Az UV technológiát sokan az ipari bevonatok keményedésének „feltörekvő” technológiájának tartják. Bár sokak számára újdonság lehet az ipari és autóipari bevonatiparban, több mint három évtizede létezik más iparágakban…
Az UV technológiát sokan az ipari bevonatok keményedésének „feltörekvő” technológiájának tartják. Bár sokak számára újdonság lehet az ipari és autóipari bevonatiparban, több mint három évtizede létezik más iparágakban. Az emberek nap mint nap járnak UV-bevonatú vinil padlóburkolatokon, és sokunknak van ilyen az otthonunkban. Az UV térhálósítási technológia a fogyasztói elektronikai iparban is nagy szerepet játszik. Például a mobiltelefonok esetében az UV technológiát a műanyag házak bevonatánál, a belső elektronikát védő bevonatoknál, az UV-ragasztós alkatrészeknél, sőt egyes telefonokon található színes képernyők gyártásánál is alkalmazzák. Hasonlóképpen, az optikai szálas és a DVD/CD ipar kizárólag UV bevonatokat és ragasztókat használ, és nem létezne olyan formában, ahogyan ma ismerjük, ha az UV technológia nem tette volna lehetővé fejlesztésüket.
Tehát mi az UV-kezelés? A legegyszerűbben ez egy eljárás a bevonatok térhálósítására (keményedésére) UV-energia által elindított és fenntartott kémiai folyamattal. Kevesebb, mint egy perc alatt a bevonat folyékonyból szilárd anyaggá alakul. Alapvető különbségek vannak egyes nyersanyagokban és a bevonatban lévő gyanták funkcionalitásában, de ezek átláthatóak a bevonat felhasználója számára.
Hagyományos felhordó berendezések, mint például levegőporlasztásos szórópisztolyok, HVLP, forgóharangok, áramlási bevonat, tekercsbevonat és egyéb berendezések UV bevonatokat alkalmaznak. Azonban ahelyett, hogy a bevonat felvitele és az oldószeres flash után hőkemencébe kerülnének, a bevonatot UV-lámpás rendszerek által generált UV-energiával térhálósítják, oly módon, hogy a bevonatot a kikeményedés eléréséhez szükséges minimális energiamennyiséggel megvilágítsák.
Az UV-technológia tulajdonságait kiaknázó vállalatok és iparágak rendkívüli értéket képviseltek azáltal, hogy kiemelkedő termelési hatékonyságot és kiváló végterméket biztosítanak, miközben javítják a profitot.
Az UV tulajdonságainak kihasználása
Melyek azok a legfontosabb tulajdonságok, amelyeket ki lehet használni? Először is, mint korábban említettük, a kikeményedés nagyon gyors, és szobahőmérsékleten is elvégezhető. Ez lehetővé teszi a hőérzékeny aljzatok hatékony kikeményítését, és minden bevonat nagyon gyorsan kikeményíthető. Az UV-kezelés kulcsfontosságú a termelékenységhez, ha a folyamatban a korlát (szűk nyak) hosszú kötési idő. Ezenkívül a sebesség sokkal kisebb helyigényű folyamatot tesz lehetővé. Összehasonlításképpen: egy hagyományos bevonat, amely 30 perces sütést igényel 15 fpm sebesség mellett, 450 láb szállítószalagot igényel a sütőben, míg az UV-keményített bevonat csak 25 láb (vagy kevesebb) szállítószalagot igényel.
Az UV térhálósítási reakció rendkívül jó fizikai tartósságú bevonatot eredményezhet. Bár a bevonatokat keményre lehet kialakítani olyan alkalmazásokhoz, mint például a padlóburkolatok, de nagyon rugalmassá is tehetők. Mindkét típusú bevonatot, kemény és rugalmas, használják az autóipari alkalmazásokban.
Ezek a tulajdonságok az autóipari bevonatok UV-technológiájának folyamatos fejlesztésének és elterjedésének mozgatórugói. Természetesen az ipari bevonatok UV-sugárzással történő keményedésével kapcsolatban vannak kihívások. A folyamat tulajdonosának elsődleges szempontja az, hogy az összetett alkatrészek minden területét UV-sugárzásnak tegye ki. A bevonat teljes felületét a bevonat kikeményítéséhez szükséges minimális UV energiának kell kitenni. Ez megköveteli az alkatrész alapos elemzését, az alkatrészek raktározását és a lámpák elrendezését az árnyékos területek kiküszöbölése érdekében. A lámpák, a nyersanyagok és az összeállított termékek terén azonban jelentős fejlesztések történtek, amelyek felülmúlják ezeket a korlátokat.
Autóipari elülső világítás
A speciális autóipari alkalmazás, ahol az UV szabványos technológiává vált, az autóipari előremenő világítási iparban található, ahol az UV-bevonatokat több mint 15 éve használják, és mára a piac 80%-át uralják. A fényszórók két elsődleges alkatrészből állnak, amelyeket bevonni kell – a polikarbonát lencséből és a reflektorházból. A lencse nagyon kemény, karcálló bevonatot igényel, hogy megvédje a polikarbonátot az elemektől és a fizikai bántalmazástól. A reflektorház UV-alapbevonattal (alapozóval) rendelkezik, amely tömíti az aljzatot, és ultrasima felületet biztosít a fémezéshez. A reflektor alaplakk piaca mára lényegében 100%-ban UV-keményedett. Az elfogadás elsődleges oka a jobb termelékenység, a kis folyamatigény és a kiváló bevonat-teljesítmény.
Bár a felhasznált bevonatok UV-keményítettek, oldószert tartalmaznak. A túlpermetezés nagy részét azonban visszanyerik és visszaforgatják a folyamatba, így közel 100%-os átviteli hatékonyságot érnek el. A jövőbeni fejlesztés célja a szilárdanyag-tartalom 100%-ra való növelése és az oxidálószer szükségességének megszüntetése.
Külső műanyag alkatrészek
Az egyik kevésbé ismert alkalmazás az UV-sugárzással kikeményedő átlátszó bevonat alkalmazása a színre öntött testoldali díszléceken. Kezdetben ezt a bevonatot azért fejlesztették ki, hogy csökkentsék a sárgulást a vinil testoldali díszlécek külső felületén. A bevonatnak nagyon szívósnak és rugalmasnak kellett lennie ahhoz, hogy fenntartsa a tapadást anélkül, hogy az öntvénybe ütköző tárgyaktól repedne. Ebben az alkalmazásban az UV-bevonatok használatának mozgatórugói a kikeményedés sebessége (kis gyártási terület) és a kiváló teljesítmény.
SMC karosszéria panelek
A lemezformázó keverék (SMC) egy kompozit anyag, amelyet több mint 30 éve használnak az acél alternatívájaként. Az SMC egy üvegszállal töltött poliészter gyantából áll, amelyet lapokká öntöttek. Ezeket a lapokat ezután egy présformába helyezik, és testpanelekké formálják. Az SMC azért választható, mert csökkenti a kis gyártási sorozatok szerszámköltségét, csökkenti a súlyt, ellenáll a horpadásoknak és a korróziónak, és nagyobb mozgásteret biztosít a stylistoknak. Az SMC használatának egyik kihívása azonban az alkatrész befejezése az összeszerelő üzemben. Az SMC porózus hordozó. Amikor a karosszéria panel – jelenleg egy járműben – átmegy a lakatos festékkemencén, a „porozitás-pattanásnak” nevezett festékhiba léphet fel. Ehhez legalább egy helyszíni javításra lesz szükség, vagy ha van elég „pattanás”, a karosszéria teljes átfestésére.
Három évvel ezelőtt a hiba kiküszöbölése érdekében a BASF Coatings kereskedelmi forgalomba hozott egy UV/termikus hibrid tömítőanyagot. A hibrid térhálósítás alkalmazásának az az oka, hogy a túlpermetezés a nem kritikus felületeken megköt. A „porozitáspattanások” kiküszöbölésének legfontosabb lépése az UV-energia expozíciója, amely jelentősen növeli a kitett bevonat keresztkötési sűrűségét a kritikus felületeken. Ha a tömítőanyag nem kapja meg a minimális UV-energiát, a bevonat akkor is megfelel minden egyéb teljesítménykövetelménynek.
A kettős térhálósodási technológia alkalmazása ebben az esetben új bevonattulajdonságokat biztosít az UV-keményedés alkalmazásával, miközben biztonsági tényezőt biztosít a bevonat számára egy nagy értékű alkalmazásnál. Ez az alkalmazás nemcsak azt mutatja be, hogy az UV-technológia miként tud egyedülálló bevonati tulajdonságokat biztosítani, hanem azt is megmutatja, hogy az UV-re keményedő bevonatrendszer életképes nagy értékű, nagy volumenű, nagy és összetett járműalkatrészeken. Ezt a bevonatot körülbelül egymillió karosszériapanelen használták.
OEM átlátszó bevonat
Vitathatatlan, hogy az UV-technológiás piaci szegmens a legjobban látható az autóipari karosszéria A osztályú bevonatai. A Ford Motor Company 2003-ban az észak-amerikai Nemzetközi Autószalonon bemutatta az UV technológiát egy prototípus járművön, a Concept U autón. A bemutatott bevonattechnológia egy UV-re keményedő átlátszó lakk volt, amelyet az Akzo Nobel Coatings készített és szállított. Ezt a bevonatot különböző anyagokból készült egyedi karosszériapanelekre vitték fel és kötötték ki.
A Surcaron, a világelső autóipari bevonatok konferencián, amelyet minden második évben Franciaországban tartanak, a DuPont Performance Coatings és a BASF egyaránt 2001-ben és 2003-ban előadásokat tartott az autóipari lakkok UV-keményedési technológiájáról. Ennek a fejlesztésnek az a mozgatórugója, hogy javítsák a festékkel kapcsolatos elsődleges ügyfél-elégedettségi problémát – a karcolásokkal és szennyeződésekkel szembeni ellenállást. Mindkét cég kifejlesztett hibrid kötőanyagú (UV és termikus) bevonatokat. A hibrid technológiai út követésének célja, hogy minimalizálja az UV-keményítő rendszer bonyolultságát, miközben eléri a megcélzott teljesítménytulajdonságokat.
Mind a DuPont, mind a BASF kísérleti vonalakat telepített létesítményeiben. A wuppertali DuPont termékcsalád képes a teljes test gyógyítására. A bevonatoló cégeknek nemcsak jó bevonatteljesítményt kell felmutatniuk, hanem festéksoros megoldást is be kell mutatniuk. A DuPont által említett UV/termikus térhálósítás egyik másik előnye, hogy a befejező vonal lakkrétegének hossza 50%-kal csökkenthető egyszerűen a hőkemencék hosszának csökkentésével.
Mérnöki oldalról a Dürr System GmbH tartott előadást az UV-keményedés összeszerelő üzemi koncepciójáról. Ezekben a koncepciókban az egyik kulcsfontosságú változó az UV-kezelési folyamatnak a befejező vonalon való elhelyezkedése volt. A tervezett megoldások közé tartozott az UV-lámpák elhelyezése a termikus sütő előtt, belsejében vagy után. A Dürr úgy érzi, hogy a folyamatban lévő, jelenleg fejlesztés alatt álló készítményeket is magában foglaló folyamatlehetőségek többségére léteznek mérnöki megoldások. A Fusion UV Systems egy új eszközt is bemutatott – egy számítógépes szimulációt az UV-kezelési folyamatról autókarosszériákban. Ezt a fejlesztést azért végezték, hogy támogassák és felgyorsítsák az UV-sugárzással keményedő technológia alkalmazását az összeszerelő üzemekben.
Egyéb alkalmazások
Folytatódnak a fejlesztési munkák az autóipari belső tereken használt műanyag bevonatok, a könnyűfém keréktárcsák és kerékburkolatok bevonatai, a nagyméretű, színre öntött alkatrészekre és a motorháztető alatti részek bevonására. Az UV-eljárás továbbra is stabil kikeményedési platformként érvényes. Valójában csak az változik, hogy az UV-bevonatok bonyolultabb, nagyobb értékű alkatrészek felé haladnak. A folyamat stabilitását és hosszú távú életképességét az elülső világítással igazolták. Több mint 20 évvel ezelőtt kezdődött, és mára az ipari szabvány.
Noha az UV technológiának van néhány „menő” tényezője, az ipar ezzel a technológiával a legjobb megoldást kívánja nyújtani a finiserek problémáira. Senki sem használ egy technológiát a technológia kedvéért. Értéket kell adnia. Az érték a gyógyulási sebességhez kapcsolódó megnövekedett termelékenység formájában jelentkezhet. Vagy olyan továbbfejlesztett vagy új tulajdonságokból származhat, amelyeket a jelenlegi technológiákkal nem tudott elérni. Előfordulhat, hogy az első alkalommal jobb minőségű, mert a bevonat rövidebb ideig szennyeződik. Eszközt jelenthet a VOC csökkentésére vagy megszüntetésére az Ön létesítményében. A technológia értéket tud nyújtani. Az UV-iparnak és a finisereknek továbbra is együtt kell dolgozniuk, hogy olyan megoldásokat dolgozzanak ki, amelyek javítják a finiser eredményét.
Feladás időpontja: 2023. március 14
