで化学的に準備されているかによってほぼ完全に決まります。このため、前処理セクションは通常、ラインの物理的なセクションとしては最も長く、それ自体では目に見える仕上げが行われないにもかかわらず、ラインの全長のかなりの部分を占めることがよくあります。

• 化学処理を開始する前に、ワークピースの表面から油、粉塵、製造残留物を除去する脱脂タンクまたはスプレー ステーション。
• リンスステーションは、多くの場合、真水とリサイクル水を使用して複数の段階で設置され、次の処理ステップの前に脱脂で残った化学残留物を除去します。
• リン酸塩処理または化成処理タンクは、耐食性とコーティングの密着性の両方を向上させる化学層を作成します。これは、設置後に屋外または湿気の多い条件にさらされる部品にとって特に重要です。
• 不動態化またはシーリングリンスステーション。化成皮膜層をさらに安定させるための最終前処理ステップとして一部のラインで使用されます。
• 部品がコーティング塗布領域に入る前に表面の水分を除去する乾燥オーブンまたはエアナイフ乾燥セクション。この段階での残留水分は後のプロセスで接着欠陥を引き起こす可能性があるためです。

塗装装置

これは、ほとんどの人がコーティング ラインについて考えるときにイメージする段階ですが、関連する具体的な装置は、使用されるコーティング材料の種類と部品の形状が部品ごとにどの程度一貫しているかによって大きく異なります。

粉体塗装の塗布

粉体塗装ラインでは、粉体粒子を帯電させて粉体粒子を接地したワークピースに引き寄せる静電スプレーガンを使用するほか、オーバースプレーを封じ込めるスプレーブースや、未使用の粉体を回収してリサイクルして再利用する粉体回収システムも使用します。回収システムは材料コスト管理の主要な要素です。適切に維持されたシステムは、過剰に噴霧された粉末を廃棄物として処理するのではなく再利用するために大部分を回収できるからです。

液体ペイントの塗布

液体コーティングラインは代わりに、溶剤蒸気とオーバースプレーを安全に管理するように設計された換気スプレーブースと組み合わせたスプレーガンまたは浸漬タンクに依存します。溶剤ベースのコーティングは塗布中に揮発性化合物を放出し、安全に抽出して処理する必要があるため、液体ラインには通常、粉体ラインと比較して追加の排気能力が必要です。

自動レシプロケーターおよびロボットスプレーシステム

多くのラインでは、コンベアの速度と同期してガンを垂直または水平に動かす往復スプレーガン システムを追加しており、特に一貫した形状が繰り返される部品に対して、手動スプレーのみよりも均一なコーティング厚を生成します。大量の作業では、特定の部品の形状に合わせてプログラムされたロボット スプレー アームが追加されることがあります。これにより再現性が向上しますが、部品の設計が頻繁に変更される場合には、より多くのセットアップ時間が必要になります。

硬化乾燥装置

コーティング材料を塗布したら、耐久性のある接着仕上げを形成するために、制御された熱の下で硬化または乾燥する必要があります。粉体塗装では一般に 200℃ の範囲の温度を維持する必要があるため、この段階には通常、温度ゾーンが定義されたトンネル型の硬化オーブンが含まれます。 180℃～200℃ 設定された保持時間で完全に架橋し硬化します。

硬化オーブンは通常、ガス、電気素子、または赤外線パネルによって加熱され、大きなラインではオーブンが複数のゾーンに分割されていることが多いため、一度に温度を加えるのではなく徐々に温度を上げることができ、熱に弱い基材の表面欠陥のリスクを軽減します。密閉性が低いオーブン パネルによる熱損失はコーティング ラインで継続的に発生する最大の運用コストの 1 つであるため、オーブンの断熱品質と通気設計もエネルギー効率に大きく影響します。

一部のラインでは、塗布と硬化の間にフラッシュオフゾーンを追加し、オーブンに入る前に溶剤ベースのコーティングを部分的に蒸発させ、閉じ込められた溶剤蒸気が熱で膨張することによって引き起こされる表面の泡立ちのリスクを軽減します。

搬送・ライン制御装置

A コーティング生産ライン ラインに沿って他のすべての機器を調整する搬送システムと制御システムがあるため、連続プロセスとしてのみ機能します。

1. 1. オーバーヘッドコンベアシステム 前処理、塗布、硬化を一貫したプログラム可能な速度で部品を運び、すべての段階の同期を保ちます。
2. 2. 吊り下げ金具またはフック コーティングされる特定の部品の形状に合わせて設計されており、コーティング範囲、前処理化学物質の排出、全体の一貫性に直接影響します。
3. 3. PLC制御盤 コンベアの速度、オーブンの温度ゾーン、スプレー装置のタイミングを中央インターフェイスから管理し、多くの場合、品質のトレーサビリティのためのデータログを使用します。
4. 4. 冷却部 硬化オーブンの後に配置され、完成した部品を取り出す前に安全な取り扱い温度まで下げ、仕上げと部品を扱うオペレータの両方を保護します。
5. 5. 積み降ろしステーション 生産量に応じて手動または自動で行われ、部品は前処理前に吊り下げられ、冷却後に取り外されます。

塗装ラインを稼働させるサポートシステム

4 つの主要なプロセス段階を超えて、コーティング生産ラインが長い生産期間にわたって安全かつ一貫して稼働するには、いくつかのサポート システムが必要です。

• 密閉されたブースやオーブンエリアから煙霧、過剰飛沫粒子、熱を除去する排気および換気システム。
• 洗浄水と使用済み化学薬品は通常、排出前に処理が必要であるため、湿式前処理タンクを使用するライン用の廃水処理装置。
• スプレーガン、空気圧コンベアコンポーネント、およびエアナイフ乾燥セクションを供給する圧縮空気システム。
• 品質検査ステーション。これには、コーティング厚さ計や硬化後に配置された目視検査ポイントが含まれる場合があります。

コーティング生産ライン設備の概要

以下の表は、一般的なコーティング生産ラインにある主要な機器グループと、それぞれが果たす特定の役割をまとめたものです。

コーティング生産ライン設備を選択する際に考慮すべき要素

部品のサイズ、生産量、コーティングの種類はすべて適切なセットアップを形成するため、すべての施設で同じ構成のコーティング生産ライン機器が必要なわけではありません。これらの変数を考慮せずに機器を選択すると、ある段階でボトルネックが発生し、ラインの他のセクションが十分に使用されないままになることがよくあります。

• システムが大きすぎると生産量は向上せずにエネルギー使用量が増加するため、コンベアの速度とオーブンの長さを、利用可能な最高速度ではなく、実際の 1 日の生産量に合わせてください。
• 前処理タンクのサイズが、治具やコンベアの回転のための吊り下げクリアランスを含め、ラインで処理する必要があるワークピースの最大寸法に適合していることを確認します。
• 回収効率は粒子サイズと材料の組成によって異なるため、使用する特定の粉末タイプに合わせて評価された粉末回収システムを選択してください。
• ラインが異なる熱感度を持つ異なる基板材料で作られた部品を処理する場合は、オーブン ゾーン制御の柔軟性を検討してください。
• 液体溶剤ベースのシステムは通常、粉体塗装ブースよりも高い空気流量を必要とするため、使用する特定のコーティング化学薬品に合わせて排気および換気能力を計画します。
• コンベヤーの長さと積載ステーションのサイズを決定するときは、将来の生産の増加を考慮に入れてください。通常、後から生産能力を高めるためにラインを改修することは、最初から適切な生産能力を計画するよりも混乱を招くからです。