CN101538697A - 无燃烧熔射的喷覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种无燃烧熔射的喷覆方法，其先使用第一导线与第二导线分别耦接至一个电源，以让第一导线与第二导线经耦接电源后具有不同电性，因此，藉由第一导线与第二导线的电性不同使第一导线与第二导线之间产生电弧，以藉由电弧对第一导线与第二导线加热，而熔融成熔融材，最后使压缩空气喷射熔融材而吹散为多个粒子，进而吹送该些粒子至基材上，而形成一个喷覆层于基材上，其中熔融材藉由压缩空气吹散为多个粒子后即达到降温，因此本发明的基材不需再进行冷却，即可成形。

Description

无燃烧熔射的喷覆方法

技术领域：

本发明是有关于一种加工方法，特别是一种无燃烧熔射的喷覆方法。

背景技术：

随着3C产品的普及化，电磁干扰(Electro-MagneticInterfering，EMI)已经成为一项新的公害，不论从电器正常运作需求或人体健康的考量，电磁干扰问题已经受到民众的关切，且各国民间或政府组织亦开始重视电磁波干扰问题，因而订定各种电子产品的电磁干扰管制标准。针对预防电子产品的电磁干扰，最直接的方法为使用一种具有良好电磁遮蔽效果的外壳使电子产品的电路元件与外界完全阻隔，现今金属外壳具较佳的遮蔽效果，然而，现今金属外壳是采用板金成形，因此金属外壳相当笨重，且难以透过板金成形的方式而成形为复杂精巧的外形。

由于塑胶具可塑性，可利用模具成成为所需的外形，所以塑胶外壳仍然是现今电子产品外壳的主流，但塑胶外壳本身不导电，而无法达到遮蔽电磁辐射的目的。因此塑胶导电化的加工方法被开发出来，例如：塑胶添加导电纤维、塑胶外壳表面喷覆导电漆或无电镀镍或热浸镀或真空溅镀等，但是习知塑胶导电化的加工方法有张力不足、附着力不足或应力无法克服的问题，另外，热浸镀锌电镀法会有腐蚀的问题，且冲洗电镀物用的酸洗液会影响环境，因此热浸镀锌的产品被管制或禁止贩售，真空溅镀基于成本考量而无法用于大面积镀膜。

此外，习知表面加工方式更包含有熔射涂覆法，其采用的熔射方式包含火焰熔射法、电弧熔射法、高速活氧燃料熔射法与电浆熔射法。请参阅图1，其为习知火焰熔射的喷覆装置的结构示意图。如图所示，习知火焰熔射的喷覆装置10是包含一个喷嘴12，喷嘴12内侧设置一个输送道122，输送道122输送喷覆材14，输送道122周围设有多个燃料流道124与多个空气流道126分别输送燃料与空气，喷覆装置10是经由喷嘴12燃烧燃料与空气而产生火焰128，以熔射输送道122的喷覆材14至一基材16上，而形成一个喷覆层162，其中喷覆材14可为粉末或线材，但火焰熔射会将较高的热量转移至基材16上，如此对钢铁材质会容易产生氢脆化，而影响钢构件的强度、韧度与耐疲劳度。

如图2所示，其为习知电弧熔射的喷覆装置20，其包含一个喷嘴22、多个导引单元24与多个输送单元26，该些导引单元24设置于喷嘴22两侧，且该些导引单元24的出口相对设置，该些输送单元26将多个导线262分别输送至该些导引单元24中，喷覆装置30经由该些导线262之间在喷嘴22外侧产生电弧并利用喷射口222所喷射的压缩气体，以熔射该些导线262至一基材表面28，而形成一个喷覆层282于基材表面28上，但习知电弧熔射仍然会有喷覆层282剥离基材表面28的问题。如图3所示，其为习知高速活氧燃料熔射的喷覆装置30，其包含一个喷嘴32、多个燃料流道34、多个空气流道36与一个喷覆材流道38，燃料流道34输送活氧燃料至喷嘴32，空气流道36输送压缩空气至喷嘴32，喷覆材流道38输送喷覆材382至喷嘴32，藉由压缩空气吹送以及活氧燃料的非稳定燃烧，而导致产生震波方块322，以熔射喷覆材382至一基材表面40，形成一个喷覆层42于基材表面40上。

如图4所示，其为电浆熔射的喷覆装置50，其包含一个喷嘴52、一个正电极54、一个负电极56、多个气体流道58，喷嘴52周围设置多个粉末注射器522，正电极54环设于喷嘴52内侧，负电极56设置于喷嘴52内侧中央，如此藉由气体流道58所输送的惰性气体通过正电极54与负电极56之间的电弧而形成电浆524，以熔射粉末注射器524注射的粉末于一基材表面60上，而形成一个喷覆层62于基材表面60上，此外，电浆熔射的熔融温度相当高，需通过水冷方式对喷嘴52进行冷却，以迅速降温，如此电浆熔射会增加冷却成本。如下表一所示，其为上述四种熔射方式的喷覆结果。

熔射种类	熔融温度(摄氏)	孔隙率	接合强度(磅每平方英时)
				火焰粉末熔射	2800度-3000度	大于5％	1000-7000
火焰线材熔射	2800度-3000度	大于10％	1000-5000
				电弧熔射	80度-300度	大于5％	2000-5000
高速活氧熔射	2000度-3000度	1％-5％	7000-12000
				电浆熔射	12000度-15000度	大于5％	5000-10000

表一

由表一可知，上述熔射方式的熔融温度最低为摄氏80度，如此仍然会热熔塑胶外壳表面，而影响塑胶外壳外观，此外，由于上述熔射技术的熔融温度较高，对于基材的选用上会有限制，燃点较低或耐温性较差的基材，例如：纸、塑胶等亦无法利用上述熔射技术进行喷覆，所以上述熔射方式无法用于喷覆所有基材表面，同时大多数3C电子产品亦无法使用上述的熔射技术进行电磁遮蔽的喷覆。

因此，针对上述问题而提出一种无燃烧熔射的喷覆方法，不仅改善传统金属外壳无法成形为任意外形的缺点与传统塑胶外壳导电化加工的缺点，又可提升喷覆物的接合强度，以解决上述的问题。

发明内容：

本发明的主要目的，在于提供一种无燃烧熔射的喷覆方法，其是利用电弧将导线熔融为熔融材，并喷射压缩空气至熔融材，以吹送该熔融材的粒子于基材上，用于形成喷覆层于基材上。

本发明的次要目的，在于提供一种无燃烧熔射的喷覆方法，其是提供常温熔射，用于喷覆喷覆材于基材上。

本发明的另一个目的，在于提供一种无燃烧熔射的喷覆方法，其是提供金属材料形成于基材上，用于防止电磁干扰。

本发明的另一个目的，在于提供一种无燃烧熔射的喷覆方法，其是随着基材的外形喷覆而不受基材的外形限制。

为实现本发明的目的及解决其技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的。本发明是提供一种无燃烧熔射的喷覆方法，其包含使用一个第一导线与一个第二导线分别耦接一个电源，该电源提供不同电性至第一导线与第二导线，接续依据第一导线与第二导线之不同电性而产生电弧，因而利用电弧对第一导线与第二导线加热至熔融为熔融材，接续使用压缩空气喷射熔融材而吹散为多个粒子，以吹送至一基材上，而形成一个喷覆层于基材上。由于本发明形成喷覆层之温度低，因此本发明可用于喷覆低耐温之基材上，且可喷覆具遮蔽电磁波的喷覆材于基材上，以让基材可遮蔽电磁波。

为实现本发明的目的及解决其技术问题，本发明还通过以下技术方案来实现。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中于使用一个第一导线与一个第二导线分别耦接一个电源的步骤，该电源是提供一个第一电位至该第一导线，该电源是提供一个第二电位至该第二导线，该第一电位与该第二电位为相对电性。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该第一导线为正电位，该第二导线为负电位。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该第一导线为负电位，该第二导线为正电位。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中于使用压缩空气喷射该熔融材而吹散为多个粒子的步骤，更冷却该些粒子。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该第一导线与该第二导线是依据该电源的电流强度产生不同加热温度的电弧。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该第一导线与该第二导线为一种导电材料。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该压缩空气的输出功率为10公斤每秒。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中于使用压缩空气喷射该熔融材为多个粒子的步骤，是使用压缩空气对该熔融材降温。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该些粒子的接合强度为1419.489104磅每平方英时。

前述的无燃烧熔射的喷覆方法，其中该喷覆层的孔隙率为百分之一至百分之五。

与以前技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提供一种喷覆方法，其包含一个喷嘴、一个第一输出模组与一个第二输出模组，本发明通过第一输出模组与第二输出模组输出一个第一导线与一个第二导线至喷嘴外侧，并通过第一导线与第二导线导电后产生一个电弧于喷嘴外侧，而熔融第一导线与第二导线为一种熔融材，并由喷嘴所喷射的压缩气体吹送至基材上，以让熔融材透过超热作用附着于基材上，而形成一个喷覆层于基材上。由于本发明的熔融材于形成喷覆层的过程中是在常温下形成，无需进行冷却即可成形，所以本发明除了减少成本之外，更可适用于低耐温的基材表面加工。

附图说明：

图1为习知火焰熔射的喷覆装置的结构示意图；

图2为习知电弧熔射的喷覆装置的结构示意图；

图3为习知高速氧气燃料熔射的喷覆装置的结构示意图；

图4为习知电浆熔射的喷覆装置的结构示意图；

图5为本发明的喷覆装置的一个实施例的结构示意图；

图6为本发明的喷覆装置的另一个实施例的结构示意图；

图7为本发明的喷覆方法的一个实施例的流程图。

图号说明：

10    喷覆装置          12    喷嘴

122   输送道            124   燃料流道

126   空气流道          14    喷覆材

16    基材              162   喷覆层

20    喷覆装置          22    喷嘴

222   喷射口            24    导引单元

26    输送单元          262   导线

28    基材              282   喷覆层

30    喷覆装置          32    喷嘴

322   震波方块          34    燃料流道

36    空气流道          38    喷覆材流道

382   喷覆材            40    基材

42    喷覆层            50    喷覆装置

52    喷嘴              522   粉末注射器

524   电浆              54    正电极

56    负电极            58    气体流道

60    基材              62    喷覆层

70    喷覆装置          72    喷嘴

74    第一输出模组      742   第一导引单元

744   第一输送单元      746   第一导线

748   第一电极          76    第二输出模组

762   第二导引单元      764   第二输送单元

766  第二导线    768  第二电极

782  熔融材      784  粒子

80   基材        82   喷覆层

具体实施方式：

为使审查委员对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明，说明如后：

本发明提供一种喷覆方法，其利用无燃烧熔射用于喷覆熔融材于一基材上，且透过一个喷射单元具多个喷射口，以喷射多个压缩空气，本发明利用多个压缩空气吹送熔融材，使熔融材喷覆于基材上时即迅速降温至常温，以达到常温喷覆的目的。

请参阅图5，其为本发明的喷覆装置的一个较佳实施例的结构示意图。如图所示，本发明为一种无燃烧熔射的喷覆装置70，其包含一个喷嘴72、一个第一输出模组74与一个第二输出模组76，其中第一输出模组74是包含一个第一导引单元742与一个第一输送单元744，第二输出模组76包含一个第二导引单元762与一个第二输送单元764。喷嘴72的一侧具有多个喷射口，其包含一个中央喷射口722与多个侧喷射口724，第一输出模组74与第二输出模组76是分别设置于喷嘴72的一侧与另一侧，也就是第一导引单元742与第二导引单元762同时也分别设置于喷嘴72的一侧与另一侧，其中第一导引单元742与第二导引单元762于本实施例为线导轨，第一输送单元744与第二输送单元764于本实施例为多个滚轮。第一输出模组74是输出一个第一导线746至喷嘴72的外侧，第二输出模组76是输出一个第二导线766至喷嘴72的外侧，且第一导线746与第二导线766之间具有一间隔距离。

喷嘴72的另一侧是连接一空压机(图未示)，其输出气压功率为10.5千克每秒(Kgs)，因此喷嘴72的进气功率亦为10.5千克每秒，中央喷射口722与侧喷射口724是喷射不同压力的压缩空气，并于喷嘴72汇聚在一起，其中中央喷射口722的进气功率大气压力29.0075磅每平方英时至58.0150磅每平方英时，侧喷射口724的进气功率为大气压力87.0226磅每平方英时至145.037磅每平方英时，因此侧喷射口724的输出压力会大于中央喷射口722，且因侧喷射口724为倾斜并与中央喷侧口722成一个夹角，所以侧喷射口724所喷射的压缩空气会集中于中央，并由中央喷射口722所喷射的压缩空气带动。第一输送单元744与第二输送单元764于本实施例为多个滚轮，其分别夹持并推送第一导线746与第二导线766至第一导引单元742与第二导引单元762，以经由第一导引单元742将第一导线746导引至喷嘴72的外侧，以及经由第二导引单元764将第二导线766导引至喷嘴72的外侧。第一电极748与第二电极768是分别耦接一个电源(图未示)的正电位与负电位。

承接上述，第一导线746与第二导线766经由第一电极748与第二电极768所耦接的该电源而导电，因此，第一导线746与第二导线766于喷嘴72的外侧产生电弧，电弧会依据该电源所提供的电流强度而产生对应的熔融温度，其温度范围为摄氏2200度至摄氏5000度，其所对应的电流强度为5安培至1400安培，且本发明亦针对不同电压规格提供不同装置规格，例如：对应220伏特、380伏特或440伏特的电压规格的喷覆装置，另外，本发明亦可提供自适性(Adaptive)的选择对应的运作模式，使本发明可于不同电压规格的电源下运作，而不会因电压规格不符而无法运作。

电弧是熔融第一导线746与第二导线766于喷嘴72外侧，并形成一种熔融材782于喷嘴72外侧，喷嘴72将压缩空气喷射至熔融材782，使熔融材782吹散为多个粒子784，以吹送该些粒子784并沉积于一基材80上，而形成一个喷覆层82于基材80上。本发明是利用粒子784的超热作用而附着于基材80上，因此，喷覆层82的接合强度为1419.489104磅每平方英时至2133.500658磅每平方英时，喷覆层82的孔隙率为1％至5％，且粒子784在形成喷覆层82的过程中，粒子784的温度是维持在常温下，也就是摄氏24度至摄氏40度，因此，耐温程度为常温下的基材可适用于本发明的喷覆装置70，例如：纸、塑胶、木材与织物等，其皆可透过本发明的喷覆装置70喷覆粒子784，以形成喷覆层于加工表面上，且本发明不需要冷却即完成表面加工。

本实施例的喷覆装置70较佳地更可利用冷却气体，以缩短冷却时间，且形成喷覆层过程中温度最低可达摄氏12度。因本发明的喷覆装置70是采用喷射压缩气体的方式，使熔融材782吹散为粒子784并沉积于基材80上，所以本发明可将粒子784喷覆于各种几何外形的基材上，而不受到几何外形的限制。另外，本发明的第一导线746与第二导线766的材质可采用防电磁干扰的材质，例如：金属材料，以使无法遮蔽电磁波的基材亦可遮蔽电磁波。此外，如图6所示，本发明的喷覆装置70更可包含一个气帽726，其设置于喷嘴72与电弧之间，以调整中央喷射口722与侧喷射口724所喷射的压缩空气气流，用于增加压缩空气吹送粒子784的稳定度。且本发明的输送单元744与764更可藉由气压输送第一导线746与第二导线766。

请参阅图7，其为本发明的喷涂方法的一个实施例的流程图。如图所示，本发明的喷涂方法的步骤是包含：一开始先如步骤S110所示，由于本发明的喷覆装置70是经由第一电极748与第二电极768耦接电源，使第一导线746与第二导线766经由喷覆装置70所耦接的第一电极748与第二电极768导电；如步骤S120所示，第一导线746与第二导线768于步骤S110导电后，即导致第一导线748与第二导线768之间在喷覆装置70的喷嘴72外侧产生电弧，接续即执行步骤S130，电弧熔融第一导线746与第二导线766，使第一导线746与第二导线766熔融在一起并形成一种熔融材782，此熔融材782可为防电磁波材质；如步骤S140所示，利用压缩空气喷射熔融材782而吹散为该些粒子784，以吹送至基材80上，且该些粒子784经由超热作用而附着于基材80上，而形成一个喷覆层82。由于本发明不需进行冷却该些粒子784即可形成喷覆层82于基材80上，所以本发明减少冷却处理的成本，且可适用于耐温为常温下的基材。

于步骤S110中，第一电极748与第二电极768是同时分别耦接第一导引单元762与第二导引单元762，因此，当第一电极748与第二电极768耦接一个电源的正电位与负电位时，第一导线746与第二导线766即分别具有正电位与负电位。于步骤S120中，由于第一导线746与第二导线766之间具有一间隔距离，因此第一导线746与第二导线766并未相接，所以当第一导线746与第二导线766具有正电位与负电位，第一导线746与第二导线766会于喷嘴72的外侧产生电弧。于步骤S130中，电弧是对第一导线746与第二导线766加热至第一导线746与第二导线766于喷嘴72外侧熔融为熔融材782。于步骤S140中，喷嘴72是喷射压缩空气至熔融材782，以吹散为粒子784并吹送至基材80上，由于压缩空气的吹送使粒子784从压缩空气的气压下转变为一般气压下，因此粒子784的高温经压力转变后降低为常温，也就是摄氏24度至摄氏40度，另外，本发明更可于此步骤更可冷却粒子784，使粒子784降温更为迅速，最低温度更可达摄氏12度。

以上所述，仅为本发明的一个较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1、一种无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，其包含：

使用一个第一导线与一个第二导线分别耦接一个电源，以提供不同电性至该第一导线与该第二导线；

依据该第一导线与该第二导线的不同电性产生电弧；

使用电弧加热该第一导线与该第二导线至熔融为一种熔融材；

使用压缩空气喷射该熔融材而吹散为多个粒子，以吹送该些粒子至一基材上；以及

形成一个喷覆层于该基材上。

2、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，于使用一个第一导线与一个第二导线分别耦接一个电源的步骤，该电源是提供一个第一电位至该第一导线，该电源是提供一个第二电位至该第二导线，该第一电位与该第二电位为相对电性。

3、如权利要求2所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该第一导线为正电位，该第二导线为负电位。

4、如权利要求2所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该第一导线为负电位，该第二导线为正电位。

5、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，于使用压缩空气喷射该熔融材而吹散为多个粒子的步骤，更冷却该些粒子。

6、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该第一导线与该第二导线是依据该电源的电流强度产生不同加热温度的电弧。

7、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该第一导线与该第二导线为一种导电材料。

8、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该压缩空气的输出功率为10千克每秒。

9、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，于使用压缩空气喷射该熔融材为多个粒子的步骤，是使用压缩空气对该熔融材降温。

10、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该些粒子的接合强度为1419.489104磅每平方英吋。

11、如权利要求1所述的无燃烧熔射的喷覆方法，其特征在于，该喷覆层的孔隙率为百分之一至百分之五。

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