Catu daya untuk elektro-pelapisan adalah salah satu komponen inti dalam proses elektro-pelapisan. Kinerja dan kondisi operasionalnya secara langsung memengaruhi stabilitas cairan bak, kualitas lapisan, dan efisiensi produksi secara keseluruhan.
1. Dampak Tegangan pada Cairan Bak
(1) Kekuatan Medan Listrik dan Daya Sebar:
Tegangan menentukan kekuatan medan listrik, secara langsung memengaruhi laju pengendapan partikel cat bermuatan pada permukaan benda kerja dan daya sebar (kemampuan lapisan untuk menutupi permukaan struktural yang kompleks). Tegangan yang berlebihan dapat menyebabkan lapisan terlalu tebal, efek tepi (ketebalan berlebihan di tepi), atau reaksi elektrolitik yang meningkat. Tegangan yang tidak mencukupi dapat mengakibatkan daya sebar yang tidak memadai dan lapisan yang tidak rata.
(2) Reaksi Samping Elektrolitik:
Tegangan tinggi dapat mempercepat elektrolisis air (2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑), menghasilkan gelembung yang menyebabkan lubang jarum atau kekasaran pada lapisan. Selain itu, reaksi samping ini dapat mengubah pH cairan bak, yang memengaruhi stabilitas cat.
2. Stabilitas Arus dan Kerapatan Arus
(1) Fluktuasi Arus:
Keluaran arus yang tidak stabil (misalnya, faktor riak tinggi) dapat menyebabkan ketebalan lapisan yang tidak rata dan cacat seperti permukaan “yin-yang” (penampilan lapisan yang tidak rata). Arus yang stabil memastikan pengendapan partikel cat yang seragam.
(2) Kontrol Kerapatan Arus:
Kerapatan arus yang terlalu tinggi (arus per satuan luas) mempercepat konsumsi komponen cairan bak (misalnya, penetral, resin), mempercepat penuaan bak. Kerapatan arus yang rendah dapat mencegah pembentukan lapisan yang lengkap.
3. Bentuk Gelombang Catu Daya dan Faktor Riak
(1) Dampak Riak DC:
Catu daya elektro-pelapisan yang ideal harus menyediakan DC yang halus, tetapi dalam praktiknya, riak (komponen AC) mungkin ada. Riak yang berlebihan menyebabkan perubahan periodik pada medan listrik, mengintensifkan reaksi polarisasi dalam cairan bak, menghasilkan ion pengotor, dan memengaruhi kepadatan lapisan dan ketahanan korosi.
(2) Penerapan Catu Daya Pulsa:
Proses khusus tertentu menggunakan catu daya pulsa, mengoptimalkan kinerja pelapisan dengan menyesuaikan frekuensi pulsa dan siklus kerja. Namun, parameter harus dikontrol secara ketat untuk mencegah dekomposisi komponen cairan bak.
4. Kontrol Suhu dan Konsumsi Energi
(1) Efek Pemanasan Joule:
Selama elektro-pelapisan, arus yang melewati cairan bak menghasilkan panas Joule (Q = I²Rt). Daya atau kerapatan arus yang berlebihan dapat meningkatkan suhu bak, mempercepat penguapan pelarut dan penuaan resin. Sistem pendingin diperlukan untuk menjaga stabilitas suhu (biasanya 28–32°C).
(2) Efisiensi Energi:
Efisiensi konversi daya yang rendah meningkatkan konsumsi energi dan dapat menyebabkan fluktuasi suhu bak, secara tidak langsung memengaruhi stabilitas bak.
5. Dampak Catu Daya pada Komposisi Cairan Bak
(1) Produk Dekomposisi Elektrolitik:
Tindakan elektrolitik catu daya dapat menyebabkan dekomposisi pelarut organik atau aditif dalam bak, menghasilkan produk sampingan (misalnya, asam molekul kecil, gas) yang mencemari bak dan mengubah konduktivitas dan pH-nya.
(2) Gangguan Keseimbangan Ion:
Keluaran daya yang tidak stabil dalam jangka panjang dapat mengganggu keseimbangan ion dalam bak, menyebabkan konduktivitas yang tidak normal dan memerlukan penyesuaian parameter bak yang sering (misalnya, menambahkan penetral atau cairan ultrafiltrasi).
6. Catu Daya dan Pemeliharaan Cairan Bak
(1) Umur Cairan Bak:
Parameter daya yang tidak tepat mempercepat penuaan bak, meningkatkan frekuensi ultrafiltrasi dan penambahan cat baru, sehingga meningkatkan biaya produksi.
(2) Akumulasi Pengotor:
Catu daya yang tidak stabil dapat memperburuk korosi benda kerja logam atau elektroda, menyebabkan ion logam (misalnya, Fe²⁺, Zn²⁺) larut ke dalam bak, yang dapat menurunkan kinerja pelapisan (misalnya, mengurangi ketahanan semprotan garam).
Rekomendasi Optimasi
-
Atur Tegangan dengan Tepat: Sesuaikan tegangan secara dinamis berdasarkan bentuk benda kerja, jenis cat, dan persyaratan ketebalan film. Untuk benda kerja yang kompleks, gunakan tegangan gradien atau catu daya tersegmentasi.
-
Pilih Catu Daya Berkualitas Tinggi: Pilih catu daya tegangan dan arus yang stabil dengan faktor riak rendah (<5%) untuk memastikan stabilitas keluaran.
-
Pantau Parameter Bak: Periksa secara teratur konduktivitas, pH, dan kandungan padat, sesuaikan parameter daya agar sesuai dengan kondisi bak.
-