Kiedy zobaczysz samochód, Twoim pierwszym wrażeniem będzie prawdopodobnie kolor nadwozia. Dziś posiadanie pięknego, błyszczącego lakieru to jeden z podstawowych standardów w produkcji samochodów. Jednak ponad sto lat temu malowanie samochodu nie było łatwym zadaniem i było znacznie mniej piękne niż dzisiaj. Jak lakier samochodowy ewoluował do obecnego poziomu? Surley opowie Państwu historię rozwoju technologii powlekania lakieru samochodowego.
Dziesięć sekund na zrozumienie pełnego tekstu:
1,Lakierwywodzi się z Chin, którymi Zachód przewodził po rewolucji przemysłowej.
2. Farba z naturalnego materiału bazowego schnie powoli, wpływając na wydajność procesu produkcyjnego samochodów. DuPont wynalazł technologię szybkiego schnięciafarba nitro.
3, Pistolety natryskowezastępuje pędzle, dając bardziej jednolitą warstwę farby.
4, Od alkidu po akrylciągłe dążenie do trwałości i różnorodności.
5, Od „natrysku” do „powłoki zanurzeniowej”w przypadku kąpieli lakierniczej ciągłe dążenie do jakości farby sprowadza się obecnie do fosforanowania i osadzania galwanicznego.
6, Zamiana nafarba na bazie wodyw dążeniu do ochrony środowiska.
7, Teraz i w przyszłości technologia malowania staje się coraz bardziej poza wyobraźnią,nawet bez farby.
Główną rolą farby jest działanie przeciwstarzeniowe
Większość ludzi postrzega rolę farby jako nadanie przedmiotom jaskrawych kolorów, ale z punktu widzenia produkcji przemysłowej kolor jest w rzeczywistości potrzebą drugorzędną; Głównym celem jest rdza i zapobieganie starzeniu. Od początków połączenia żelaza i drewna po dzisiejsze czyste, metalowe, białe nadwozie, nadwozie samochodu potrzebuje farby jako warstwy ochronnej. Wyzwania, którym musi stawić czoła warstwa farby, to naturalne zużycie, takie jak słońce, piasek i deszcz, uszkodzenia fizyczne, takie jak zadrapania, tarcie i kolizje, oraz erozja, taka jak sól i odchody zwierzęce. W procesie ewolucji technologii lakierniczej powoli powstają coraz wydajniejsze, trwalsze i piękniejsze powłoki karoserii, aby lepiej sprostać tym wyzwaniom.
Lakier z Chin
Lakiery mają bardzo długą historię i, co haniebne, wiodąca pozycja w technologii lakierów należała do Chin przed rewolucją przemysłową. Stosowanie lakieru datuje się już na epokę neolitu, a po okresie Walczących Królestw rzemieślnicy używali oleju tungowego pozyskiwanego z nasion drzewa tungowego i dodawali naturalny surowy lakier w celu wytworzenia mieszaniny farb, chociaż w tamtych czasach lakier był przedmiot luksusowy dla szlachty. Po ustanowieniu dynastii Ming Zhu Yuanzhang zaczął zakładać rządowy przemysł lakierniczy, a technologia farb szybko się rozwinęła. Pierwsza chińska praca na temat technologii farb, „Księga malarstwa”, została opracowana przez Huang Chenga, lakiernika z dynastii Ming. Dzięki rozwojowi technicznemu oraz handlowi wewnętrznemu i zewnętrznemu w czasach dynastii Ming wyroby z laki rozwinęły dojrzały system przemysłu rzemieślniczego.
Najbardziej wyrafinowana farba olejna tungowa z czasów dynastii Ming była kluczem do produkcji statków. XVI-wieczny hiszpański uczony Mendoza wspomniał w „Historii Imperium Wielkich Chin”, że chińskie statki pokryte olejem tungowym miały dwukrotnie dłuższą żywotność niż statki europejskie.
W połowie XVIII wieku Europa w końcu rozpracowała i opanowała technologię farb olejnych tungowych, a europejski przemysł farbiarski stopniowo nabierał kształtu. Surowiec, olej tungowy, oprócz tego, że był używany do lakieru, był także ważnym surowcem dla innych gałęzi przemysłu, wciąż zmonopolizowanych przez Chiny, i stał się ważnym surowcem przemysłowym podczas dwóch rewolucji przemysłowych aż do początków XX wieku, kiedy to drzewa tungowe przesadziły w Ameryce Północnej i Południowej, co przełamało monopol Chin na surowce.
Suszenie nie trwa już do 50 dni
Na początku XX wieku samochody nadal produkowano przy użyciu naturalnych farb bazowych, takich jak olej lniany, jako spoiwa.
Nawet Ford, który był pionierem na linii produkcyjnej samochodów, używał wyłącznie japońskiej czarnej farby niemal do granic możliwości, aby osiągnąć prędkość produkcyjną, ponieważ schnie najszybciej, ale mimo wszystko jest to nadal naturalny materiał bazowy, a warstwa farby potrzebuje ponad tygodnia na wyschnięcie.
W latach dwudziestych DuPont pracował nad szybkoschnącą farbą nitrocelulozową (inaczej farbą nitrocelulozową), która wywołała uśmiech na twarzy producentów samochodów, którzy nie musieli już pracować nad samochodami przy tak długich cyklach malowania.
W 1921 r. firma DuPont była już liderem w produkcji azotanowych filmów kinowych, przechodząc na produkty niewybuchowe na bazie nitrocelulozy, aby wchłonąć ogromne obiekty, które zbudowała podczas wojny. W upalne piątkowe popołudnie w lipcu 1921 r. pracownik fabryki folii DuPont zostawił na nabrzeżu beczkę z azotanowym włóknem bawełnianym przed wyjściem z pracy. Kiedy w poniedziałek rano otworzył je ponownie, stwierdził, że wiadro zamieniło się w przezroczystą, lepką ciecz, która później stała się podstawą farby nitrocelulozowej. W 1924 roku firma DuPont opracowała farbę nitrocelulozową DUCO, wykorzystując nitrocelulozę jako główny surowiec i dodając do niej żywice syntetyczne, plastyfikatory, rozpuszczalniki i rozcieńczalniki. Największą zaletą farby nitrocelulozowej jest to, że szybko schnie w porównaniu z naturalną farbą bazową, której schnięcie zajmuje tydzień, a nawet tygodnie, farba nitrocelulozowa schnie tylko 2 godziny, co znacznie przyspiesza malowanie. w 1924 roku prawie wszystkie linie produkcyjne General Motors stosowały farbę nitrocelulozową Duco.
Naturalnie farba nitrocelulozowa ma swoje wady. W przypadku natryskiwania w wilgotnym środowisku folia łatwo zmieni kolor na biały i straci połysk. Utworzona powierzchnia farby ma słabą odporność na korozję w przypadku rozpuszczalników na bazie ropy naftowej, takich jak benzyna, które mogą uszkodzić powierzchnię farby, a gaz olejowy wyciekający podczas tankowania może przyspieszyć niszczenie otaczającej powierzchni farby.
Wymiana szczotek na pistolety natryskowe w celu usunięcia nierównych warstw farby
Oprócz właściwości samej farby, na wytrzymałość i trwałość powierzchni farby bardzo ważny jest również sposób jej malowania. Ważnym kamieniem milowym w historii technologii lakierniczej było zastosowanie pistoletów natryskowych. Pistolet natryskowy został w pełni wprowadzony do lakiernictwa przemysłowego w 1923 r., a do przemysłu motoryzacyjnego w 1924 r.
W ten sposób rodzina DeVilbiss założyła firmę DeVilbiss, znaną na całym świecie firmę specjalizującą się w technologii atomizacji. Później urodził się syn Alana DeVilbiss, Tom DeVilbiss. Syn doktora Alana DeVilbiss, Tom DeVilbiss, wyniósł wynalazek swojego ojca poza dziedzinę medycyny. DeVilbiss wyniósł wynalazki swojego ojca poza dziedzinę medycyny i przekształcił oryginalny atomizer w pistolet natryskowy do nakładania farby.
W dziedzinie malowania przemysłowego pędzle szybko stają się przestarzałe dzięki pistoletom natryskowym. deVilbiss działa w dziedzinie atomizacji od ponad 100 lat i jest obecnie liderem w dziedzinie przemysłowych pistoletów natryskowych i rozpylaczy medycznych.
Od alkidowych po akrylowe, trwalsze i mocniejsze
W latach trzydziestych XX wieku do procesu malowania samochodów wprowadzono emalię na bazie żywicy alkidowej, zwaną emalią alkidową. Metalowe części karoserii zostały spryskane tego typu farbą, a następnie wysuszone w piecu, tworząc bardzo trwałą powłokę lakierniczą. W porównaniu z farbami nitrocelulozowymi, emalie alkidowe nakłada się szybciej i wymagają jedynie 2 do 3 etapów w porównaniu z 3 do 4 etapami w przypadku farb nitrocelulozowych. Farby emaliowe nie tylko szybko schną, ale są również odporne na rozpuszczalniki, takie jak benzyna.
Wadą emalii alkidowych jest jednak to, że boją się światła słonecznego, a pod wpływem światła słonecznego warstwa farby będzie się utleniać w przyspieszonym tempie, a kolor szybko wyblaknie i stanie się matowy, czasami proces ten może trwać nawet zaledwie kilka miesięcy . Pomimo swoich wad żywice alkidowe nie zostały całkowicie wyeliminowane i nadal stanowią ważną część dzisiejszej technologii powlekania. Termoplastyczne farby akrylowe pojawiły się w latach czterdziestych XX wieku, znacznie poprawiając dekoracyjność i trwałość wykończenia, a w 1955 roku General Motors rozpoczął malowanie samochodów nową żywicą akrylową. Reologia tej farby była wyjątkowa i wymagała natryskiwania przy niskiej zawartości części stałych, co wymagało wielu warstw. Ta pozornie niekorzystna cecha była wówczas zaletą, ponieważ pozwalała na włączenie do powłoki płatków metalu. Natryskiwano lakier akrylowy o bardzo niskiej lepkości początkowej, co umożliwiło spłaszczenie płatków metalu w celu utworzenia warstwy odblaskowej, a następnie lepkość gwałtownie wzrosła, aby utrzymać płatki metalu na miejscu. W ten sposób narodziła się farba metaliczna.
Warto zauważyć, że w tym okresie nastąpił gwałtowny postęp w technologii farb akrylowych w Europie. Wynikało to z ograniczeń nałożonych na kraje Osi Europejskiej po II wojnie światowej, które ograniczały stosowanie w produkcji przemysłowej niektórych materiałów chemicznych, takich jak nitroceluloza, surowiec potrzebny do produkcji farb nitrocelulozowych, z których można było wytwarzać materiały wybuchowe. Dzięki temu ograniczeniu firmy w tych krajach zaczęły skupiać się na technologii farb emaliowych, opracowując system farb akrylowo-uretanowych. Kiedy europejskie farby przybyły do Stanów Zjednoczonych w 1980 r., amerykańskie systemy farb samochodowych były dalekie od europejskich rywali.
Zautomatyzowany proces fosforanowania i elektroforezy w celu uzyskania zaawansowanej jakości farby
Dwie dekady po II wojnie światowej to okres wzrostu jakości powłok karoserii. W tamtych czasach w Stanach Zjednoczonych, oprócz transportu, samochody miały także tę zaletę, że poprawiały status społeczny, więc właściciele samochodów chcieli, aby ich samochody wyglądały bardziej ekskluzywnie, co wymagało, aby lakier wyglądał na bardziej błyszczący i miał piękniejsze kolory.
Począwszy od 1947 roku, firmy samochodowe zaczęły fosforanować powierzchnie metalowe przed malowaniem, aby poprawić przyczepność i odporność lakieru na korozję. Zmieniono także podkład z natryskowego na zanurzeniowy, co oznacza, że części karoserii zanurzane są w kałuży farby, dzięki czemu jest ona bardziej jednolita, a powłoka bardziej kompleksowa, dzięki czemu można pomalować także trudno dostępne miejsca, takie jak wnęki .
W latach pięćdziesiątych firmy samochodowe odkryły, że chociaż stosowano metodę powlekania zanurzeniowego, część farby w dalszym procesie jest zmywana rozpuszczalnikami, co zmniejsza skuteczność zapobiegania rdzy. Aby rozwiązać ten problem, w 1957 roku Ford połączył siły z PPG pod przewodnictwem dr George'a Brewera. Pod kierownictwem dr. George'a Brewera Ford i PPG opracowały powszechnie stosowaną obecnie metodę powlekania elektroosadzanego.
Następnie w 1961 roku Ford założył pierwszą na świecie anodową lakiernię elektroforetyczną. Początkowa technologia była jednak wadliwa i w 1973 roku firma PPG wprowadziła doskonały system katodowych powłok elektroforetycznych i odpowiadające im powłoki.
Maluj, aby zachować piękny wygląd, aby zmniejszyć zanieczyszczenie farbą na bazie wody
Od połowy do końca lat 70-tych świadomość oszczędzania energii i ochrony środowiska, jaką przyniósł kryzys naftowy, wywarła również ogromny wpływ na przemysł farbiarski. W latach 80-tych kraje wprowadziły nowe przepisy dotyczące lotnych związków organicznych (LZO), które sprawiły, że powłoki farb akrylowych o wysokiej zawartości LZO i słabej trwałości były nie do przyjęcia na rynku. Ponadto konsumenci oczekują, że efekt malowania ciała będzie trwał co najmniej 5 lat, co wymaga uwzględnienia trwałości powłoki lakierniczej.
Dzięki przezroczystej warstwie lakieru jako warstwie ochronnej, wewnętrzna farba kolorowa nie musi być tak gruba jak wcześniej, wystarczy tylko wyjątkowo cienka warstwa do celów dekoracyjnych. Do warstwy lakieru dodawane są również absorbery UV, które chronią pigmenty warstwy transparentnej i podkładu, znacznie zwiększając żywotność podkładu i farby kolorowej.
Technika malowania jest początkowo kosztowna i jest powszechnie stosowana tylko w modelach z najwyższej półki. Również trwałość lakieru bezbarwnego była słaba, szybko odpadała i wymagała ponownego malowania. Jednak w następnej dekadzie przemysł motoryzacyjny i lakierniczy pracowały nad udoskonaleniem technologii powłok, nie tylko poprzez obniżenie kosztów, ale także poprzez opracowanie nowszych metod obróbki powierzchni, które radykalnie poprawiły trwałość lakieru bezbarwnego.
Coraz bardziej niesamowita technologia malowania
Przyszły trend rozwoju głównego nurtu powłok, niektórzy ludzie w branży uważają, że technologia nie wymaga malowania. Technologia ta faktycznie wkroczyła w nasze życie, a w obudowach urządzeń codziennego użytku zastosowano technologię bez malowania. Skorupy dodają odpowiedni kolor nanoproszku metalu w procesie formowania wtryskowego, bezpośrednio tworząc skorupy o jaskrawych kolorach i metalicznej fakturze, których nie trzeba już w ogóle malować, co znacznie zmniejsza zanieczyszczenia powstające podczas malowania. Naturalnie jest również szeroko stosowany w samochodach, takich jak wykończenia, kratka, obudowy lusterek wstecznych itp.
Podobną zasadę stosuje się w branży metalowej, co oznacza, że w przyszłości materiały metalowe stosowane bez malowania będą już fabrycznie posiadać warstwę ochronną, a nawet warstwę barwną. Technologia ta jest obecnie stosowana w sektorze lotniczym i wojskowym, jednak nadal daleko jej do zastosowań cywilnych, nie ma możliwości zaoferowania szerokiej gamy kolorystycznej.
Streszczenie: Od pędzli, przez pistolety, po roboty, od naturalnych farb roślinnych po zaawansowane technologicznie farby chemiczne, od dążenia do wydajności, przez dążenie do jakości, aż po dążenie do ochrony środowiska, pogoń za technologią malowania w przemyśle motoryzacyjnym nie ustała, oraz poziom technologii jest coraz wyższy. Malarze, którzy kiedyś trzymali pędzle i pracowali w trudnych warunkach, nie spodziewaliby się, że dzisiejsze lakiery samochodowe są tak zaawansowane i wciąż się rozwijają. Przyszłość będzie epoką bardziej przyjazną dla środowiska, inteligentną i wydajną.
Czas publikacji: 20 sierpnia 2022 r
