1. Maľovanie
-Definícia: Natieranie je všeobecný pojem pre operácie vykonávané na vytvorenie náterového filmu s použitím farby na účely pokrytia povrchu predmetu z dôvodu ochrany a estetiky atď.
-Účel: Účelom náterov nie je len estetika, ale aj ochrana a následne zlepšenie kvality výrobku.
1) Ochrana: Väčšina hlavných materiálov, z ktorých sa automobily vyrábajú, sú oceľové plechy a keď je vozidlo vyrobené s oceľovým plechom ako povlakom, reaguje s vlhkosťou alebo kyslíkom vo vzduchu a spôsobuje hrdzu. Hlavným účelom náteru je chrániť predmet tým, že zabráni takejto hrdzi.
2) Estetika: Tvar auta má niekoľko typov povrchov a čiar, ako sú trojrozmerné povrchy, ploché povrchy, zakrivené povrchy, priame čiary a krivky. Namaľovaním takéhoto zložitého tvaru objektu sa prejavuje farebný zmysel, ktorý zodpovedá tvaru auta a zároveň zlepšuje estetiku auta.
3) Zlepšenie predajnosti: V súčasnosti sú na trhu rôzne typy automobilov, ale medzi nimi, pri porovnaní vozidiel s jednotným tvarom a rovnakou funkciou, napríklad vozidlo s dvojfarebným lakom vyzerá lepšie. Týmto spôsobom je tiež jedným z cieľov pokúsiť sa zlepšiť hodnotu produktu lakovaním. Okrem toho je odolnosť exteriéru automobilov potrebná kvôli nedávnym rýchlym zmenám prostredia. Napríklad rastie dopyt po funkčných farbách, ktoré zabraňujú poškodeniu náterového filmu spôsobenému kyslými dažďami a zhoršeniu počiatočného lesku spôsobenému kefami automatických umývačiek áut, čím sa zlepšuje predajnosť.V závislosti od požiadaviek na kvalitu náteru sa používa automatické aj manuálne lakovanie.
2. Zloženie farbyZloženie farby Farba je viskózna kvapalina, v ktorej sú rovnomerne zmiešané (dispergované) tri zložky: pigment, živica a rozpúšťadlo.
- Pigment: Farebný prášok, ktorý sa nerozpúšťa v rozpúšťadlách ani vo vode. Rozdiel oproti farbivám spočíva v tom, že sú dispergované ako častice bez toho, aby boli rozpustné vo vode ani v rozpúšťadlách. Veľkosť častíc sa pohybuje od niekoľkých mikrometrov do niekoľkých desiatok mikrometrov. Okrem toho existujú rôzne tvary, ako napríklad kruhový tvar, tyčinkový tvar, ihlovitý tvar a vločkovitý tvar. Je to prášok (prášok), ktorý dodáva náterovej vrstve farbu (farbiacu silu) a kryciu schopnosť (schopnosť pokryť a skryť povrch predmetu tým, že je nepriehľadný) a existujú dva typy: anorganické a organické. Pigmentové, leštiace a nastavovacie pigmenty sa používajú na zlepšenie vzhľadu. Bezfarebné a transparentné farby sa nazývajú číre farby, keď sú pigmenty vylúčené zo zložiek tvoriacich farby.
Používa sa na dodanie lesku náterovému filmu.
1) Funkcia pigmentu
* Farebné pigmenty: dodávanie farby, krycia schopnosť
Anorganické pigmenty: Ide prevažne o prírodné pigmenty, ako je biela, žltá a červenohnedá. Sú to kovové zlúčeniny, ako je zinok, titán, olovo, železo, meď atď. Vo všeobecnosti majú vynikajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom a tepelnej odolnosti a krycie vlastnosti, ale z hľadiska sýtosti farieb nie sú také dobré ako organické pigmenty. Ako farba na automobily sa nepoužíva samotný anorganický pigment. Okrem toho sa z hľadiska prevencie znečistenia životného prostredia v súčasnosti nepoužívajú pigmenty obsahujúce škodlivé ťažké kovy, ako je kadmium a chróm.
Organický pigment: Vyrába sa organickou syntézou periodickou chemickou reakciou a je to látka zložená zo zlúčeniny kovu alebo inej látky v prírode. Vo všeobecnosti nie je krycia schopnosť veľmi dobrá, ale keďže sa získa číra farba, hojne sa používa na živé maľovanie plných farieb, kovových farieb a sľudových farieb ako farba na exteriér automobilov.
* Antikorózny pigment: prevencia hrdze
* Pigmentový extender: Možno získať tvrdý náterový film, ktorý zabraňuje rozkladu náterového filmu a zlepšuje jeho trvanlivosť.
- Živica: Priehľadná kvapalina, ktorá spája pigment a pigment a dodáva náterovej vrstve lesk, tvrdosť a priľnavosť. Iný názov je spojivo. Schnúce vlastnosti a trvanlivosť náterovej vrstvy do značnej miery závisia od vlastností živice.
1) Prírodná živica: Získava sa hlavne z rastlín a používa sa na výrobu farieb, ako sú olejové laky, fermeže a laky.
2) Syntetická živica: Je to všeobecný termín pre živice syntetizované chemickými reakciami z rôznych chemických surovín. Je to organická zlúčenina s veľmi veľkou molekulovou hmotnosťou v porovnaní s prírodnými živicami. Okrem toho sa syntetické živice delia na termoplastické živice (pri zahrievaní mäknú a tavia sa) a termosetické živice (vytvrdzujú chemickou reakciou pôsobením tepla a po opätovnom zahriatí po ochladení nemäknú a netavia sa).
- Rozpúšťadlo: Je to priehľadná kvapalina, ktorá roztaví živicu, takže pigment a živica sa ľahko zmiešajú. Po natretí sa odparuje ako riedidlo a nezostáva na náterovom filme.
Cmaľovanie rozšírenou realitou
1. Prehľad a definícia fariebZ hľadiska „prevencie hrdze (antikoróznych)“ a „estetických vlastností“ zohrali automobilové farby úlohu pri zlepšovaní predajnosti automobilov vďaka aplikácii najnovších technológií tej doby. V nasledujúcich kvalitných položkách sú farby a náterové systémy navrhnuté tak, aby sa tieto náterové vlastnosti dosiahli čo najekonomickejšie.
Farby sú vo všeobecnosti tekuté a majú tú vlastnosť, že sa nanášajú na povrch natieraného predmetu a počas procesu schnutia a vytvrdzovania vytvárajú súvislý film (náterový film). V závislosti od fyzikálnych a chemických vlastností takto vytvoreného náterového filmu sa natieranému predmetu dodávajú „ochrana proti hrdzi“ a „plastickosť“.
2. Proces lakovania automobilovAby sa dosiahla cieľová kvalita náteru automobilu čo najekonomickejším spôsobom, stanoví sa proces náteru a špecifikácie náteru a každá dôležitá kvalita je priradená k náterovej vrstve získanej v každom procese. Okrem toho, keďže vlastnosti náterovej vrstvy závisia od dobrej a zlej spracovateľnosti procesu, farba použitá v každom procese je navrhnutá tak, aby sa priradená hlavná funkcia mohla maximalizovať s ohľadom na procesné podmienky.Aplikácia je v lakovne prísne kontrolovaná.
Vyššie uvedený proces je 3-vrstvový alebo 4-vrstvový náterový systém, ktorý sa najčastejšie používa na nátery vonkajších panelov automobilov, a náterový film vytvorený v každom procese vykazuje funkcie, ktoré budú opísané neskôr, a stanovuje kvalitu náteru automobilov ako komplexného náterového systému. V nákladných vozidlách a ľahkých vozidlách existujú prípady, keď sa používa dvojvrstvový náterový systém, v ktorom sa z kroku náteru vynecháva medzikrok. Aj v luxusných automobiloch je možné dosiahnuť lepšiu kvalitu dvojitým nanesením medzivrstvy alebo vrchnej vrstvy.
Nedávno bol tiež študovaný a aplikovaný proces na zníženie nákladov na nátery integráciou procesov stredného a vrchného náteru.
- Proces povrchovej úpravy: Zlepšuje prevenciu hrdze potlačením koróznej reakcie kovu a posilnením adhézie medzi podkladovou vrstvou (elektrodepozičným filmom) a materiálom (substrátom). V súčasnosti je hlavnou zložkou vrstvy fosforečnan zinočnatý a metóda povrchovej úpravy je bežná, aby sa dali dostatočne ošetriť diely so zložitými štruktúrami. Najmä pri katiónovom elektrolytickom nanášaní sa do povlaku primiešavajú kovy ako Fe, Ni a Mn, iné ako Zn, aby sa ďalej zlepšila odolnosť proti korózii.
- Elektrolytické nanášanie (katiónový elektrolytický základný náter): Podkladový náter slúži hlavne na prevenciu hrdze. Okrem vynikajúcich antikoróznych vlastností má katiónový elektrolytický náter na báze epoxidovej živice pri nanášaní podkladových náterov pre automobily nasledujúce výhody. ① Počas elektrolytického nanášania nedochádza k elúcii filmu upraveného fosfátom zinočnatým. ② Inhibičný účinok koróznej reakcie v dôsledku zásaditosti štruktúry živice. ③ Vynikajúce antikorózne vlastnosti vďaka zachovaniu priľnavosti vďaka vysokej odolnosti epoxidovej živice voči alkáliám.
1) Výhody katiónového elektrolytického nanášania
* Aj zložité tvary je možné naniesť rovnomernú hrúbku filmu
* Vynikajúce vnútorné prenikanie do zložitých častí a spojov.
* Automatické maľovanie
* Jednoduchá údržba a správa linky.
* Dobrá spracovateľnosť pri maľovaní.
* Možno použiť systém UF s uzavretým okruhom umývania vodou (menšia strata farby a menšia kontaminácia odpadových vôd)
* Nízky obsah rozpúšťadiel a nízke znečistenie ovzdušia.
* Je to farba na vodnej báze a existuje malé riziko požiaru.
2) Kationická elektrolytická farba: Vo všeobecnosti ide o polyaminoživicu získanú pridaním primárnych až kvartérnych amínov do epoxidovej živice. Neutralizuje sa kyselinou (kyselinou octovou), aby sa stala rozpustnou vo vode. Okrem toho sa náterová vrstva vytvrdzuje metódou uretánového zosieťovania s použitím blokovaného izokyanátu ako vytvrdzovacieho činidla.
3) Zlepšenie funkcie elektrolytickej farby: Je rozšírená po celom svete ako podkladový náter automobilov, ale výskum a vývoj neustále zlepšujú nielen antikoróznu kvalitu celého automobilu, ale aj kvalitu omietky.
* Funkcia prevencie hrdze/ochranná vrstva
Absolútne vlastnosti náteru, odolnosť proti prenikaniu škár, odolnosť proti odštiepeniu
Schopnosť oceľového plechu odolávať hrdzi (vodeodolná priľnavosť, odolnosť proti otáčaniu)
Kalenie pri nízkych teplotách (zlepšená odolnosť gumových častí proti hrdzi atď.)
* Kozmetická funkcia/dekoratívne
Vlastnosti povlaku drsnosti oceľového plechu (prispieva k zlepšeniu hladkosti a lesku atď.)
Odolnosť voči žltnutiu (inhibícia žltnutia bieleho vrchného náteru)
- Medzivrstva: Medzivrstva zohráva pomocnú úlohu pri maximalizácii funkcie ochrany pred hrdzou podkladovej vrstvy (elektrodepozícia) a omietacej funkcie vrchnej vrstvy a má za úlohu zlepšiť kvalitu farby celého lakovacieho systému. Okrem toho proces medzivrstvy prispieva k zníženiu chýb náteru, pretože do istej miery zakrýva nevyhnutné chyby podkladovej vrstvy (škrabance, priľnavosť prachu atď.) v samotnej lakovacej linke.
Medzináterová farba je typ, ktorý používa ako základnú živicu bezolejovú polyesterovú živicu a vytvrdzuje sa teplom pridaním melamínovej živice a v poslednej dobe uretánu (Bl). V poslednej dobe sa na zlepšenie odolnosti proti odštiepeniu niekedy v rámci stredného predbežného procesu nanáša základný náter metódou „mokré do mokrého“.
1) Trvanlivosť medzivrstvy
* Vodoodolnosť: nízka nasiakavosť a potláča vznik pľuzgierov
* Odolnosť proti odštiepeniu: Absorbuje energiu nárazu pri hode kameňa a znižuje poškodenie náterového filmu vedúce k zvuku a potláča výskyt korózie spôsobenej chrastou.
* Odolnosť voči poveternostným vplyvom: Menšie poškodenie v dôsledku UV žiarenia a potláča odlupovanie vrchného náteru v dôsledku vonkajšieho vystavenia.
2) Omietacia funkcia medzivrstvy
* Vlastnosť podkladového náteru: Prispieva k vyhladeniu hotového exteriéru tým, že zakrýva drsnosť povrchu elektrolyticky naneseného náteru
* Odolnosť voči rozpúšťadlám: Potlačením napučania a rozpúšťania medzivrstvy v porovnaní s rozpúšťadlom vrchnej vrstvy sa dosiahne vysoko kontrastný vzhľad.
* Úprava farby: Medzivrstva je zvyčajne sivá, ale v poslednej dobe je možné naniesť vrchnú vrstvu s nízkou krycou schopnosťou jej zafarbením (farebný tmel).
3) Medzivrstva farby
*Požadované vlastnosti medzivrstvy: odolnosť voči odštiepeniu, krycia schopnosť podkladu, priľnavosť k elektrolytickej fólii, hladkosť, bez straty svetla, priľnavosť k vrchnej vrstve, odolnosť voči poškodeniu svetlom
- Vrchný náter: Najdôležitejšou funkciou vrchného náteru je zabezpečiť kozmetické vlastnosti, chrániť ho a udržiavať ho. Medzi kvalitatívne prvky patria farba, hladkosť povrchu, lesk a kvalita obrazu (schopnosť jasne osvetliť obraz objektu v náterovej vrstve). Okrem toho je pre vrchný náter potrebná schopnosť chrániť a udržiavať estetiku takýchto automobilov po dlhú dobu.
- Vrchný náter: Najdôležitejšou funkciou vrchného náteru je zabezpečiť kozmetické vlastnosti, chrániť ho a udržiavať ho. Medzi kvalitatívne prvky patria farba, hladkosť povrchu, lesk a kvalita obrazu (schopnosť jasne osvetliť obraz objektu v náterovej vrstve). Okrem toho je pre vrchný náter potrebná schopnosť chrániť a udržiavať estetiku takýchto automobilov po dlhú dobu.
1) Vrchný náter: Farby sa klasifikujú podľa pigmentového základu naneseného na farbu a v závislosti od toho, či sa používajú vločkové pigmenty, ako napríklad vločky hliníkového prášku, sa delia na sľudové, kovové a jednofarebné.
* Kvalita vzhľadu: hladkosť, lesk, živosť, pocit pri zemi
* Trvanlivosť: udržiavanie a ochrana lesku, zmena farby, blednutie
* Priľnavosť: Priľnavosť k ďalšiemu náteru, priľnavosť v dvoch odtieňoch, priľnavosť s médiom
* Odolnosť voči rozpúšťadlám
* Chemická odolnosť
* Funkčná kvalita: odolnosť voči umývaniu auta, odolnosť voči kyslým dažďom, odolnosť voči odštiepeniu
2) Ekologická farba
* Vysoký obsah sušiny: Ide o farbu s vysokým obsahom sušiny, ktorá spĺňa predpisy o VOC (prchavých organických zlúčeninách) a je to typ, ktorý znižuje množstvo použitého organického rozpúšťadla. Vyznačuje sa vynikajúcim pocitom pri spevnení a použitím živice s nízkou molekulovou hmotnosťou.
* Typ Water Bome (farba na vodnej báze): Ide o farbu, ktorá minimalizuje množstvo použitého organického rozpúšťadla a ako riedidlo farby používa vodu (čistú vodu). Charakteristickým znakom je, že v procese lakovania je potrebné predhrievacie zariadenie (IR_Preheat), ktoré dokáže odparovať vodu, takže je potrebná rekonštrukcia zariadenia a striekacie zariadenie vyžaduje aj elektródovú metódu pre farby na vodnej báze.
3) Funkčná farba
* CCS (Complex Crosslinking System, komplexne zosieťovaný typ farby): Ide o typ uretánovej (izokyanátovej) alebo silánovej živice, v ktorej je nahradená časť melamínovej živice, ktorá je v akrylovo-melamínovom živicovom systéme náchylná na kyslé dažde, a tým sa zlepšuje odolnosť voči kyselinám a odolnosť voči poškriabaniu.
* NCS (nový systém zosieťovania, nový typ farby so zosieťovaním): Farba na báze melamínu vyrobená kyslo-epoxidovým vytvrdzovaním na akrylovej živici. Má vynikajúcu odolnosť voči kyselinám, poškriabaniu a škvrnám.
- Spracovateľnosť vrchného náteru: Aby sa ekonomicky dosiahla dobrá reprodukovateľnosť cieľového vrchného náteru, je nevyhnutná dobrá spracovateľnosť farby (rozprašovanie, tekutosť, dierovanie, hladkosť atď.). Na to je dôležité upraviť viskozitné správanie v procese tvorby viacvrstvového filmu od lakovania až po vypaľovanie a vytvrdzovanie. Dôležitými faktormi sú aj podmienky prostredia lakovania, ako je teplota, vlhkosť a rýchlosť vetra v lakovacej kabíne.
1) Viskozita živice: molekulová hmotnosť, kompatibilita (parameter rozpustnosti: hodnota SP)
2) Pigment: absorpcia oleja, koncentrácia pigmentu (PWC), veľkosť dispergovaných častíc
3) Prísady: viskózne činidlo, egalizačné činidlo, odpeňovacie činidlo, inhibítor farebnej separácie atď.
4) Rýchlosť vytvrdzovania: koncentrácia funkčných skupín v základnej živici, reaktivita sieťovacieho činidla
Okrem toho má hrúbka náterovej vrstvy veľký vplyv na konečný vzhľad vrchného náteru. V poslednej dobe umožňuje štrukturálne viskózne činidlo, ako je mikrogél, dosiahnuť tekutosť aj vyrovnávacie vlastnosti a konečný vzhľad sa zlepšuje nanesením hrubej vrstvy.
- Odolnosť vrchného náteru voči poveternostným vplyvom: Hoci sú automobily vystavené rôznym prostrediam, vrchný náter je vystavený pôsobeniu svetla, vody, kyslíka, tepla atď. V dôsledku toho dochádza k množstvu nepriaznivých javov, ktoré zhoršujú estetiku.
1) Optické javy
* Degradácia lesku: Hladkosť povrchu náterovej vrstvy je poškodená a zvyšuje sa difúzny odraz svetla od povrchu. Dôležité je zloženie živice, ale existuje aj vplyv pigmentu.
* Zmena farby: Farebný tón pôvodného náteru sa mení v závislosti od starnutia pigmentu alebo živice v náterovom filme. Pre automobilové aplikácie by sa mal zvoliť pigment, ktorý je najodolnejší voči poveternostným vplyvom.
2) mechanické javy
* Trhliny: Trhliny sa vyskytujú v povrchovej vrstve náterového filmu alebo v celom náterovom filme v dôsledku zmien fyzikálnych vlastností náterového filmu v dôsledku fotooxidácie alebo hydrolýzy (znížené predĺženie, priľnavosť atď.) a vnútorného napätia. Vyskytujú sa najmä v kovovom priehľadnom náterovom filme a okrem úpravy fyzikálnych vlastností náterového filmu zložením akrylovej živice a úpravou fyzikálnych vlastností náterového filmu je účinné aj použitie absorbéra ultrafialového žiarenia a antioxidantu.
* Odlupovanie: Povlaková vrstva sa čiastočne odlupuje v dôsledku zníženia priľnavosti povlakovej vrstvy alebo zníženia reologických vlastností a pôsobenia vonkajších síl, ako je striekanie alebo vibrácie kameňov.
3) chemický jav
* Znečistenie škvrnami: Ak sa na povrchu náterovej vrstvy zachytia sadze, mŕtvoly hmyzu alebo kyslý dážď, diel sa zafarbí a zmení farbu na škvrny. Je potrebné naniesť pigment a živicu odolnú voči poškriabaniu a zásadám. Jedným z dôvodov, prečo sa číry náter nanáša na kovovú farbu, je ochrana hliníkového prášku.
- Budúce výzvy vrchných náterov: Estetika a dizajn sa stávajú čoraz dôležitejšími pri zlepšovaní komerčných vlastností automobilov. Pri reakcii na diverzifikáciu dopytu a zmeny v materiáloch, ako sú plasty, je potrebné reagovať aj na spoločenské požiadavky, ako je zhoršovanie prostredia, v ktorom sú automobily vystavené pôsobeniu, a znižovanie znečistenia ovzdušia. Za týchto okolností sa zvažujú rôzne vrchné nátery pre budúci automobil.
Pozrime sa bližšie na typické procesy lakovania automobilov a uvidíme, kde sú prenos tepla a hmoty dôležitými aplikáciami. Všeobecný proces lakovania automobilov je nasledovný.
① Predúprava
② Elektrolytické nanášanie (podkladová vrstva)
③ Natieranie tmelom
④ Podkladový náter
⑤ maľovanie voskom
⑥ Základný náter proti odštiepeniu
⑦ Základný náter
⑧ Vrchný náter
⑨ Odstránenie defektov a leštenie
Výrobný proces automobilu trvá približne 20 hodín, z toho 10 hodín, čo je polovica, pričom vyššie uvedený proces trvá približne 10 hodín. Medzi najvýznamnejšie a najdôležitejšie procesy patria predúprava, elektrolytické nanášanie (podkladový náter), základný náter a vrchný náter. Zamerajme sa na tieto procesy.
Čas uverejnenia: 8. novembra 2022
