Czym jest malowanie przemysłowe i jak nakłada się farbę (1)

1. Malarstwo

-Definicja: Malowanie to ogólne określenie operacji wykonywanych w celu utworzenia powłoki malarskiej, której celem jest pokrycie powierzchni przedmiotu w celach ochronnych, estetycznych itp.

- Cel: Malowanie ma nie tylko na celu estetykę, ale także ochronę i, co za tym idzie, poprawę jakości produktu.

1) Ochrona: Większość głównych materiałów tworzących samochody to blachy stalowe, a gdy pojazd jest wykonany z blachy stalowej jako pokrycia, reaguje ona z wilgocią lub tlenem w powietrzu, tworząc rdzę. Najważniejszym celem malowania jest ochrona obiektu poprzez zapobieganie takiej rdzy (rdzy).

2) Estetyka: Kształt samochodu ma kilka typów powierzchni i linii, takich jak powierzchnie trójwymiarowe, powierzchnie płaskie, powierzchnie zakrzywione, linie proste i krzywe. Malując tak złożony kształt obiektu, pokazuje się poczucie koloru, które pasuje do kształtu samochodu i jednocześnie poprawia estetykę samochodu.

3) Poprawa atrakcyjności rynkowej: Obecnie na rynku dostępnych jest wiele rodzajów samochodów, ale wśród nich, porównując pojazdy o jednolitym kształcie i tej samej funkcji, na przykład te z dwukolorowym lakierem, wyglądają lepiej. wartość wzrasta, ponieważ W ten sposób jednym z celów jest również próba poprawy wartości produktu poprzez malowanie. Ponadto trwałość zewnętrznej części samochodów jest wymagana ze względu na ostatnie szybkie zmiany środowiskowe. Na przykład rośnie zapotrzebowanie na funkcjonalne farby, które zapobiegają uszkodzeniom powłoki spowodowanej przez kwaśne deszcze i pogorszeniu początkowego połysku spowodowanemu przez szczotki automatycznej myjni samochodowej, co poprawia atrakcyjność rynkową.W zależności od wymagań jakościowych powłoki stosuje się zarówno malowanie automatyczne, jak i ręczne.

2. Skład farby:Skład farby Farba jest lepką cieczą, w której trzy składniki: pigment, żywica i rozpuszczalnik są równomiernie wymieszane (rozproszone).

- Pigment: Kolorowy proszek, który nie rozpuszcza się w rozpuszczalnikach ani wodzie. Różnica w stosunku do barwników polega na tym, że są one rozproszone jako cząsteczki, nie będąc rozpuszczalnymi w wodzie ani rozpuszczalnikach. Rozmiar cząsteczek waha się od kilku mikrometrów do kilkudziesięciu mikrometrów. Ponadto istnieją różne kształty, takie jak kształt okrągły, kształt pałeczki, kształt igły i kształt płatkowy. Jest to proszek (proszek), który nadaje kolor (moc barwienia) i siłę krycia (zdolność do pokrycia i ukrycia powierzchni przedmiotu dzięki nieprzezroczystości) powłoce, a istnieją dwa rodzaje: nieorganiczne i organiczne. Pigmenty, polerujące i wypełniające są stosowane w celu poprawy wrażenia gruntu. Bezbarwne i przezroczyste farby nazywane są przejrzystymi wśród farb, gdy pigmenty są wyłączone ze składników tworzących farby,

Stosuje się go w celu nadania powłoce większego połysku.

1) Funkcja pigmentu

* Pigmenty kolorowe: nadają kolor, kryją

przejdź. Pigmenty nieorganiczne: Są to głównie pigmenty naturalne, takie jak biały, żółty i czerwonobrązowy. Są to związki metali, takie jak cynk, tytan, żelazo ołowiowe, miedź itp. Ogólnie rzecz biorąc, mają doskonałą odporność na warunki atmosferyczne i właściwości kryjące odporność na ciepło, ale pod względem intensywności koloru nie są tak dobre jak pigmenty organiczne. Jako farba do samochodów nie stosuje się wyłącznie pigmentu nieorganicznego. Ponadto, z punktu widzenia zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska, pigmenty zawierające szkodliwe metale ciężkie, takie jak kadm i chrom, nie są obecnie stosowane.

ty. Pigment organiczny: Jest wytwarzany przez syntezę organiczną poprzez okresową reakcję chemiczną i jest substancją wykonaną ze związku metalu lub taką, jaka jest w naturze. Ogólnie rzecz biorąc, właściwości kryjące nie są zbyt dobre, ale ponieważ uzyskuje się czysty kolor, jest szeroko stosowany do żywego malowania jednolitym kolorem, kolorem metalicznym i kolorem miki jako farba do zewnętrznych części samochodów.

* Pigment antykorozyjny: zapobiega powstawaniu rdzy

* Pigment wypełniający: Można uzyskać twardą powłokę, zapobiegającą rozkładowi powłoki i zwiększającą jej trwałość.

- Żywica: Przezroczysta ciecz, która łączy pigment i pigment, nadając połysk, twardość i przyczepność do powłoki. Inna nazwa to spoiwo. Właściwości suszenia i trwałość powłoki w dużym stopniu zależą od właściwości żywicy.

1) Żywica naturalna: Jest głównie ekstrahowana lub wydzielana przez rośliny i jest stosowana do farb, takich jak werniks na bazie oleju, lakier i lazura.

2) Żywica syntetyczna: Jest to ogólny termin dla tych, które są syntetyzowane poprzez reakcje chemiczne z różnych surowców chemicznych. Jest to związek organiczny o bardzo dużej masie cząsteczkowej w porównaniu do żywic naturalnych. Ponadto żywice syntetyczne dzielą się na żywice termoplastyczne (miękną i topią się po podgrzaniu) i żywice termoutwardzalne (utwardzają się poprzez reakcję chemiczną po zastosowaniu ciepła i nie miękną i nie topią się nawet po ponownym podgrzaniu po schłodzeniu).

- Rozpuszczalnik: Jest to przezroczysty płyn, który topi żywicę, dzięki czemu pigment i żywica łatwo się mieszają. Po malowaniu odparowuje jak rozcieńczalnik i nie pozostaje na warstwie powłoki.

Cmalowanie

1. Przegląd i definicja farb: Z perspektywy nadawania „zapobiegania rdzy (antykorozyjnych)” i „właściwości upiększających” farby samochodowe odegrały rolę w poprawie atrakcyjności rynkowej samochodów poprzez zastosowanie najnowszych technologii. W poniższych elementach jakościowych farby i systemy powłok są zaprojektowane tak, aby osiągnąć te właściwości powłokowe w sposób najbardziej ekonomiczny.

Farby są na ogół płynne i mają właściwość pokrywania powierzchni przedmiotu, który ma być pokryty, i tworzenia ciągłej warstwy (warstwy powłoki) poprzez procesy suszenia i utwardzania. Zgodnie z fizycznymi i chemicznymi właściwościami warstwy powłoki utworzonej w ten sposób, „zapobieganie rdzewieniu” i „plastyczność” są nadawane przedmiotowi, który ma być pokryty.

2. Proces lakierowania samochodów:Aby uzyskać jakość powłoki samochodu docelowego w najbardziej ekonomiczny sposób, ustala się proces powlekania i specyfikacje powlekania, a każda ważna jakość jest przypisywana do powłoki uzyskanej w każdym procesie. Ponadto, ponieważ właściwości powłoki zależą od dobrej i złej obrabialności procesu, farba używana w każdym procesie jest projektowana tak, aby przypisana główna funkcja mogła zostać zmaksymalizowana z uwzględnieniem warunków procesu.Aplikacja odbywa się pod ścisłą kontrolą w lakierni.

Powyższy proces to system powłokowy 3-warstwowy lub 4-warstwowy najczęściej stosowany do powlekania zewnętrznych paneli samochodowych, a powłoka lakiernicza utworzona w każdym procesie wykazuje funkcje, które zostaną opisane później i ustanawia jakość powłoki samochodowej jako kompleksowy system powłokowy. W ciężarówkach i lekkich pojazdach zdarzają się przypadki, w których stosuje się system powłok dwuwarstwowych, w którym pomija się etap pośredni w etapie powlekania. Ponadto w samochodach wyższej klasy możliwe jest osiągnięcie lepszej jakości poprzez dwukrotne nałożenie warstwy pośredniej lub wierzchniej.

Ostatnio zbadano i wdrożono również proces mający na celu redukcję kosztów powlekania poprzez integrację procesów powlekania środkowego i górnego.

- Proces obróbki powierzchni: Poprawia zapobieganie rdzewieniu poprzez tłumienie reakcji korozyjnej metalu i wzmacnianie przyczepności między podkładem (warstwą elektroosadzania) a materiałem (podłożem). Obecnie fosforan cynku jest głównym składnikiem warstwy, a metoda obróbki zanurzeniowej jest popularna, dzięki czemu może ona wystarczająco obrabiać części o złożonych strukturach. W szczególności w przypadku kationowego elektroosadzania metale takie jak Fe, Ni i Mn inne niż Zn są mieszane z powłoką w celu dalszej poprawy odporności na korozję.

- Powłoka elektrodezyjna (podkład elektrodezyjny typu kationowego): Powłoka podkładowa ma głównie funkcję zapobiegania rdzy. Oprócz doskonałych właściwości antykorozyjnych, kationowa farba elektrodezyjna na bazie żywicy epoksydowej ma następujące zalety w powłokach podkładowych samochodów. ① Podczas powlekania elektrodezyjnego nie następuje wymywanie powłoki poddanej obróbce fosforanem cynku. ② Efekt hamowania reakcji korozji ze względu na zasadowość struktury żywicy ③ Doskonałe właściwości antykorozyjne ze względu na efekt utrzymania przyczepności dzięki wysokiej odporności żywicy epoksydowej na alkalia.

1) Zalety elektroosadzania kationowego

* Nawet skomplikowane kształty można pokryć jednolitą grubością powłoki

* Doskonała penetracja wewnętrzna skomplikowanych części i połączeń.

* Automatyczne malowanie

* Łatwa konserwacja i zarządzanie linią.

* Dobra podatność na malowanie.

* Można zastosować zamknięty obieg mycia wodą metodą UF (mniejsze straty farby i mniejsze zanieczyszczenie ścieków)

* Niska zawartość rozpuszczalników i niskie zanieczyszczenie powietrza.

* Jest to farba na bazie wody, ryzyko pożaru jest więc znikome.

2) Farba elektroosadzana kationowo: Ogólnie rzecz biorąc, jest to żywica poliaminowa uzyskana przez dodanie amin pierwszorzędowych do czwartorzędowych do żywicy epoksydowej. Jest neutralizowana kwasem (kwasem octowym), aby stała się rozpuszczalna w wodzie. Ponadto metoda utwardzania powłoki to reakcja sieciowania uretanu, w której jako utwardzacz stosuje się blokowany izocyjanian.

3) Ulepszanie działania farby elektroosadzanej: Jest ona rozpowszechniona na całym świecie jako podkład samochodowy, jednak badania i rozwój nieustannie poprawiają nie tylko jakość antykorozyjną całego samochodu, ale także jakość tynku.

* Funkcja zapobiegająca rdzewieniu/warstwa ochronna

idź. Absolutnie powłoka właściwości, odporność na penetrację spoin, odporność na odpryskiwanie

ty. Zdolność blachy stalowej antykorozyjnej (przyczepność wodoodporna, odporność na skręcanie)

Utwardzanie w niskiej temperaturze (Poprawa odporności na rdzę części przymocowanych gumą itp.)

* Funkcja kosmetyczna/dekoracyjny

przejdź. Właściwości powłoki blachy stalowej chropowatość (przyczynia się do poprawy gładkości i połysku, itp.)

ty. Odporność na żółknięcie (hamowanie żółknięcia białej warstwy wierzchniej)

- Powłoka pośrednia: Powłoka pośrednia pełni rolę pomocniczą w celu maksymalizacji funkcji zapobiegania rdzy podkładu (elektrodepozycja) i funkcji tynkowania warstwy wierzchniej, a także ma funkcję poprawy jakości farby całego systemu malarskiego. Ponadto proces nakładania powłoki pośredniej przyczynia się do zmniejszenia wad powłoki, ponieważ w pewnym stopniu pokrywa nieuniknione wady podkładu (zadrapania, przywieranie pyłu itp.) w rzeczywistej linii malarskiej.

Farba pośrednia to rodzaj, który wykorzystuje bezolejową żywicę poliestrową jako żywicę bazową i utwardza ​​ją cieplnie poprzez wprowadzenie żywicy melaminowej i ostatnio uretanu (Bl). Ostatnio, aby poprawić odporność na odpryskiwanie, podkład przeciwodpryskowy jest czasami powlekany metodą mokro na mokro w środkowym procesie wstępnym.

1) Trwałość warstwy pośredniej

* Wodoodporność: niska chłonność i zapobiega powstawaniu pęcherzy

* Odporność na odpryskiwanie: pochłania energię uderzenia podczas rzucania kamieniem, zmniejsza uszkodzenia powłoki powodujące hałas i zapobiega powstawaniu korozji strupowej.

* Odporność na warunki atmosferyczne: Mniejsze pogorszenie jakości pod wpływem promieni UV i ograniczenie łuszczenia się wierzchniej warstwy na zewnątrz.

2) Funkcja tynkarska warstwy pośredniej

* Właściwości podkładowe: przyczynia się do wygładzenia wykończonej powierzchni zewnętrznej poprzez pokrycie chropowatości powierzchni powłoki elektroosadzanej

* Odporność na rozpuszczalniki: Dzięki ograniczeniu pęcznienia i rozpuszczania warstwy pośredniej w stosunku do rozpuszczalnika warstwy wierzchniej uzyskuje się wygląd o wysokim kontraście.

* Dopasowanie koloru: Środkowa warstwa jest zazwyczaj szara, ale ostatnio można nałożyć warstwę wierzchnią o niskich właściwościach kryjących, barwiąc ją (uszczelniacz koloru).

3) Farba pośrednia

*Wymagana jakość powłoki pośredniej: odporność na odpryskiwanie, właściwości kryjące podłoża, przyczepność do powłoki elektroosadzanej, gładkość, brak utraty światła, przyczepność do warstwy wierzchniej, odporność na pogorszenie pod wpływem światła

- Topcoat: Najważniejszą funkcją topcoat jest zapewnienie właściwości kosmetycznych oraz ich ochrona i utrzymanie. Istnieją elementy jakościowe, takie jak kolor, gładkość powierzchni, połysk i jakość obrazu (zdolność do wyraźnego oświetlenia obrazu obiektu w powłoce). Ponadto, zdolność do ochrony i utrzymania estetyki takich samochodów przez długi okres czasu jest wymagana dla topcoat.

- Topcoat: Najważniejszą funkcją topcoat jest zapewnienie właściwości kosmetycznych oraz ich ochrona i utrzymanie. Istnieją elementy jakościowe, takie jak kolor, gładkość powierzchni, połysk i jakość obrazu (zdolność do wyraźnego oświetlenia obrazu obiektu w powłoce). Ponadto, zdolność do ochrony i utrzymania estetyki takich samochodów przez długi okres czasu jest wymagana dla topcoat.

1) Warstwa wierzchnia: Kolory klasyfikuje się w zależności od bazy pigmentowej zastosowanej w farbie. W zależności od tego, czy użyto pigmentów płatkowych, takich jak płatki proszku aluminiowego, kolory dzieli się na kolory mikowe, metaliczne i jednolite.

* Jakość wyglądu: gładkość, połysk, żywość, wrażenie lądu

* Trwałość: utrzymanie połysku i ochrona, zmiana koloru, blaknięcie

* Przyczepność: Przyczepność do ponownego nałożenia, przyczepność dwutonowa, przyczepność z medium

* Odporność na rozpuszczalniki

* Odporność chemiczna

* Jakość funkcjonalna: odporność na mycie samochodu, odporność na kwaśne deszcze, odporność na odpryskiwanie

2) Farba przyjazna dla środowiska

　　　* High Solid: Jest to farba o wysokiej zawartości części stałych, która odpowiada przepisom VOC (lotne związki organiczne) i jest typem, który zmniejsza ilość używanego rozpuszczalnika organicznego. Charakteryzuje się doskonałym wyczuciem gruntu i wykorzystaniem żywicy o niskiej masie cząsteczkowej.

* Typ Water Bome (farba na bazie wody): Jest to farba, która minimalizuje ilość użytego rozpuszczalnika organicznego i wykorzystuje wodę (czystą wodę) jako rozcieńczalnik do farb. Jako cecha charakterystyczna, w procesie malowania wymagane jest urządzenie do podgrzewania wstępnego (IR_Preheat), które może odparować wodę, więc wymagana jest przebudowa urządzenia, a natryskiwacz wymaga również metody elektrodowej do farb na bazie wody.

3) Farba funkcjonalna

* CCS (Complex Networking System, farba o złożonym usieciowaniu): Jest to rodzaj żywicy poliuretanowej (izocyjanianowej) lub silanowej, w której część żywicy melaminowej, która w systemie żywicy akrylowej/melaminowej jest wrażliwa na kwaśne deszcze, została zastąpiona, dzięki czemu uzyskano lepszą odporność na kwasy i zarysowania.

* NCS (New Crosslinking System, New Crosslinking Type Paint): Farba bez melaminy, utwardzana kwasem i żywicą epoksydową na żywicy akrylowej. Ma doskonałą odporność na kwasy, zarysowania i plamy.

- Urabialność powłoki wierzchniej: Aby ekonomicznie uzyskać dobrą powtarzalność docelowej warstwy wierzchniej, niezbędna jest dobra urabialność farby (atomizacja, płynność, otworki, gładkość itp.). W tym celu ważne jest dostosowanie zachowania lepkości w procesie formowania wielu warstw od malowania do wypiekania i utwardzania. Warunki środowiska lakierniczego, takie jak temperatura, wilgotność i prędkość wiatru w kabinie lakierniczej, są również ważnymi czynnikami.

1) Lepkość żywicy: masa cząsteczkowa, kompatybilność (parametr rozpuszczalności: wartość SP)

2) Pigment: absorpcja oleju, stężenie pigmentu (PWC), rozproszony rozmiar cząstek

3) Dodatki: środek zwiększający lepkość, środek wyrównujący, środek przeciwpieniący, inhibitor rozdzielania kolorów itp.

4) Szybkość utwardzania: stężenie grup funkcyjnych w żywicy bazowej, reaktywność środka sieciującego

Ponadto grubość powłoki ma duży wpływ na końcowy wygląd warstwy wierzchniej. Ostatnio strukturalny środek lepki, taki jak mikrożel, umożliwia osiągnięcie zarówno płynności, jak i właściwości wyrównujących, a końcowy wygląd jest poprawiany przez powłokę o grubej warstwie.

​

- Odporność powłoki wierzchniej na warunki atmosferyczne: Pomimo, że samochody są narażone na działanie różnych środowisk, powłoka wierzchnia jest narażona na działanie światła, wody, tlenu, ciepła itp. W rezultacie występuje szereg niekorzystnych zjawisk, które pogarszają estetykę.

1) Zjawiska optyczne

* Degradacja połysku: Gładkość powierzchni powłoki ulega uszkodzeniu, a rozproszone odbicie światła od powierzchni wzrasta. Skład żywicy jest ważny, ale jest też wpływ pigmentu.

* Odbarwienie: Odcień koloru pierwotnej powłoki zmienia się w zależności od starzenia się pigmentu lub żywicy w powłoce. W przypadku zastosowań motoryzacyjnych należy wybrać pigment najbardziej odporny na warunki atmosferyczne.

2) zjawiska mechaniczne

* Pęknięcia: Pęknięcia występują w warstwie powierzchniowej powłoki lub całej powłoki z powodu zmian właściwości fizycznych powłoki z powodu fotooksydacji lub hydrolizy (zmniejszone wydłużenie, przyczepność itp.) i naprężeń wewnętrznych. W szczególności ma to tendencję do występowania w metalicznej przezroczystej powłoce, a oprócz dostosowania właściwości fizycznych powłoki składu żywicy akrylowej i dostosowania właściwości fizycznych powłoki, skuteczne jest zastosowanie absorbera ultrafioletowego i przeciwutleniacza.

* Łuszczenie: Powłoka częściowo odpada na skutek zmniejszenia przyczepności powłoki lub pogorszenia właściwości reologicznych oraz pod wpływem działania sił zewnętrznych, takich jak rozpryskiwanie lub wibracje kamieni.

3) zjawisko chemiczne

* Zanieczyszczenie plamami: Jeśli sadza, ciała owadów lub kwaśny deszcz przylgną do powierzchni powłoki, część zostanie poplamiona i odbarwiona w plamy. Konieczne jest zastosowanie odpornego na zarysowania, alkalia pigmentu i żywicy. Jednym z powodów, dla których bezbarwna powłoka jest nakładana na kolor metaliczny, jest ochrona proszku aluminiowego.

- Przyszłe wyzwania dla powłoki wierzchniej: Estetyka i design stają się coraz ważniejsze w ulepszaniu właściwości komercyjnych samochodów. Jednocześnie odpowiadając na dywersyfikację wymagań i zmiany w materiałach, takich jak tworzywa sztuczne, konieczne jest reagowanie na wymagania społeczne, takie jak pogorszenie środowiska narażenia samochodów i zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza. W tych okolicznościach rozważane są różne powłoki wierzchnie dla następnego samochodu.

Przyjrzyjmy się bliżej typowym procesom lakierowania samochodów i zobaczmy, gdzie transfer ciepła i masy jest ważnym zastosowaniem. Ogólny proces lakierowania samochodów wygląda następująco.

① Wstępne leczenie

② Elektroliza (podkład)

③ Malowanie uszczelniaczem

④ Podkład

⑤ malowanie woskiem

⑥ Podkład antyodpryskowy

⑦ Podkład

⑧ Warstwa wierzchnia

⑨ Usuwanie wad i polerowanie

Proces produkcji samochodów trwa około 20 godzin, z czego 10 godzin, czyli połowa, to proces wymieniony powyżej, trwający około 10 godzin. Wśród nich najważniejsze i najbardziej znaczące procesy to obróbka wstępna, powlekanie elektrolityczne (powłoka podkładowa), powłoka podkładowa i powłoka wierzchnia. Skupmy się na tych procesach.