将干冰清洗代替水洗前处理应用到汽车外饰件的涂装中,不但可以实现自动化清洗,而且系统运行灵活、设备占地面积小、运行成本低并且不产生废水,可以满足绿色环保的要求。
干冰清洗的原理及分类
干冰清洗是通过高速的干冰颗粒喷射到工件表面,使污染物快速冷却变脆易被去除,此时干冰体积瞬间膨胀600~800倍使污染物冲击破碎,从而将工件冲洗干净。干冰清洗的原理如图1所示。
目前,市面上干冰清洗系统主要包括两大类:液态干冰雪花清洗系统以及固态干冰清洗系统。
1.雪花清洗系统
雪花清洗(液态干冰)系统主要由液态CO2罐、增压系统、干冰清洗控制柜、清洗喷嘴和机器人组成。储罐一般以租赁的模式向气体公司租赁,储罐含远程监控装置,气体公司会远程监控CO2液位,当槽液过低时将通过液体槽车为客户补充液态CO2。液体CO2通过增压系统输送到液态CO2雪花清洗控制柜中,再经过特殊喷嘴以50~300?m/s的速度射出来,此时液态CO2会冷凝成雪花状的干冰微晶体(粒径约为10~200?μm),当干冰微晶体被压缩空气带到被清洗外饰件表面时,会产生微爆炸从而起到清洗效果。喷嘴一般固定在工业机器人上以此实现自动化清洗。液态干冰清洗流程如图2所示。
雪花清洗系统从储罐到喷嘴的整个过程都是液态输送,只是在喷射到工件表面时形成雪花状态的干冰微晶体,因此整个系统运行灵活、喷射均匀流畅。根据生产节拍启停喷嘴,当没有感应到工件通过时,可以停止喷射,节约间歇过程的CO2消耗。由于液态干冰雪花清洗系统喷射出来的干冰微晶体粒径只有10~200?μm,所以不会对工件造成损伤,只是把工件表面污渍清洗干净。液态干冰清洗室如图3所示。
2.固态干冰清洗系统
固态干冰系统主要由液态CO2储罐、干冰制造机、干冰清洗机、清洗喷嘴和机器人组成。槽液运输和控制方式与液态干冰雪花清洗系统相同,区别在于它没有增压系统,而是直接将液态储罐内的液态CO2通过干冰制造机制造成直径为1~3?mm的干冰颗粒,再将干冰颗粒送入干冰清洗机内。在压缩空气的驱动下,干冰颗粒通过喷嘴冲击到被清洗物体表面,从而起到清洗效果。固态干冰清洗流程如图4所示。
从干冰制造机到喷嘴的过程中,固态干冰清洗系统输送的是干冰颗粒。细小的干冰颗粒长时间堆积在管路中容易粘结,造成喷射时干冰吐出不连续,但可以通过连续生产和研磨干冰粒径的方法得到改善。固态干冰清洗的清洗能力强,还可应用于治具和模具清洗。固态干冰清洗室如图5所示。
干冰前处理的运行成本是由干冰清洗系统、机器人、空压机的电耗量和干冰耗量构成。干冰前处理的液态干冰耗量约为1?kg/保险杠,水和化学药剂耗量则可以100%节约。