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这种板材边部处理方式竟如此高效?UV边缘涂装技术了解一下!

涂饰技术历史悠久,在家具制造行业中,板材涂饰工艺属于非常重要的一环,起到了保护与装饰家具的作用。进入 2l 世纪之后,我国的涂饰技术和设备研发迎来了大发展时期,涂饰技术也从手工操作向机械自动化涂饰转变,加上UV涂料的广泛运用,大大缩短了涂饰工艺的时间,再通过设备间的连线,提高了生产效率。

目前板材平面涂饰已经基本实现自动化加工,但是对于板材的边部处理,由于受到当前设备制造水平的限制,未能在家具制造中普遍得以应用,大部分工厂还是依靠人工喷涂。因此板件边部涂饰是进一步提高板件涂装效率的突破口。

 

1. 板材边部自动化处理技术的难点

 

1.1 操作人员水平

 

传统人工边部喷涂,其效果好坏,大多依靠的是个人经验为主导的。不同于手工操作,板材边部自动化处理是通过参数化控制温度、湿度、涂漆量和辊涂速度来确保产品的质量。对于自动化设备的操作,需要具有参数化管理知识的人才,但是目前我国中小型企业规模小,资金不足,很难招聘到高水平的技术人员。因此,开发出操作简单、使用方便的板材边部涂装设备是解决当下缺乏专业人才的突破口。

 

1.2  板材种类多样

 

为了适应多元化的市场需求,企业所要加工的基材种类也越来越多,例如:MDF、PVC、陶瓷、实木等。工件的不同,其平整度、密度、含水率、板内应力等都会有所差别,这些板材的特性会直接的影响到板材边部涂装处理效果,因此,如何优化自动化设备的板材通用性是一个关键的问题。

 

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图1 不同类型的板材

 

1.3  异形边处理复杂

 

板材边部处理工艺的复杂程度与板材结构、外观造型紧密相关。在个性化、柔性化发展的背景下,家具所用的板材形状发生了变化,从最开始的矩形转变成现在含有复杂异形面的形状。板件边部需要处理的不再仅仅是直边,还需要处理带有斜面和弧面的异形边,但目前大部分的异形边部喷涂设备还不能实现大批量连续的生产,这样就给企业增加了生产成本,而且延长了生产周期。

 

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图2 直角与异型板材

 

1.4  板材种类多样

 

设备多功能一体化的发展,一直都是家具制造企业所追求的,也是家具领域智能制造的发展趋势。作为一种异形边部处理方式,板材边部真空喷涂技术发挥着重要的作用,但由于板材边部涂装工艺包括铣型、砂光、除尘、真空喷涂、固化等多道工序,且每道加工流程之间所用的时间不同,油漆干燥速度也难以把控,所以难以做到多功能一体化。

 

2. 什么是UV边缘涂装砂光技术?

 

笔者通过走访和调研,了解到一家专注设计、开发和制造边缘处理设备的高新技术型企业,该企业对于边缘处理的铣型、砂光、涂装等工艺有着丰富经验和研发制造能力。针对以上提到的板材边部处理技术难点,我们一起来看看该司的设备是如何攻克的。

 

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图3 UV边缘涂装砂光设备(快涂美)

 

2.1  设备加工流程

 

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图4 UV边缘铣型砂光辊涂机

 

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图5 UV真空异形边缘喷涂砂光机

 

如图4的设备加工流程所示,UV边缘涂装砂光设备可分别处理直边和异形边板件,该设备由砂光架、擦色除尘装置、补土辊涂设备、紫外线固化灯、油漆辊涂或真空喷涂装置组成,并通过后台的智能数控设备连线,实现自动化砂光、上下倒角、除尘、补腻子、固化、油漆辊涂、紫外线干燥,二次砂光打磨等多道工序,具有多功能一体化的特点,具体有以下这几个步骤:

 

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图6 UV边缘涂装砂光设备实拍(快涂美)

 

(1)参数设定

首先通过前端人机界面触控操作面板设定加工参数,加工流程一键式操作,这套控制系统只需简单调试各环节的输送频率就可以实现自动化加工,有效的解决了企业缺少高技术操作人员的问题。

 

(2)铣型、砂光、除尘

工人上料后,板材首先进入到三角砂架,该设备的砂带具有自动摇摆功能;压模块可以仿型制作砂削异型的直边;并且具有自动伸缩功能,保护工件的头尾;该设备能针对不同工件材料的白身或底漆进行打磨砂光,可以有效解决板材种类多样的问题。

 

(3)补腻子

补腻子也称为“补土”,通常是针对直边辊涂的,在补土环节中,该装置由电机带动钢轮转动,把边缘滚涂上的UV腻子重新挤压一次,达到填补表面的目的,且该装置具有腻子循环回收系统,减少了原材料的浪费,提高了生产利用率,满足绿色环保的健康理念。

 

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图7 UV边缘涂装砂光设备实拍(快涂美)

 

(4)紫外线固化与瞬干

针对不同特性的UV漆的固化需求,分别采用镓灯和汞灯,镓灯主要固化实色UV漆,汞灯主要固化透明UV漆。通过照射,UV漆可以立刻反应固化,达到紫外线瞬干的效果。

 

(5)直边辊涂或异形边真空喷涂

针对直边与异形边的板件,分别采用油漆辊涂装置和真空喷涂装置。辊涂是利用带油漆的涂漆轮对工件的挤压,把油漆涂在工件上,达到上油效果;设备具有调油辊独立动力、变频调速、自动伸缩、角度调整、清洗方便等特点。真空喷涂是通过真空油箱高压风机回油系统,适用于异形工件的边缘喷涂。

 

2.2 设备性能及特性

 

(1)油漆辊涂装置

辊涂装置是专门处理直边的板材,辊涂油漆较薄,油漆量控制好,是目前最节省油漆的涂装方式,且该装置可以辊涂腻子,使填补性更强。采用硅胶平辊与海巴龙激光辊相结合使用,具有耐磨性,流平性、使用寿命延长。配有自动加热油漆盒,油漆加热采用低温全面加热,温度可根据冬夏加热温度的不同,双触摸屏转换。

 

(2)真空喷涂设备

真空喷涂设备由真空喷头与真空箱部件组成,真空喷涂可以适合直边以及各种异形边的涂装,油漆量比辊涂稍厚,同时也具有油漆循环回收系统。

 

(3)标准400型三角砂架

采用400砂架,最大砂削厚度65mm;砂带线速变频无级调速0-14m/s,配备有石墨布旋转压模块,该模块保证了工作时砂光的稳定和砂光表面的平整,且使得更换不同形状的工件时无需更换石墨布,微调即可工作。

 

(4)压梁装置

压梁采用皮带式压梁,压轮间距小,近期又缩短了压轮间距,皮带宽度也同时加宽,增加了压料的稳定性,大大提高了产品的合格率。

 

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图8 UV边缘涂装砂光设备实拍(快涂美)

 

(5)上下砂头

该模块通常用于工件的上下两边方向磨砂,打磨板材两边的圆弧角。

 

(6)输送传动系统

整个输送传动均采用自动润滑系统,配合工作下班时的手动除尘开关,使传送更平稳,实现了设备的智能保养。

 

(7)海绵砂头

海绵砂头针对的是异形边,根据其边部的形状可以做各种不同排布的砂光方式,工作原理是由电机通过砂带带动海绵轮转动,对板材边缘的油漆进行精砂,保证版面较高的加工质量,可安装多种研磨加工头,如:海绵轮带砂纸、拉丝轮、仿形轮、八角砂、剑麻砂纸轮等。

 

(8)倒角精修刀

边缘倒角铣削,在板材上下边缘铣削倒角,R1-R3,保证边缘与面油漆无缝连接,具有双面自动跟踪功能,针对工件的边缘进行圆弧倒角加工; 进行0-45度调整; 对R3以下的小倒角效果特佳。

 

2.3  设备综合效益

 

在设备的作业过程中,我们通过对设备的流水线效率进行测定,以及油漆用量的成本的统计分析,得出以下结果。

 

表1 产量核算表

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表2 油漆成本分析

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(1)设备产量分析

由表1的数据分析得知,设备每分钟可完成10-16米的板材边部处理,以一天8小时作业时间计算,平均日产量可达5760米。在保证产量的同时,该UV边缘涂装砂光机对板材边缘的处理质量比较稳定(见图9)。

 

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图9 该设备的产品效果实拍

 

 

(2)油漆成本分析

原材料的成本会直接影响到生产的综合效益,笔者通过对该设备的油漆消耗量与油漆价格进行了统计。由表2数据分析可知:以每平方米需要的布涂量计算,40g的腻子成本在2.4元,两次辊涂所用的60g透明底漆成本在3.2元,该设备加工板材边部每平方米所需成本共5.6元。因此,该设备与传统的边部涂装工艺相比,更加节省油漆且生产成本更低。

 

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图10 UV边缘涂装砂光设备实拍(快涂美)

 

3.  写在最后

 

随着全球疫情的爆发,我国制造业国内外风险挑战形势严峻,据《中国家具行业发展报告2020》统计,自2019年以来,家具制造业固定资产投资转为负增长,企业在各方面的成本增加,营收利润率持续低于轻工业平均水平。

如何通过生产技术优化来提高产品生产效率,设备利用率、降低生产成本,提高市场竞争力已经被越来越多的企业所重视。在板式家具生产中,板材的边部处理属于一道重要的工序,且常常出现瓶颈,很容易造成生产线的不平衡,从而导致生产效率低下和成本的增加。

笔者从当前行业中板材边部处理所面临的痛点出发,通过对UV边缘涂装技术的介绍与探讨,让关注家具制造领域的读者了解到板材边部处理的新技术,希望能为板材制造企业解决人才困境、工件种类多样,异形边部处理、设备功能单一、原材料循环利用等问题提供有价值的资讯与帮助。

 

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