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技术|抗干扰磁环绝缘粉末自动涂装生产线在生产中的应用

2021-08-04 14:06:06

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  根据电子磁环的电气性能要求,磁环表面需要涂上绝缘粉。由于现有的工艺是双面喷漆、人工翻转、振动烘烤,存在劳动强度大、涂层厚度不可控、原材料浪费严重、环境污染等问题。根据磁环环氧绝缘粉末涂料的涂装特点,开发了全自动电子磁环涂装设备生产线。涂装后的产品检验表明,各项质量指标均满足磁环的电气性能要求。

磁环

  1.前言

  近年来,我国电子工业年产值增长迅速。在快速发展的电子电气行业中,绝缘材料的涂层质量直接影响电子产品的质量和使用寿命。绝缘粉末涂料正以其独特的性能逐渐取代传统的油漆涂料。目前,电子磁环元件应用广泛,是近年来发展起来的一种新型抗干扰元件。它具有一定的阻抗特性。该产品适用于电子产品、通信设备、家用电器、照明设备等电子产品,其功能相当于一个低通滤波器,较好地解决了电源线、信号线、连接器的高频干扰抑制问题。

  磁环具有使用简单、方便、高效、节能、点用空间小等一系列优点。磁环的种类有:铁硅铝磁环、铁镍钼磁环、铁基非晶磁环、铁粉芯磁环、超微非晶磁环、纳米晶磁环等。由高磁导率材料制成,掺杂镁、锰、锌、铝、镍等一种或多种金属,2000烧结而成磁环的规格由大到小有很多种,只需根据匹配的规格选择相应的模具进行涂覆,即旋转自动涂覆,成为磁环表面处理中的技术难题。

  为了解决我国磁环表面镀膜的问题,过去广泛采用人工翻板、多次振动双面烘烤的方法。工艺流程如下:

  磁环模具手工喷漆(双组份环氧绝缘漆固化剂)烘干固化手工翻板二次喷漆烘干固化检验包装

抗干扰磁环

  这种工坊风格的绘画存在以下问题:

  —由于涂料配料与环境的温度、湿度有关,涂料质量存在针孔、气泡、流挂等不稳定因素;

  -产品大量加工时,由于固化剂用量大,当班未用完会产生严重浪费;

  -手动操作时,通过翻板中磁环之间的摩擦来桥接涂层质量,因此很难保证产品质量;

  —严重的环境污染、溶剂挥发、人工操作、高劳动强度使油漆利用率只有30%~40%,甚至更低,成本高。

  针对这一情况,烟台李三机械设备有限公司于2006年开始该领域的研发工作。通过多年努力,在磁环镀膜的基础上,攻关多种镀膜技术,开发出适合国情、运行成本低、投资效益高、镀膜质量好、成品率高的磁环绝缘粉末镀膜设备生产线,以满足国内磁环表面镀膜的需求。其产量可达2000 ~ 3000件/h以上,适用于外径为 12 ~ 52 mm的磁环元件,自动化生产线设备投资在30万~ 120万件/套之间,粉末涂装成本低于0.09分/件。经检验,产品均满足磁性器件的电气性能要求。由于采用了高能全波段红外固化技术,镀膜后磁性器件的性能不受影响,满足了无应力防护涂层的技术要求。该设备流水线获得国家发明专利和实用新型专利两项(《一种自动圆盘磁环浸塑设备》发明专利号:ZL2009 1 0014064.6和实用新型专利号:ZL2009 20018917.9)。2.磁环绝缘粉末自动涂覆设备的技术及特点

铁氧体磁环

  该技术涉及磁环预处理的倒角工艺。高涂低涂技术、高红外固化技术、全自动涂装生产线的设计制造特点是磁环以0.5-3.0m/min的输送速度进入隧道炉,磁环预热温度为220-260,在机械手的完成下,磁环自动安装在吊杆上,在流化床高度不低于30mm的提升振动流化床中进行。流化层隔热粉是粒径为80-160目的聚合物隔热粉末涂料。在流化层期间,预热的磁环旋转以在其表面上形成聚合物涂层。在流化床中浸涂时间为1-2~6s,可在磁环表面形成厚度可调的200-400微米的半固化涂层。镀膜磁环自动旋转到高红外加热炉固化。固化温度为200-300(辐射),固化时间为2。

  磁环用手卸下,转移到不锈钢传送带上。磁环的提升布置、预热、涂覆、固化和冷却过程在生产线上连续进行。涂层可以牢固地粘附在磁环上。利用涂覆后的多次固化,使涂层表面发生聚合反应,成为具有三向网络结构的聚合物,满足涂覆后的电性能要求。涂层物体如图1所示:

 

  电子磁环环氧绝缘粉末涂料生产线采用的工艺流程如图2所示:

  

  3.磁环绝缘粉末自动涂覆设备的结构和特点

  电子磁环绝缘粉末自动涂装生产设备由进料预热区、粉末涂装区、电气控制区和辅助设施区四个区域组成。磁环绝缘粉末自动涂覆生产线的示意图如图3所示:

  

  3.1进料预热区

  —它由存储传送带、旋转托盘、自动分配器和隧道炉组成。待涂覆的磁环放置在储存带上,PLC监控分配的进料量。传送带速度为0.5~3.0m/min,旋转托盘有序排列输出磁环。自动布料装置采用光纤检测、气缸和伺服控制,确保磁环有序输送到隧道炉。

RH磁环

  —隧道炉采用热分流循环系统,采用大功率不锈钢加热管加热。磁环的预热温度为220~260。PID智能数字功能仪表和均热风机保证了隧道内温度的稳定和平衡。强大的热源可以在所需时间内满足原料的输出温度要求,热风循环和温度控制精准节能。

  3.2粉末涂层区域

  它由接料段、旋转站段、粉末涂覆段、固化段、风冷段和出料段组成。-接收和运输部分充当桥梁,从进料预热部分输出的待加工磁环由机械手每隔一段时间自动均匀地送到吊架

  在杆子上。

T型磁环

  —旋转站区间是每道工序有效进行的纽带,分为12~18个站,由旋转站平台、流化床、红外固化加热装置、冷却装置和卸料装置组成。旋转工作台自动将待加工磁环依次送到粉末涂装段进行涂装、固化、冷却和卸载。

  —粉末涂覆间隔的速度可根据生产过程进行调整。转盘转速为每分钟2.5~3.5转,每个工位停留时间为8 ~ 12s。粉末涂覆量和粉末添加量可根据工艺预设。

  -固化区采用高红外辐射加热,加热部位高度可根据工艺提前调整。

  —风冷段采用纯压缩空气,快速冷却涂层成品。

  -在卸载区,已涂覆的成品磁环依次转移到传送带上,由机械手进行运输、监控和包装。

  3.3电气控制区

  电气控制区是指由按钮、开关、温控仪表和人机界面组成的运行电气控制柜。主控制按钮安装在控制面板上。

  其中,人机界面是设备的控制和监控中心,提供设备各状态的工作指令,包括工艺参数、故障和安全报警的设置,如图5所示:

  

磁棒

  —电压指示:显示输入交流电源的相电压值。

  -粉末涂装速度控制:粉末涂装位置的轴杆速度通过变频调速来调节。

  -触摸屏:用于控制和显示设备的运行状态。

  —分轴调速:用变频器调节除粉末涂装处以外的其他工位的轴速。

  —炉温:用PID智能数字温控器设定并指示隧道炉内的预热温度。

  -预加料启动:为隧道炉设置的功能键仅用于启动后隧道炉的伺服布料部分。

  -暂停:设定清洗机械手处于自动工作状态。

  -粉末涂装启动:当“手动/自动”开关设置在自动位置时,按下此键进入全自动工作状态。

  -粉末涂装停止:在自动工作状态下,按此键进入精整工序,整线停止。

  -手动/自动:用于手动和自动状态之间的切换。

电感磁棒

  -固化加热:高红外固化加热的开关。

  -烤箱加热:隧道炉加热的控制开关。

  —紧急停止:设备的紧急停止按钮。

  磁环的种类和规格很多。不同种类的磁环应采用不同的涂装方法和固化条件进行涂装,选用的绝缘粉末涂料也会有所不同。由于粉末中的配方有不同的环氧树脂含量、比重和软化点,填料添加剂的性能也不同,上述因素会直接影响涂层效果。因此,辅助设备的配置和相关参数,如空气压缩机、除湿干燥机、冷水机组和冷冻水的温度、压力和流量,是许多使用涂料生产线的制造商的必要和硬性要求。因此,要达到磁环的镀膜质量,适应和满足不同的加工要求,实现镀膜设备生产线正常运行的自动化,就必须做好。4.磁环的涂层效应及分析

  4.1与现有技术相比,该工艺具有以下优点:

  (1)涂装在旋转站区完成,无需人工,涂装速度快,附着力强,厚度均匀无针孔,加热固化后涂层表面光亮,加工后产品性能好;

  (2)磁环镀膜在全自动生产线上进行,生产效率高,每小时可镀膜3000片以上。涂装效率是手工涂装法的20~30倍,降低涂装成本60%以上,避免了工人的劳动强度和涂料职业病的发生;

  电子绝缘粉末涂料来源丰富,改性后成本低,防腐性能好,粉末回收率高,无VOC(挥发性有机物)排放,环保无污染;

  可加工不同环形规格的各种磁环,涂层厚度可自动控制,涂层速度快,涂层厚度均匀,生产效率高。

  4.2高红外加热与电热丝加热的区别

  本项目利用高红外加热管加热固化技术,实现能量穿透与涂层匹配固化相结合,配合旋转站区机械手自动装环技术,对磁环粉末进行涂装固化。该技术降低了生产设备的投资和能耗。与普通电热丝固化炉相比,投资减少60%,节能50%以上。具体对比如下:

磁环厂家

  -与普通电热丝加热的热风炉相比,生产效率可提高2-30倍。

  ——投资成本可在现有热风炉改造后半年至一年内收回。

  ——与电热风炉相比,装机容量可减少30~40%。

  -占地面积为常规设备的1/5~1/3,节省设备投资和厂房面积。

  —为了匹配相应的改性粉末涂料,过去20分钟就能完成的粉末涂料固化,用高远红外线2-6秒即可完成,解决了原有涂料涂装工艺能耗高、设备投资大的缺点。

  4.3磁环粉末涂料与油漆涂料的成本比较

  画

  与表1相比,同磁环表面粉末涂装的成本比油漆涂装低一半甚至更低,无污染、环保、节能。

  5.结论

  (1)磁环表面涂绝缘环氧粉末,可解决国内磁环涂装电气性能低、污染严重、劳动强度大、产量低的问题。

  (2)磁环表面采用绝缘环氧粉末涂层技术,可进一步提高磁环涂层的耐热绝缘、环保绝缘、复合绝缘、耐高压、耐冲击、耐腐蚀、防潮、耐油、耐深度冷却等性能。绝缘环氧粉末作为一种清洁、无毒、环保、节能的涂料,更符合电气行业的发展需求。(3)涂装设备生产线投资效益高,运行成本低,可替代传统的振动双面烘烤涂装技术。与普通电热炉相比,节电50%以上,是符合当前电子行业生产技术、环保节能降耗的高效涂装设备生产线,前景广阔。
















作者: 永欣电子
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