Tehnologia UV este considerată de mulți a fi tehnologia „inovatoare” pentru întărirea acoperirilor industriale. Deși poate fi nou pentru mulți în industria vopselelor industriale și auto, există de mai bine de trei decenii în alte industrii...
Tehnologia UV este considerată de mulți a fi tehnologia „inovatoare” pentru întărirea acoperirilor industriale. Deși poate fi nou pentru mulți în industria vopselelor industriale și auto, există de mai bine de trei decenii în alte industrii. Oamenii merg zilnic pe produse de pardoseală din vinil acoperite cu UV și mulți dintre noi le avem în case. Tehnologia de întărire UV joacă, de asemenea, un rol major în industria electronică de larg consum. De exemplu, în cazul telefoanelor mobile, tehnologia UV este utilizată la acoperirea carcaselor din plastic, acoperirile pentru protejarea electronicii interne, componentele lipite cu adeziv UV și chiar în producerea ecranelor color găsite pe unele telefoane. În mod similar, industria fibrelor optice și a DVD/CD-urilor utilizează exclusiv acoperiri UV și adezivi și nu ar exista așa cum le cunoaștem astăzi dacă tehnologia UV nu ar fi permis dezvoltarea lor.
Deci, ce este întărirea UV? Cel mai simplu, este un proces de reticulare (cură) a acoperirilor printr-un proces chimic inițiat și susținut de energia UV. În mai puțin de un minut, acoperirea este transformată dintr-un lichid într-un solid. Există diferențe fundamentale în unele dintre materiile prime și funcționalitatea rășinilor din acoperire, dar acestea sunt transparente pentru utilizatorul de acoperire.
Echipamentele convenționale de aplicare, cum ar fi pistoalele de pulverizare atomizate cu aer, HVLP, clopotele rotative, acoperirea cu flux, acoperirea cu rulou și alte echipamente aplică acoperiri UV. Cu toate acestea, în loc să intre într-un cuptor termic după aplicarea stratului de acoperire și fulgerarea cu solvent, acoperirea este întărită cu energia UV generată de sistemele de lămpi UV organizate într-un mod care luminează acoperirea cu cantitatea minimă de energie necesară pentru a obține întărire.
Companiile și industriile care exploatează atributele tehnologiei UV au oferit o valoare extraordinară, oferind eficiențe superioare de producție și un produs final superior, îmbunătățind în același timp profiturile.
Exploatarea atributelor UV
Care sunt atributele cheie care pot fi exploatate? În primul rând, după cum am menționat anterior, întărirea este foarte rapidă și se poate face la temperatura camerei. Acest lucru permite întărirea eficientă a substraturilor sensibile la căldură, iar toate acoperirile pot fi întărite foarte rapid. Întărirea UV este cheia productivității dacă constrângerea (gâtul de sticlă) din procesul dumneavoastră este un timp lung de întărire. De asemenea, viteza permite un proces cu o amprentă mult mai mică. Pentru comparație, o acoperire convențională care necesită o coacere de 30 de minute la o viteză de linie de 15 fpm necesită 450 ft de transportor în cuptor, în timp ce o acoperire întărită UV poate necesita doar 25 ft (sau mai puțin) de transportor.
Reacția de reticulare UV poate avea ca rezultat o acoperire cu durabilitate fizică mult superioară. Deși acoperirile pot fi formulate pentru a fi dure pentru aplicații precum pardoseala, ele pot fi, de asemenea, făcute pentru a fi foarte flexibile. Ambele tipuri de acoperiri, dure și flexibile, sunt utilizate în aplicații auto.
Aceste atribute sunt motoarele pentru dezvoltarea și pătrunderea continuă a tehnologiei UV pentru acoperirile auto. Desigur, există provocări asociate cu întărirea UV a acoperirilor industriale. Preocuparea principală a proprietarului procesului este capacitatea de a expune toate zonele pieselor complexe la energia UV. Suprafața completă a acoperirii trebuie să fie expusă energiei UV minime necesare pentru a întări acoperirea. Acest lucru necesită o analiză atentă a piesei, rafturile pieselor și aranjarea lămpilor pentru a elimina zonele de umbră. Cu toate acestea, au existat îmbunătățiri semnificative la lămpi, materii prime și produse formulate care depășesc majoritatea acestor constrângeri.
Iluminat frontal auto
Aplicația specifică pentru automobile în care UV a devenit tehnologia standard este în industria de iluminare frontală auto, unde acoperirile UV au fost folosite de mai bine de 15 ani și acum dețin 80% din piață. Farurile sunt compuse din două componente principale care trebuie acoperite - lentila din policarbonat și carcasa reflectorului. Lentila necesită un strat foarte dur, rezistent la zgârieturi, pentru a proteja policarbonatul de elemente și abuz fizic. Carcasa reflectorului are un strat de bază UV (grund) care etanșează substratul și oferă o suprafață ultra-netedă pentru metalizare. Piața lacurilor de bază reflectorizante este acum întărită 100% UV. Motivele principale pentru adoptare au fost productivitatea îmbunătățită, amprenta redusă a procesului și proprietățile superioare de performanță a acoperirii.
Deși acoperirile utilizate sunt întărite UV, ele conțin solvent. Cu toate acestea, cea mai mare parte din supraspray este recuperată și reciclată înapoi în proces, obținând o eficiență de transfer de aproape 100%. Accentul pentru dezvoltarea viitoare este de a crește solidele la 100% și de a elimina necesitatea unui oxidant.
Piese exterioare din plastic
Una dintre aplicațiile mai puțin cunoscute este utilizarea unui strat transparent întăribil UV peste mulaje laterale ale corpului turnate în culoare. Inițial, această acoperire a fost dezvoltată pentru a reduce îngălbenirea la expunerea exterioară a mulurilor laterale ale corpului de vinil. Acoperirea trebuia să fie foarte rezistentă și flexibilă pentru a menține aderența fără a se crăpa de la obiectele care lovesc modelul. Motoarele pentru utilizarea straturilor UV în această aplicație sunt viteza de întărire (amprentă mică a procesului) și proprietățile de performanță superioare.
Panouri de caroserie SMC
Compusul de turnare în tablă (SMC) este un material compozit care a fost folosit ca alternativă la oțel de mai bine de 30 de ani. SMC constă dintr-o rășină poliesterică umplută cu fibră de sticlă care a fost turnată în foi. Aceste foi sunt apoi plasate într-o matriță de compresie și formate în panouri de caroserie. SMC poate fi ales deoarece reduce costurile cu sculele pentru serii mici de producție, reduce greutatea, oferă rezistență la uzură și coroziune și oferă o mai mare libertate stiliștilor. Cu toate acestea, una dintre provocările în utilizarea SMC este finisarea piesei în uzina de asamblare. SMC este un substrat poros. Când panoul caroseriei, aflat acum pe un vehicul, trece prin cuptorul de vopsea cu vopsea transparentă, poate apărea un defect de vopsea cunoscut sub numele de „pop de porozitate”. Acest lucru va necesita cel puțin o reparație la fața locului sau, dacă există suficiente „pops”, o vopsire completă a carcasei.
În urmă cu trei ani, în efortul de a elimina acest defect, BASF Coatings a comercializat un etanșant hibrid UV/termic. Motivul utilizării unei întăriri hibride este că supraspray-ul va fi întărit pe suprafețe necritice. Pasul cheie pentru eliminarea „popsurilor de porozitate” este expunerea la energia UV, crescând semnificativ densitatea de reticulare a stratului de acoperire expus pe suprafețele critice. Dacă materialul de etanșare nu primește energia UV minimă, acoperirea îndeplinește totuși toate celelalte cerințe de performanță.
Utilizarea tehnologiei de întărire dublă în acest caz oferă noi proprietăți de acoperire prin utilizarea întăririi UV, oferind în același timp un factor de siguranță pentru acoperire într-o aplicație de mare valoare. Această aplicație nu numai că demonstrează modul în care tehnologia UV poate oferi proprietăți unice de acoperire, ci arată, de asemenea, că un sistem de acoperire cu întărire UV este viabil pentru piesele auto de mare valoare, volum mare, mari și complexe. Această acoperire a fost folosită pe aproximativ un milion de panouri de caroserie.
Lac transparent OEM
Se poate spune că segmentul de piață al tehnologiei UV cu cea mai mare vizibilitate este acoperirile de clasă A pentru panourile exterioare ale caroseriei auto. Ford Motor Company a expus tehnologia UV pe un vehicul prototip, mașina Concept U, la Salonul Auto Internațional din America de Nord în 2003. Tehnologia de acoperire demonstrată a fost un strat transparent întărit cu UV, formulat și furnizat de Akzo Nobel Coatings. Această acoperire a fost aplicată și întărită peste panouri individuale ale corpului realizate din diferite materiale.
La Surcar, cea mai importantă conferință globală a vopselelor pentru automobile, care se desfășoară o dată la doi ani în Franța, atât DuPont Performance Coatings, cât și BASF au susținut prezentări în 2001 și 2003 despre tehnologia de întărire UV pentru vopsele transparente pentru automobile. Motorul acestei dezvoltări este de a îmbunătăți o problemă principală de satisfacție a clienților pentru vopsea - rezistența la zgârieturi și uzură. Ambele companii au dezvoltat acoperiri cu întărire hibridă (UV și termice). Scopul urmăririi căii tehnologiei hibride este de a minimiza complexitatea sistemului de întărire UV, în timp ce se atinge proprietățile de performanță țintă.
Atât DuPont, cât și BASF au instalat linii pilot la unitățile lor. Linia DuPont din Wuppertal are capacitatea de a vindeca corpuri întregi. Nu numai că companiile de vopsire trebuie să demonstreze performanțe bune de acoperire, ci și să demonstreze o soluție pentru linia de vopsea. Unul dintre celelalte beneficii ale întăririi UV/termice citate de DuPont este că lungimea porțiunii de strat transparent a liniei de finisare poate fi redusă cu 50% pur și simplu prin reducerea lungimii cuptorului termic.
Din punctul de vedere al ingineriei, Dürr System GmbH a prezentat o prezentare despre un concept de instalație de asamblare pentru întărire UV. Una dintre variabilele cheie ale acestor concepte a fost locația procesului de întărire UV în linia de finisare. Soluțiile concepute au inclus localizarea lămpilor UV înainte, în interiorul sau după cuptorul termic. Dürr consideră că există soluții de inginerie pentru majoritatea opțiunilor de proces care implică formulări actuale în curs de dezvoltare. Fusion UV Systems a prezentat, de asemenea, un nou instrument - o simulare computerizată a procesului de întărire UV pentru caroserii auto. Această dezvoltare a fost întreprinsă pentru a sprijini și accelera adoptarea tehnologiei de întărire UV în fabricile de asamblare.
Alte aplicații
Lucrările de dezvoltare continuă pentru acoperirile din plastic utilizate pe interioarele auto, acoperirile pentru jantele din aliaj și capacele roților, vopsele transparente peste piesele mari turnate în culoare și pentru părțile sub capotă. Procesul UV continuă să fie validat ca o platformă stabilă de întărire. Tot ceea ce se schimbă cu adevărat este că acoperirile UV trec la piese mai complexe, de valoare mai mare. Stabilitatea și viabilitatea pe termen lung a procesului au fost demonstrate cu aplicația de iluminare frontală. A început acum peste 20 de ani și acum este standardul industriei.
Deși tehnologia UV are ceea ce unii consideră un factor „mișto”, ceea ce industria vrea să facă cu această tehnologie este să ofere cele mai bune soluții la problemele finisatorilor. Nimeni nu folosește o tehnologie de dragul tehnologiei. Trebuie să ofere valoare. Valoarea poate veni sub formă de productivitate îmbunătățită legată de viteza de vindecare. Sau poate proveni din proprietăți îmbunătățite sau noi pe care nu le-ați putut realiza cu tehnologiile actuale. Poate proveni de la o calitate mai bună pentru prima dată, deoarece stratul este deschis la murdărie pentru mai puțin timp. Poate oferi un mijloc de reducere sau eliminare VOC la unitatea dumneavoastră. Tehnologia poate oferi valoare. Industria UV și echipamentele de finisare trebuie să continue să lucreze împreună pentru a crea soluții care să îmbunătățească rezultatul final al finisorului.
Ora postării: 14-mar-2023
