UV starojuma pārklājumu pielietojums automobiļu ražošanā

UV tehnoloģiju daudzi uzskata par “daudzsološu” tehnoloģiju rūpniecisko pārklājumu sacietēšanai. Lai gan daudziem rūpniecisko un automobiļu pārklājumu nozarē tā varētu šķist jauna, citās nozarēs tā pastāv jau vairāk nekā trīsdesmit gadus…

UV tehnoloģiju daudzi uzskata par “daudzsološu” rūpniecisko pārklājumu sacietēšanas tehnoloģiju. Lai gan daudziem rūpniecisko un automobiļu pārklājumu nozarē tā var šķist jauna, citās nozarēs tā pastāv jau vairāk nekā trīsdesmit gadus. Cilvēki katru dienu staigā pa ar UV pārklājumu pārklātiem vinila grīdas segumiem, un daudziem no mums tie ir mājās. UV sacietēšanas tehnoloģijai ir arī liela nozīme plaša patēriņa elektronikas nozarē. Piemēram, mobilo tālruņu gadījumā UV tehnoloģiju izmanto plastmasas korpusu pārklāšanai, pārklājumiem iekšējās elektronikas aizsardzībai, ar UV līmi savienotām detaļām un pat dažu tālruņu krāsu ekrānu ražošanā. Līdzīgi optisko šķiedru un DVD/CD nozares izmanto tikai UV pārklājumus un līmes, un tās nepastāvētu tādā veidā, kā mēs tās pazīstam šodien, ja UV tehnoloģija nebūtu nodrošinājusi to attīstību.

Tātad, kas ir UV sacietēšana? Vienkāršāk sakot, tas ir process, kurā pārklājumi tiek savstarpēji saistīti (sacietēti) ar ķīmisku procesu, ko ierosina un uztur UV enerģija. Mazāk nekā minūtes laikā pārklājums tiek pārveidots no šķidra stāvokļa par cietu vielu. Pastāv būtiskas atšķirības dažās izejvielās un pārklājuma sveķu funkcionalitātē, taču tās ir caurspīdīgas pārklājuma lietotājam.

UV pārklājumus uzklāj parastās uzklāšanas iekārtas, piemēram, gaisa atomizētās smidzināšanas pistoles, HVLP, rotācijas zvaniņi, plūsmas pārklāšanas iekārtas, ruļļu pārklāšanas iekārtas un citas iekārtas. Tomēr pēc pārklājuma uzklāšanas un šķīdinātāja uzliesmošanas tas netiek ievietots termiskajā krāsnī, bet gan sacietē ar UV enerģiju, ko ģenerē UV lampu sistēmas, kas organizētas tā, lai apgaismotu pārklājumu ar minimālu sacietēšanai nepieciešamo enerģijas daudzumu.

Uzņēmumi un nozares, kas izmanto UV tehnoloģijas īpašības, ir sniegušas ārkārtēju vērtību, nodrošinot izcilu ražošanas efektivitāti un augstākas kvalitātes gala produktu, vienlaikus uzlabojot peļņu.

UV atribūtu izmantošana

Kādas ir galvenās īpašības, ko var izmantot? Pirmkārt, kā minēts iepriekš, sacietēšana ir ļoti ātra un to var veikt istabas temperatūrā. Tas ļauj efektīvi sacietēt karstumjutīgus substrātus, un visus pārklājumus var sacietēt ļoti ātri. UV sacietēšana ir produktivitātes atslēga, ja procesa ierobežojums (šaurums) ir ilgs sacietēšanas laiks. Turklāt ātrums ļauj veikt procesu ar daudz mazāku nospiedumu. Salīdzinājumam, parastajam pārklājumam, kam nepieciešama 30 minūšu cepšana ar līnijas ātrumu 15 pēdas/min, krāsnī ir nepieciešams 450 pēdu konveijera, savukārt UV sacietējošam pārklājumam var būt nepieciešams tikai 25 pēdas (vai mazāk) konveijera.

UV starojuma šķērssaistīšanas reakcija var radīt pārklājumu ar ievērojami augstāku fizikālo izturību. Lai gan pārklājumus var formulēt tā, lai tie būtu cieti tādiem pielietojumiem kā grīdas segumi, tos var izgatavot arī ļoti elastīgus. Abu veidu pārklājumi — gan cietie, gan elastīgie — tiek izmantoti automobiļu rūpniecībā.

Šīs īpašības ir virzītājspēki UV tehnoloģiju nepārtrauktai attīstībai un ieviešanai automobiļu pārklājumos. Protams, pastāv izaicinājumi, kas saistīti ar rūpniecisko pārklājumu UV sacietēšanu. Procesa īpašnieka galvenā problēma ir spēja pakļaut visas sarežģīto detaļu zonas UV enerģijai. Visa pārklājuma virsma ir jāpakļauj minimālajai UV enerģijai, kas nepieciešama pārklājuma sacietēšanai. Tas prasa rūpīgu detaļas analīzi, detaļu izvietošanu un lampu izvietojumu, lai novērstu ēnu zonas. Tomēr ir bijuši ievērojami uzlabojumi lampās, izejvielās un formulētajos produktos, kas pārvar lielāko daļu šo ierobežojumu.

Automobiļu priekšējais apgaismojums

Specifiskais automobiļu pielietojums, kur UV tehnoloģija ir kļuvusi par standarta tehnoloģiju, ir automobiļu priekšējā apgaismojuma nozare, kur UV pārklājumi tiek izmantoti jau vairāk nekā 15 gadus un tagad aizņem 80% tirgus. Priekšējie lukturi sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām, kas jāpārklāj, — polikarbonāta lēcas un atstarotāja korpusa. Lēcai ir nepieciešams ļoti ciets, pret skrāpējumiem izturīgs pārklājums, lai aizsargātu polikarbonātu no laikapstākļiem un fiziskas iedarbības. Atstarotāja korpusam ir UV bāzes pārklājums (grunts), kas noblīvē substrātu un nodrošina īpaši gludu virsmu metalizācijai. Atstarotāja bāzes pārklājuma tirgus tagad ir būtībā 100% UV cietināts. Galvenie iemesli ieviešanai ir uzlabota produktivitāte, mazs procesa nospiedums un izcilas pārklājuma veiktspējas īpašības.

Lai gan izmantotie pārklājumi ir UV cietināti, tie satur šķīdinātāju. Tomēr lielākā daļa pārsmidzināšanas tiek atgūta un pārstrādāta atpakaļ procesā, sasniedzot gandrīz 100% pārneses efektivitāti. Turpmākās attīstības mērķis ir palielināt cietvielu daudzumu līdz 100% un novērst oksidētāja nepieciešamību.

Ārējās plastmasas detaļas

Viens no mazāk zināmajiem pielietojumiem ir UV starojuma ietekmē cietējoša caurspīdīga pārklājuma izmantošana uz iekrāsotām virsbūves sānu līstēm. Sākotnēji šis pārklājums tika izstrādāts, lai samazinātu vinila virsbūves sānu līstu dzeltēšanu, tās atrodoties ārpusē. Pārklājumam bija jābūt ļoti izturīgam un elastīgam, lai saglabātu saķeri, neplaisājot no priekšmetiem, kas atsitas pret līstēm. UV pārklājumu izmantošanas iemesli šajā pielietojumā ir sacietēšanas ātrums (maza procesa ietekme) un izcilas veiktspējas īpašības.

SMC virsbūves paneļi

Lokšņu formēšanas masa (LMS) ir kompozītmateriāls, ko vairāk nekā 30 gadus izmanto kā tērauda alternatīvu. LMS sastāv no ar stikla šķiedru pildītiem poliestera sveķiem, kas ir lieti loksnēs. Pēc tam šīs loksnes tiek ievietotas kompresijas veidnē un veidotas virsbūves paneļos. LMS var izvēlēties, jo tas samazina instrumentu izmaksas nelielām ražošanas partijām, samazina svaru, nodrošina izturību pret iespiedumiem un koroziju, kā arī sniedz lielāku rīcības brīvību stilistiem. Tomēr viens no izaicinājumiem, izmantojot LMS, ir detaļas apdare montāžas rūpnīcā. LMS ir porains substrāts. Kad virsbūves panelis, kas tagad ir uz transportlīdzekļa, iziet cauri caurspīdīgās krāsas krāsnij, var rasties krāsas defekts, kas pazīstams kā "porainības izvirdums". Tas prasīs vismaz lokālu remontu vai, ja ir pietiekami daudz "izvirdumu", pilnīgu virsbūves pārkrāsošanu.

Pirms trim gadiem, cenšoties novērst šo defektu, BASF Coatings komercializēja UV/termisko hibrīda hermētiķi. Hibrīda sacietēšanas izmantošanas iemesls ir tāds, ka pārklājuma pārklājums sacietēs uz nekritiskām virsmām. Galvenais solis "porainības izvirdumu" novēršanai ir UV enerģijas iedarbība, kas ievērojami palielina atklātā pārklājuma šķērssaites blīvumu uz kritiskajām virsmām. Ja hermētiķis nesaņem minimālo UV enerģiju, pārklājums joprojām atbilst visām pārējām veiktspējas prasībām.

Šajā gadījumā divkāršās sacietēšanas tehnoloģijas izmantošana nodrošina jaunas pārklājuma īpašības, izmantojot UV sacietēšanu, vienlaikus nodrošinot pārklājuma drošības faktoru augstas vērtības pielietojumā. Šis pielietojums ne tikai parāda, kā UV tehnoloģija var nodrošināt unikālas pārklājuma īpašības, bet arī parāda, ka UV sacietēšanas pārklājumu sistēma ir piemērota augstas vērtības, liela apjoma, lielu un sarežģītu automobiļu detaļu apstrādei. Šis pārklājums ir izmantots aptuveni vienam miljonam virsbūves paneļu.

OEM caurspīdīgā laka

Varētu teikt, ka UV tehnoloģiju tirgus segments ar visredzamāko aspektu ir automobiļu virsbūves paneļu A klases pārklājumi. Ford Motor Company 2003. gadā Ziemeļamerikas Starptautiskajā autoizstādē demonstrēja UV tehnoloģiju uz prototipa transportlīdzekļa — Concept U automašīnas. Demonstrētā pārklājuma tehnoloģija bija UV starojumā cietējoša caurspīdīgā laka, ko izstrādāja un piegādāja Akzo Nobel Coatings. Šis pārklājums tika uzklāts un cietināts uz atsevišķiem virsbūves paneļiem, kas izgatavoti no dažādiem materiāliem.

Surcar, galvenajā globālajā automobiļu pārklājumu konferencē, kas notiek katru otro gadu Francijā, gan DuPont Performance Coatings, gan BASF 2001. un 2003. gadā sniedza prezentācijas par UV cietēšanas tehnoloģiju automobiļu caurspīdīgajiem pārklājumiem. Šīs izstrādes virzītājspēks ir uzlabot galveno klientu apmierinātības jautājumu attiecībā uz krāsu — izturību pret skrāpējumiem un bojājumiem. Abi uzņēmumi ir izstrādājuši hibrīdcietējošus (UV un termiskos) pārklājumus. Hibrīdtehnoloģijas ceļa mērķis ir samazināt UV cietēšanas sistēmas sarežģītību, vienlaikus sasniedzot mērķa veiktspējas īpašības.

Gan DuPont, gan BASF savās ražotnēs ir uzstādījuši pilotlīnijas. DuPont līnija Vupertālē spēj sacietēt pilnus virsbūves gabalus. Pārklāšanas uzņēmumiem ir ne tikai jāuzrāda laba pārklājuma veiktspēja, bet arī jādemonstrē krāsošanas līnijas risinājums. Viena no citām UV/termiskās sacietēšanas priekšrocībām, ko min DuPont, ir tā, ka apdares līnijas caurspīdīgā pārklājuma daļas garumu var samazināt par 50%, vienkārši samazinot termiskās krāsns garumu.

No inženiertehniskās puses Dürr System GmbH sniedza prezentāciju par montāžas rūpnīcas koncepciju UV sacietēšanai. Viens no galvenajiem mainīgajiem lielumiem šajās koncepcijās bija UV sacietēšanas procesa atrašanās vieta apdares līnijā. Inženiertehniskie risinājumi ietvēra UV lampu izvietošanu pirms, termiskās krāsns iekšpusē vai pēc tās. Dürr uzskata, ka lielākajai daļai procesa iespēju, kas ietver pašreizējās izstrādes stadijā esošās formulas, ir inženiertehniski risinājumi. Fusion UV Systems prezentēja arī jaunu rīku — automašīnu virsbūvju UV sacietēšanas procesa datorsimulāciju. Šī izstrāde tika veikta, lai atbalstītu un paātrinātu UV sacietēšanas tehnoloģijas ieviešanu montāžas rūpnīcās.

Citi pielietojumi

Turpinās darbs pie plastmasas pārklājumu izstrādes automobiļu saloniem, vieglmetāla disku un disku pārsegu pārklājumiem, caurspīdīgiem pārklājumiem uz lielām, krāsotām detaļām un detaļām zem motora pārsega. UV process joprojām tiek apstiprināts kā stabila sacietēšanas platforma. Vienīgais, kas patiesībā mainās, ir tas, ka UV pārklājumi tiek izmantoti sarežģītākām, augstākas vērtības detaļām. Procesa stabilitāte un ilgtermiņa dzīvotspēja ir pierādīta ar priekšējā apgaismojuma pielietojumu. Tas sākās pirms vairāk nekā 20 gadiem un tagad ir nozares standarts.

Lai gan UV tehnoloģijai piemīt tas, ko daži uzskata par “foršu” faktoru, nozare vēlas ar šo tehnoloģiju nodrošināt labākos risinājumus apretētāju problēmām. Neviens neizmanto tehnoloģiju tehnoloģijas dēļ. Tai ir jāsniedz vērtība. Vērtība var izpausties kā uzlabota produktivitāte, kas saistīta ar sacietēšanas ātrumu. Vai arī tā var rasties uzlabotu vai jaunu īpašību rezultātā, ko nav izdevies sasniegt ar pašreizējām tehnoloģijām. Tā var rasties no augstākas kvalitātes pirmajā reizē, jo pārklājums īsāku laiku ir pakļauts netīrumiem. Tā var nodrošināt līdzekli GOS samazināšanai vai novēršanai jūsu uzņēmumā. Tehnoloģija var sniegt vērtību. UV nozarei un apretētājiem ir jāturpina sadarboties, lai izstrādātu risinājumus, kas uzlabo apretētāju peļņu.