ما هو اختيار طرق الطلاء؟

ما هو اختيار طرق الطلاء؟

هناك العديد من طرق الطلاء. تشتمل طرق الطلاء بالغمس على الطلاء بالغمس، والطلاء باللف، وطلاء الشفرة، وطلاء قضبان الأسلاك -، وما إلى ذلك. تشتمل طرق الطلاء بالكمية المحددة مسبقًا على طلاء الشرائح، وطلاء الفتحات-، والطلاء بالبثق، وطلاء الستائر، وما إلى ذلك. لقد ناقشنا بالفعل العديد من طرق الطلاء بالتفصيل أعلاه. أدناه نقدم بإيجاز طرق الطلاء الأخرى.

الطلاء بالغمس هو أسلوب طلاء يتم من خلاله غمر القماش بشكل مستمر وسحبه للخارج من خزان الملاط، ويتدفق الملاط الزائد مرة أخرى إلى الخزان، كما هو موضح في الشكل 5-89. عادةً ما يكون الطلاء بالغمس عبارة عن طلاء مزدوج الجوانب، لذا يكون اتجاه سحب الشبكة بشكل عام متعامدًا مع السطح السائل لضمان اتساق سمك الطلاء على جانبي الشبكة. عادة، يعتمد سمك الطلاء على اللزوجة والكثافة وسرعة الخط وزاوية السحب. يصبح سمك طلاء الملاط على سطح الويب أكثر سمكًا مع زيادة لزوجة الملاط وسرعة الطلاء. وبطبيعة الحال، طلاء الغمس مناسب أيضًا للتشغيل المتقطع لقطع العمل المعقدة، ولكن عندما يكون معدل تطاير المذيبات سريعًا، سيكون هناك تدفق.

Fig 5-89 Dip Coating Method

طلاء الشفرة عبارة عن طريقة طلاء تستخدم شفرة لتقليل سماكة طلاء الملاط على لفة الطلاء أو الشبكة إلى السمك المحدد، كما هو موضح في الشكل 5-90. من بينها، يعتمد سمك الطلاء ووزن الطلاء لطلاء سكين الهواء- على ضغط سكين الهواء- وسرعة نفث الهواء، وهو مناسب بشكل خاص لطلاء الملاط ذي اللزوجة المنخفضة- أو الملاط ذو اللزوجة المتوسطة-الماء ذو اللزوجة المنخفضة-الماء-. عند استخدام الملاط المعتمد على المذيبات العضوية، يجب توخي الحذر لتجنب تكوين مخاليط متفجرة من كميات كبيرة من الهواء وبخار المذيبات القابلة للاشتعال.

Fig 5-90 Blade Coating

طلاء الستارة هو طريقة طلاء يتم فيها بثق الملاط من فتحة ويسقط مباشرة على الشبكة الجارية على شكل ستارة سائلة. إنها تنتمي إلى طريقة طلاء الكمية المحددة مسبقًا، كما هو موضح في الشكل 5-91. نظرًا لأن المسافة بين شفة قالب البثق والنسيج كبيرة ولا توجد فقاعة هواء على الستارة، فهي تتمتع بمزايا رائعة في القضاء على العيوب مثل التوتير والخدوش. نظرًا للطاقة الحركية الأكبر للستارة، فإنها تساعد على تثبيت الغضروف المفصلي، وبالتالي يمكن تحقيق سرعة طلاء أعلى. يمكن أن تصل سرعة الخط إلى أكثر من 100 م/دقيقة ويتم اعتمادها بشكل متزايد في حلول طلاء البطاريات عالية الدقة.

Figure 5-91 Falling curtain coating; Figure 5-92 Wire rod coating

طلاء قضبان الجرح السلكية- عبارة عن طريقة طلاء تستخدم سلكًا-قضيب قياس الجرح لتغليف السائل بشكل موحد على شبكة ناعمة، كما هو موضح في الشكل 5-92. يتكون قضيب السلك - من سلك من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول الملتف بإحكام حول قضيب أساسي. يسمى قضيب الجرح السلكي - أيضًا بقضيب الطلاء أو قضيب الطبيب. عندما يكون سلك اللف رقيقًا جدًا، يمكن أن تصل دقة سمك الطلاء إلى بضعة ميكرونات. نظرًا لأن السائل ذو اللزوجة المنخفضة- يتدفق بسهولة على السلك المعدني الملفوف، فهو مناسب لطلاء السوائل منخفضة اللزوجة. باستخدام قضبان الطلاء الخاصة، يمكن أن تكون لزوجة الطلاء عالية نسبيًا، ويمكن أن يصل سمك الطلاء إلى 225 ميكرومتر. تقتصر سرعة طلاء القضيب عمومًا على 304 م/دقيقة.

يعد اختيار طريقة الطلاء مشروعًا منهجيًا مع مراعاة العديد من العوامل. فيما يلي العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار طريقة الطلاء:

معظم طرق الطلاء مناسبة لطلاء طبقة واحدة في كل مرة، ويتم طلاء طبقة أخرى بعد تجفيف الطبقة السابقة. يمكن لبعض الطرق طلاء طبقات متعددة في نفس الوقت، مثل الطلاء المنزلق، والذي يمكنه طلاء 9 طبقات على الأقل في وقت واحد بطبقة طلاء ملونة. رأس الطلاء لطلاء الستارة هو رأس الطلاء المنزلق، وتتدفق طبقة الطلاء أيضًا إلى الأسفل عند الحافة، لذلك يمكن أيضًا تنفيذ الطلاء متعدد الطبقات. عادةً ما يؤدي الطلاء بالفتحة- والطلاء بالبثق طلاء طبقة واحدة-، ولكن يمكن أن يحتويوا أيضًا على فتحتين أو ثلاث فتحات بثق للطلاء متعدد الطبقات المطلوب على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة لبطاريات أيون الليثيوم-.

يعتبر طلاء قضبان الأسلاك -مناسبًا لطبقة الطلاء الرقيقة-؛ إن الطلاء بالبثق، والطلاء العكسي، وطلاء الستارة مناسب للطلاء السميك، الذي يمكن أن يصل إلى 400-750 ميكرومتر. بشكل عام، كلما كان الطلاء أرق، زادت صعوبة الطلاء. تجدر الإشارة إلى أن السماكة المذكورة هنا هي سماكة الطلاء الرطب، والفرق بين الطلاء الجاف والطلاء الرطب كبير جدًا.

اللزوجة واللزوجة المرنة هي كميات فيزيائية تعكس الخصائص الريولوجية. تحتوي كل طريقة طلاء على نطاق معين من اللزوجة المناسبة ومعدل القص. من الأفضل اختيار لزوجة الملاط وفقًا للزوجة المقاسة بمعدل قص الطلاء، لأن اللزوجة تتغير مع معدل القص. بالنسبة لتركيبة ملاط بطارية الليثيوم المقدمة من كبار موردي مواد بطاريات أيون الليثيوم-، أصبح التحكم الدقيق في اللزوجة عاملاً رئيسيًا في استقرار العملية. ومع ذلك، في عملية طلاء الكمية المحددة مسبقًا، يكون معدل القص الذي يتعرض له الملاط عادةً مرتفعًا جدًا، بحيث يكون من الصعب تحقيق معدل القص العالي هذا باستخدام الأدوات الحالية، وبالتالي فإن تقدير اللزوجة يكون تقريبيًا، وفي النهاية يجب أن تسود النتائج التجريبية. على الرغم من أهمية اللزوجة المرنة، إلا أنه من الصعب التنبؤ بها. تساعد بعض اللزوجة المرنة على تحسين تشغيل بعض الطلاءات، ولكن اللزوجة العالية يمكن أن تسبب عيوب سحب متأخرة.

يتميز الطلاء الدقيق للفتحات- والطلاء المنزلق وطلاء الستارة بدقة طلاء أعلى، بينما تعتمد دقة طرق الطلاء الأخرى على خصائص السوائل وهندسة الأسطوانة وسرعة الدوران وعوامل أخرى. كل طريقة طلاء لديها نطاق طلاء واسع، والذي يعتمد على هيكل وطريقة تشغيل جهاز الطلاء. فقط من خلال التحسين الدقيق لمعدات طلاء قطب البطارية يمكن الحصول على نتائج طلاء جيدة.

يمكن أن تكون شبكة الويب-غير قابلة للاختراق أو قابلة للاختراق. بالنسبة للشبكة المنفذة، يمكن إغلاق المسام قبل الطلاء. من الضروري أيضًا مراعاة الخشونة والتوتر السطحي على الويب. يجب أن يكون التوتر السطحي للملاط أقل من التوتر السطحي للويب.

ترتبط سرعة الطلاء بكفاءة الإنتاج. عندما يكون ذلك ممكنًا، كلما كانت سرعة الطلاء أسرع، كلما كان ذلك أفضل. جميع طرق الطلاء لها حدود لسرعة الطلاء، ولكن بعض الطرق تكون أفضل عند الطلاء بسرعة عالية-. يتطلب طلاء الستارة حدًا أدنى من معدل التدفق لضمان عدم تمزق الستارة، لذلك لا يمكن تنفيذ الطلاء عالي السرعة عندما تكون الطبقة رقيقة. في الطلاء المنزلق، عندما تكون طبقة الطلاء رقيقة جدًا، ستكون طبقة الطلاء غير مستقرة. تساعد السرعة العالية وطبقة الطلاء السميكة على تجنب عدم استقرار الطلاء. وبالمثل، يمكن طلاء الشبكة الناعمة وغير القابلة للاختراق-بسرعة أعلى. ترتبط سرعة الطلاء أيضًا بطول قسم التجفيف. كلما كان قسم التجفيف أطول، كلما كان من الأفضل زيادة معدل التجفيف.

يتم عرض طرق الطلاء ونطاقاتها القابلة للتطبيق في الجدول 5-6.

فئة	طريقة الطلاء	معدل القص /s⁻¹	اللزوجة /Pa·s	سمك الرطب / ميكرومتر	دقة الطلاء /٪	السرعة القصوى /(م/دقيقة)	تأثير خشونة الويب
التسوية	التسوية	0.01-0.10	-	-	-	-	-
	سكين الهواء	-	0.005-0.5	2-40	5	500	عالي
	طلاء قضبان الأسلاك-الملفوفة	-	0.02-1	5-50	10	250	عالي
طبقة واحدة	طلاء الشفرة	1000-10000	0.5-40	1-30	-	1500	عالي
		20-40000
	طلاء لفة عكسية	100-10000	0.1-50	5-400	5	300	طفيف
		1000-100000
	فتحة -طلاء بالقالب	3000-100000	0.005-20	15-250	2	400	طفيف
	طلاء البثق	-	50-5000	15-750	5	700	-
متعدد الطبقات	طلاء الشريحة	1000-10000	0.005-0.5	15-250	2	300	طفيف
		3000-12000
	طلاء الستارة	1000-10000	0.005-0.5	2-500	2	300	طفيف

إن طرق الطلاء لصفائح الأقطاب الكهربائية لبطارية الليثيوم- هي في المقام الأول طلاء ملفوف وطلاء بالبثق. يتطلب الطلاء العكسي معدل قص أعلى، وهو مناسب للملاط ذو اللزوجة الأعلى قليلاً، ويحصل على طبقة طلاء أكثر سمكًا وجودة طلاء جيدة، وهو حاليًا طريقة الطلاء الأكثر استخدامًا لبطاريات الليثيوم - أيون. يمثل طلاء البثق تقنية طلاء متقدمة نسبيًا في الصناعة. يتم تطبيق ضغط معين على الملاط أثناء الطلاء، والذي يمكن استخدامه لطلاء الملاط ذو اللزوجة العالية. تتميز لوحة القطب التي تم الحصول عليها بدقة أعلى وسرعة طلاء سريعة. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا بطاريات الليثيوم والطلب المتزايد من الشركات المصنعة لبطاريات أيون الليثيوم- للحصول على كثافة طاقة أعلى واتساقها، سيتم استخدام الطلاء بالبثق، المدعوم بأحدث-معدات الطلاء الكهربائي للبطارية-وحلول طلاء البطاريات عالية الدقة-على نطاق أوسع في خطوط إنتاج الجيل التالي-.