Fényezési trendek az autóiparban

Egyensúlyban az optikai jellemzők és a tartósság

2013. július 29., hétfő, 17:03

Címkék: autóipar felületkezelés festékek környezetvédelem paintexpo UV

A fényezés több mint védőréteg: meghatározza a jármű külső megjelenését, és ezáltal a vásárló első benyomását is. Ugyanakkor a fényezés az egyik leginkább energiaigényes folyamat a gépjárműgyártásban. Ennek eredményeképpen a fényezési technológiák iparága olyan megoldásokon dolgozik, amelyek elősegítik az erőforrások hatékony felhasználását, és ezzel párhuzamosan optimalizálják a minőséget.

 
Legyen szó az autókarosszéria akár a belső, akár a külső elemeiről – a festékbevonat minőségi jellemzőinek optimalizálása az egyik kihívás, amellyel az autóiparnak és beszállítóinak szembe kell nézniük. Egyrészt ide tartozik a járműalkatrészek korrózióval, illetve egyéb fizikai, kémiai és mechanikus hatásokkal szembeni védelmének fejlesztése, másrészt hangsúlyt kell fektetni az optikai és haptikai jellemzőkre is, amelyek a járművek individualizációját szolgálják. A világpiaci verseny és a környezetvédelmi szempontból stabil termelés iránti igény miatt a költségeken egyre növekvő nyomás szükségessé teszi a hatékonyabb és erőforrás-takarékosabb fényezési eljárások alkalmazását. A fényezési eljárást befolyásoló másik szempont a karosszériaelemek gyártásához növekvő számban használt fémötvözet, ami az egyre könnyebb járművek gyártási stratégiáinak eredménye.
 
Az innovatív, önjavító jellemzőket eredményező RIM curtain coating rendszer új távlatokat nyit meg
a magas minőségű, fából, műanyagból, illetve fémből készült belső alkatrészek festésében

Ökologikusabb előkezelés

Bizonyos előítéletek még mindig élnek – különösen a karosszéria tekintetében – azonban a karosszériák és a előkezelésére a legtöbb esetben „hidegfürdőket” használnak. Az immerziós, illetve porlasztó folyamatokba beintegrálható nanokerámiás előkezelési eljárások egyre nagyobb népszerűségének okai egyértelműek: a hagyományos cinkfoszfátozással ellentétben a nehézfémmentes alternatíva szobahőmérsékleten is végezhető. Ennek köszönhetően az energiafelhasználásban megtakarítás, a szennyezőanyag-kibocsátásban csökkenés érhető el. A szennyvízkezelés és elvezetés, valamint a rendszertisztítás és karbantartás minimális költségigénye az eljárás másik fontos előnye. Ennek az előkezelési technológiának van még egy titkos fegyvere a könnyű járművek gyártásának vonatkozásában, mégpedig az, hogy többféle fémmel is kompatibilis. Ökológiai szempontból előnyös alternatívák a kataforetikus mártófestésre épülő alapozáshoz is rendelkezésre állnak. Ezek 1%-nál kevesebb oldószert tartalmaznak és ónmentesek, ami a jövőbeni Európai előírásoknak ugyanúgy megfelelővé teszi őket, mint az egyéb szabályozásoknak. A mártófestés jellegzetessége az ideális fedőképesség és korrózióvédelem. Az előkezelő és kataforetikus mártófestési folyamatokon az autókarosszériákat végigszállító rendszer különböző tengelyek mentén, szabadon programozható továbbító, emelő és forgató mozgása lehetővé teszi a karosszéria alakjának megfelelő merítési ív és idő beállítását. Ez az összehangolt mozgássorozat az egyenletes rétegfelhordást is elősegíti, kevesebb zárvánnyal  s a felületi illesztésekre kisebb erőhatás kifejtése mellett, így biztosítva az optimális minőséget. A nem talpas szállítópályák alkalmazása nem csak az előkezelésben egyre elterjedtebb, de még inkább a tényleges festési eljárásokban. Ez nem utolsó sorban az ehhez kapcsolódó energiamegtakarításnak köszönhető, ami annak az eredménye, hogy a nagyméretű talpak kemencében történő felmelegítésével járó hőveszteség megszűnik.
 

Korszerű fényezési eljárás

A töltőalapozós festési eljárásokhoz, illetve az úgynevezett integrált rendszerekhez a vizes alapú festékek ökológiai szempontból nagyobb energiaigényük, és ennek eredményeképpen magasabb CO2-kibocsátásuk ellenére is alkalmasabbak, mint oldószertartalmú változataik, mégpedig alacsonyabb VOC kibocsátásuk miatt. A hagyományos töltőalapozós, nedves eljárások (melynek során az alapozó, a festékréteg és a lakkréteg köztes szárítás nélkül kerül felhordásra) gazdasági és ökológiai előnyökkel is jár. Ide tartozik a rövidebb elkészítési idő, alacsonyabb energiaigény, rövidebb festősorok és kevesebb szennyezőanyagkibocsátás. Ezek ez előnyök még jelentősebbek integrált eljárás alkalmazása esetén. Ez az eljárás ugyanis nélkülözi a töltőalapozó rétegfelhordást és ráégetést. Ennek eredményeképpen akár 20%-os energiamegtakarítás és CO2-kibocsátás csökkentés is elérhető. Végül, de nem utolsó sorban a fényező rendszer teljes töltőalapozáshoz kapcsolódó szakasza kiiktatható, az ezzel összefüggésben felmerülő befektetésekkel együtt. Ez az oka annak, hogy az integrált rendszerek a műanyag alkatrészek festésében is egyre nagyobb népszerűségnek örvendenek. A festékveszteség minimális szintre csökkentése szintén hozzájárul a festési folyamat megkönnyítéséhez. Az elektrosztatikus festékszóró pisztolyok és nagy sebességű forgó porlasztók használatával 90%-nál is nagyobb mértékben növelhető a rétegfelhordás hatékonysága. Következésképpen ezeket a rendszereket minden eddiginél nagyobb számban alkalmazzák a belső elemek festéséhez. Ezt a folyamatot gyakran robotok segítségével automatizálják. Az anyagfelhasználás csökkentése mellett a robotok eredményesebben, kevesebb hulladék termelése mellett tudják kivitelezni a fényezést, ugyanakkor egyszerűbbé teszik a váltást a frissen beáramoltatott és a visszakeringtetett levegővel működő rendszerek között. Az így elérhető energiamegtakarítás mértéke 60%-70% közé esik. Jelenleg is folynak a kutatások az új alkalmazási technikák területén, amelyek gyakorlatilag a teljes mértékben túlszórásmentes festékfelhordási módszereket célozzák meg. A festékfelhordás lemodellezése ebben a vonatkozásban a festékveszteség minimálisra csökkentését is támogatja. Addig azonban, amíg lehetővé nem válik a túlszórásmentes festékfelhordás, a festékeltávolítás leghatékonyabb módját kell megtalálni. Erre jelen pillanatban az elektrosztatikus szeparáló rendszerek jelentenek megoldást. Ezek használatával a hagyományos, nedves gáztisztító eljárásokhoz képest a felhasznált energia ¾ része takarítható meg, míg a vízfogyasztás több mint 85%-kal csökkenthető.
 
A PC/ABS műanyagból készült háromdimenziós középső konzol fekete pigmentált UV lakkbevonattal
 

Energiatakarékos szárítás

Az iparágban másik kitűzött cél az energiatakarékos szárítási eljárás. Ide tartozik a levegő optimális irányba terelése a fülkékben és alagutakban, valamint a melegítő berendezések és hulladékhő-hasznosító rendszerek optimalizálása. Az energiaigény a másik megközelítés, aminek a középpontjában a térfogati légáram és a kifújt levegő tisztításának zónaspecifikus igények szerinti alkalmazása áll. Az elérhető energiamegtakarítás mértéke nagy hatékonyságú levegőelosztó fúvókák alkalmazásával is növelhető. Ezek teszik lehetővé a karosszéria vastag falú elemeinek gyorsabb felmelegítését, így rövidítve le a szárítási fázist. Amellett, hogy ez az eljárás kevesebb hő- és elektromos energia felhasználással jár, segítségével elkerülhető a vékony falú elemek túlmelegedése és deformációja.

Fejlődésben az UV technológia

Az UV fényező rendszerek lehetővé teszik a festékréteg másodpercek alatt elvégezhető megköttetését. Egyéb tulajdonságai mellett rendkívüli módon megszilárdítja a festékréteget, ami ezáltal sokkal ellenállóbbá válik a karcolásokkal, horzsolásokkal és vegyi hatásokkal szemben. A háromdimenziós alkatrészek festése és a festék megköttetése ezekkel a környezetbarát eljárásokkal azonban még mindig problémát jelent, ami miatt elsősorban kétdimenziós, egyszerű formára alakított darabokhoz használják. A gondot az okozza, hogy a festék teljes mértékben csak akkor köt meg, ha a munkadarab valamennyi festékkel bevont felületét megfelelő mértékű UV fény éri. Időközben azonban a kutatási projektek olyan megoldásokat eredményeztek, amelyek segítségével megbízható módon lehet UV festékkel bevonni háromdimenziós fém és műanyag alkatrészeket is. Ezeknél a megoldásoknál a levillantás és a megköttetés nemesgáz közegben történik. Ilyen célra használható nemesgáz például a CO2 vagy a nitrogén, amelyek az oxigénszintet minimálisra csökkentik, így lehetővé teszik, hogy a megfelelő sugárzási energia célba érjen. Ilyen módon a festék mindössze néhány másodperc alatt megköt az UV fény hatására, mindenféle hőigényes eljárás nélkül. Ezzel a módszerrel rendkívüli módon lerövidül a szárítási idő, ami igen nagy mértékben fokozza a termelékenységet. Ezáltal a tipikus, hosszan tartó és energiaigényes szárító és hűtő folyamatok feleslegessé válnak. Mindezek a tulajdonságok előnyt jelentenek a helyigény, befektetés és működési költségek tekintetében is, nem is beszélve az energiafelhasználásról és a CO2-kibocsátásról. Elméletileg már az autókarosszériák teljes egészének UV lakkozása is lehetséges, de ez még mindig jelentős költséggel jár.
 
Az E-shuttle szállítórendszer az autókarosszéria alakjához egyedileg beállítható mozgássorozat segítségével teszi lehetővé az előkezelés és a kataforetikus mártófestés minőségének optimalizálását. Ezenfelül a hagyományos himbás szállítóláncokhoz képest rövidebb a merítési idő és kevesebb a folyadékfelhasználás
 

Keresett az individualizmus

Mindig a vásárló igényei a mérvadóak – a fényezéssel sincs ez másképp. Ennek eredményeképpen a speciális festékek száma is nő. Jelenleg többek között a gyöngyházhatású festékek és festékfelhordó rendszerek élik divatjukat. A magasfényű színtelen lakkok között a karcolásokkal szemben nagyobb ellenálló képességű termékek állnak a lista élén. A festékipar számos újdonságot kínál ezen a területen, amelyek a „kemény” szervetlen anyagok és a „lágy” szerves anyagok előnyeit ötvözik, így biztosítva bizonyos önjavító hatást. A krómhatású műanyagok és kombinált felületek egy másik trendet képviselnek. A műanyag alkatrészeket vagy hagyományos galvanizálással, vagy PVD bevonat készítés útján krómozzák. A hagyományos pigmentált rendszerek és UV fényre kötő festékek is rendelkezésre állnak a fémréteg alapozás utáni védelmére, amelyek egyúttal egyedi megjelenést is biztosítanak. A magas minőségű, fából, műanyagból vagy fémből készült belső alkatrészek esetében az innovatív curtain coating rendszer kínál új perspektívákat a reaktív fröccsöntés (RIM) területén. Ez egy kétkomponensű moduláris rendszer, amely oldószermentes alifás poliuretánokat dolgoz fel magas nyomású rendszerben. A 0,1 és 2 mm közötti rétegvastagságú bevonat egy lépésben vihető fel. Ehhez a festendő munkadarabot egy nagyobb méretű öntőformába helyezik, a maradék helyet pedig kitöltik festékkel. Az alkatrész geometriájától és anyagától függően a bevonat elkészítése és a térhálókötés két-három percet vesz igénybe. Ezután a munkadarab eltávolítható az öntőformából, és durván 24 óra elteltével tovább feldolgozható, bár csiszolást nem igényel. A többrétegű festéssel ellentétben ez az eljárás nem csak időtakarékos, de sokkal hatékonyabb is a minimális anyagveszteségnek köszönhetően. Az így kialakított felület megfelel az autóipar által támasztott kívánalmaknak, míg jó hő- és UV-álló képessége is megkülönbözteti a többi technikától. Ezzel az eljárással a karcolásokat jobban viselő és önjavító felület képezhető. Ha a felület megkarcolódik, a rendszer önjavító funkciója már szobahőmérsékleten, vagy minimális hő hatására aktiválódik. A jelenlegi fejlesztések a beltéri alkatrészek után a külső alkalmazást vették célba piano fekete színben.

A belső és külső festékbevonatok minőségi jellemzőinek optimalizálása az egyik kihívás, amivel az autóiparnak és beszállítóinak szembe kell nézniük. Erre a célra az iparág különböző megoldásokat kínál

PaintExpo – nemzetközi ipari bevonattechnikai szakkiállítás

A PaintExpo kiállítás a festési technológiák minden egyes folyamatánál átfogó betekintést nyújt az aktuális fejlesztésekbe. A kínálat felöleli az ipari bevonatkészítési technológiák teljes skáláját: rendszerek és alkalmazástechnológiák, szárítás, automatizáló technológiák és szállítórendszerek, festékek, festékeltávolítás, tisztítás és előkezelés, környezetvédelmi technológia, levegőellátás, pneumatika, távozó levegő, illetve szennyvízkezelés és elvezetés, mérés- és teszttechnológia, minőségbiztosítás, tartozékok, javítófestés, szolgáltatások, képzés, kutatás és fejlesztés. Szinte minden ismert beszállító képviselteti magát a vezető nemzetközi ipari bevonattechnikai szakkiállításon. Az átfogó, reprezentatív kínálat alapján a látogatók részletesen informálódhatnak az aktuális trendekről, és helyben össze tudják hasonlítani a különböző rendszereket és eljárásokat. A PaintExpo-t a németországi Karlsruhe kiállítási központjában rendezik meg 2014. április 8. és 11. között. Az eseményt megelőzően a FairFair GmbH az Artkim Fuarcilik-kel, a festék- és vegyipari szakkiállítások törökországi szakértőjével együttműködésben rendezi meg a 2. PaintExpo Eurasia kiállítást Isztambulban 2013. szeptember 12. és 14. között.
 
Doris Schulz
www.paintexpo.com
 
A cikk megjelent a FELÜLET című magazin 2013. májusi számában
Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek