Многія лічаць УФ-тэхналогію «перспектыўнай» тэхналогіяй для зацвярдзення прамысловых пакрыццяў. Нягледзячы на тое, што для многіх у прамысловай і аўтамабільнай прамысловасці пакрыццяў яна можа быць навінкай, у іншых галінах прамысловасці яна існуе ўжо больш за тры дзесяцігоддзі…
Многія лічаць УФ-тэхналогію «перспектыўнай» тэхналогіяй для зацвярдзення прамысловых пакрыццяў. Нягледзячы на тое, што для многіх у прамысловай і аўтамабільнай прамысловасці пакрыццяў яна можа быць навінкай, у іншых галінах яна існуе ўжо больш за тры дзесяцігоддзі. Людзі штодня ходзяць па вінілавых падлогавых пакрыццях з УФ-пакрыццём, і многія з нас маюць іх у сваіх дамах. Тэхналогія УФ-зацвярдзення таксама адыгрывае важную ролю ў індустрыі бытавой электронікі. Напрыклад, у выпадку мабільных тэлефонаў УФ-тэхналогія выкарыстоўваецца для пакрыцця пластыкавых карпусоў, пакрыццяў для абароны ўнутранай электронікі, кампанентаў, злучаных УФ-клеем, і нават у вытворчасці каляровых экранаў некаторых тэлефонаў. Падобным чынам, аптычная валаконная прамысловасць і вытворчасць DVD/CD выкарыстоўваюць выключна УФ-пакрыцці і клеі і не існавалі б у тым выглядзе, у якім мы іх ведаем сёння, калі б УФ-тэхналогія не дазволіла іх развіццю.
Дык што ж такое УФ-зацвярдзенне? Найпрасцей кажучы, гэта працэс зшывання (зацвярдзення) пакрыццяў з дапамогай хімічнага працэсу, які ініцыюецца і падтрымліваецца УФ-энергіяй. Менш чым за хвіліну пакрыццё ператвараецца з вадкасці ў цвёрдае. Існуюць фундаментальныя адрозненні ў некаторых сыравінных матэрыялах і функцыянальнасці смол у пакрыцці, але яны відавочныя для карыстальніка пакрыцця.
УФ-пакрыцці наносяцца з дапамогай звычайнага абсталявання, такога як паветрана-распыляльныя пісталеты, HVLP, ратацыйныя звоны, паточныя і вальцавыя напыленні і іншае. Аднак замест таго, каб пасля нанясення пакрыцця і імгненнага выпраменьвання пакрыццё трапляла ў тэрмічную печ, яно зацвярдзее з дапамогай УФ-энергіі, якая генеруецца сістэмамі УФ-лямпаў, арганізаванымі такім чынам, каб асвятляць пакрыццё з мінімальнай колькасцю энергіі, неабходнай для дасягнення зацвярдзення.
Кампаніі і галіны прамысловасці, якія выкарыстоўваюць перавагі УФ-тэхналогіі, дасягнулі надзвычайнай каштоўнасці, забяспечваючы высокую эфектыўнасць вытворчасці і выдатны канчатковы прадукт, адначасова павялічваючы прыбытак.
Выкарыстанне атрыбутаў ультрафіялетавага выпраменьвання
Якія ключавыя атрыбуты можна выкарыстоўваць? Па-першае, як ужо згадвалася раней, зацвярдзенне адбываецца вельмі хутка і можа праводзіцца пры пакаёвай тэмпературы. Гэта дазваляе эфектыўна зацвярдзець адчувальныя да цяпла падкладкі, і ўсе пакрыцці могуць зацвярдзець вельмі хутка. УФ-зацвярдзенне з'яўляецца ключом да прадукцыйнасці, калі абмежаваннем (вузкім месцам) у вашым працэсе з'яўляецца працяглы час зацвярдзення. Акрамя таго, хуткасць дазваляе выконваць працэс са значна меншай плошчай. Для параўнання, звычайнае пакрыццё, якое патрабуе 30-хвіліннай выпякання пры хуткасці лініі 15 футаў у хвіліну, патрабуе 450 футаў канвеера ў печы, у той час як пакрыццё, зацвярдзелае УФ-выпраменьваннем, можа патрабаваць толькі 25 футаў (або менш) канвеера.
Рэакцыя зшывання пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання можа прывесці да стварэння пакрыцця са значна большай фізічнай трываласцю. Нягледзячы на тое, што пакрыцці могуць быць цвёрдымі для такіх ужыванняў, як падлогавае пакрыццё, яны таксама могуць быць вельмі гнуткімі. Абодва тыпы пакрыццяў, цвёрдыя і гнуткія, выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай прамысловасці.
Гэтыя атрыбуты з'яўляюцца рухаючай сілай для далейшага развіцця і пранікнення УФ-тэхналогіі для аўтамабільных пакрыццяў. Вядома, існуюць праблемы, звязаныя з УФ-зацвярдзеннем прамысловых пакрыццяў. Асноўнай праблемай для ўладальніка працэсу з'яўляецца магчымасць уздзеяння УФ-энергіі на ўсе ўчасткі складаных дэталяў. Уся паверхня пакрыцця павінна падвяргацца ўздзеянню мінімальнай УФ-энергіі, неабходнай для зацвярдзення пакрыцця. Гэта патрабуе ўважлівага аналізу дэталі, размяшчэння дэталяў і размяшчэння лямпаў для ліквідацыі ценявых зон. Аднак адбыліся значныя паляпшэнні ў лямпах, сыравіне і распрацаваных прадуктах, якія пераадольваюць большасць гэтых абмежаванняў.
Аўтамабільнае пярэдняе асвятленне
Канкрэтным аўтамабільным прымяненнем, дзе УФ-пакрыцці сталі стандартнай тэхналогіяй, з'яўляецца вытворчасць пярэдняга асвятлення для аўтамабіляў, дзе УФ-пакрыцці выкарыстоўваюцца ўжо больш за 15 гадоў і цяпер займаюць 80% рынку. Фары складаюцца з двух асноўных кампанентаў, якія патрабуюць пакрыцця — полікарбанатнай лінзы і корпуса адбівальніка. Лінза патрабуе вельмі цвёрдага, устойлівага да драпін пакрыцця, каб абараніць полікарбанат ад непагадзі і фізічных уздзеянняў. Корпус адбівальніка мае УФ-базавае пакрыццё (грунтоўку), якое герметызуе падкладку і забяспечвае ультрагладкую паверхню для металізацыі. Рынак базавых пакрыццяў для адбівальнікаў цяпер практычна на 100% зацвярдзеў пад уздзеяннем УФ-выпраменьвання. Асноўнымі прычынамі ўкаранення гэтага пакрыцця былі павышэнне прадукцыйнасці, невялікія тэхналагічныя плошчы і выдатныя ўласцівасці пакрыцця.
Нягледзячы на тое, што выкарыстоўваныя пакрыцці зацвярдзелі пад уздзеяннем УФ-выпраменьвання, яны ўтрымліваюць растваральнік. Аднак большая частка лішку распылення аднаўляецца і вяртаецца ў працэс, што дазваляе дасягнуць эфектыўнасці пераносу, блізкай да 100%. У будучыні мэтай распрацоўкі з'яўляецца павелічэнне ўтрымання цвёрдых рэчываў да 100% і ліквідацыя неабходнасці ў акісляльніку.
Знешнія пластыкавыя дэталі
Адным з менш вядомых спосабаў прымянення з'яўляецца выкарыстанне празрыстага пакрыцця, якое зацвярдзее пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання, на бакавыя молдынгі кузава, адлітыя ў колер ліцця. Першапачаткова гэта пакрыццё было распрацавана для памяншэння пажаўцення вінілавых бакавых молдынгаў кузава пры вонкавым уздзеянні. Пакрыццё павінна было быць вельмі трывалым і гнуткім, каб падтрымліваць адгезію без расколін ад удараў прадметаў аб молдынгу. Перавагамі выкарыстання ультрафіялетавых пакрыццяў у гэтым выпадку з'яўляюцца хуткасць зацвярдзення (невялікая плошча працэсу) і выдатныя эксплуатацыйныя ўласцівасці.
Панэлі кузава SMC
Ліставая кампазітная маса (SMC) — гэта кампазітны матэрыял, які выкарыстоўваецца ў якасці альтэрнатывы сталі больш за 30 гадоў. SMC складаецца з поліэфірнай смалы, напоўненай шкловалакном, якая адліваецца ў лісты. Затым гэтыя лісты змяшчаюцца ў прэс-форму і фармуюцца ў панэлі кузава. SMC можна выбраць, таму што ён зніжае выдаткі на абсталяванне для невялікіх вытворчых партый, памяншае вагу, забяспечвае ўстойлівасць да ўвагнутасцей і карозіі, а таксама дае большую свабоду дзеянняў стылістам. Аднак адной з праблем пры выкарыстанні SMC з'яўляецца аздабленне дэталі на зборачнай вытворчасці. SMC — гэта сітаватая падкладка. Калі панэль кузава, якая ўжо ўсталявана на аўтамабіль, праходзіць праз печ для афарбоўкі празрыстага пакрыцця, можа ўзнікнуць дэфект фарбы, вядомы як «ўдар парыстасці». Гэта запатрабуе як мінімум кропкавага рамонту або, калі «ўдараў» дастаткова, поўнай перафарбоўкі кузава.
Тры гады таму, імкнучыся ліквідаваць гэты дэфект, кампанія BASF Coatings выпусціла на рынак гібрыдны герметык, які спалучае ў сабе УФ- і тэрмічнае ўздзеянне. Прычынай выкарыстання гібрыднага зацвярдзення з'яўляецца тое, што лішкі пакрыцця будуць зацвярдзець на некрытычных паверхнях. Ключавым крокам для ліквідацыі «ўздуццяў пары» з'яўляецца ўздзеянне УФ-энергіі, што значна павялічвае шчыльнасць зшывання адкрытага пакрыцця на крытычных паверхнях. Нават калі герметык не атрымлівае мінімальнай колькасці УФ-энергіі, пакрыццё ўсё роўна адпавядае ўсім астатнім патрабаванням да эксплуатацыйных характарыстык.
Выкарыстанне тэхналогіі двайнога зацвярдзення ў гэтым выпадку забяспечвае новыя ўласцівасці пакрыцця за кошт УФ-зацвярдзення, адначасова забяспечваючы каэфіцыент бяспекі для пакрыцця ў дарагіх вырабах. Гэта прымяненне не толькі дэманструе, як УФ-тэхналогія можа забяспечыць унікальныя ўласцівасці пакрыцця, але і паказвае, што сістэма пакрыцця, зацвярдзелая УФ-выпраменьваннем, жыццяздольная для дарагіх, вялікіх, аб'ёмных і складаных аўтамабільных дэталяў. Гэта пакрыццё было выкарыстана прыблізна на адным мільёне кузаўных панэляў.
OEM празрысты лак
Можна сцвярджаць, што найбольш прыкметным сегментам рынку УФ-тэхналогій з'яўляюцца пакрыцці класа А для вонкавых кузаўных панэляў аўтамабіляў. Кампанія Ford Motor Company прадэманстравала УФ-тэхналогію на прататыпе аўтамабіля Concept U на Паўночнаамерыканскім міжнародным аўтасалоне ў 2003 годзе. Прадэманстраваная тэхналогія пакрыцця ўяўляла сабой празрысты лак, зацвярдзелы пад уздзеяннем УФ-выпраменьвання, распрацаваны і пастаўлены кампаніяй Akzo Nobel Coatings. Гэта пакрыццё было нанесена і зацвярдзела на асобныя кузаўныя панэлі, вырабленыя з розных матэрыялаў.
На Surcar, вядучай сусветнай канферэнцыі па аўтамабільных пакрыццях, якая праводзіцца раз на два гады ў Францыі, кампаніі DuPont Performance Coatings і BASF у 2001 і 2003 гадах прадставілі прэзентацыі па тэхналогіі УФ-ацвярдзення для аўтамабільных празрыстых пакрыццяў. Рухаючай сілай гэтай распрацоўкі з'яўляецца паляпшэнне асноўнай праблемы задаволенасці кліентаў лакафарбавым пакрыццём — устойлівасці да драпін і пашкоджанняў. Абедзве кампаніі распрацавалі гібрыдныя (УФ- і тэрмічныя) пакрыцці. Мэта выкарыстання гібрыднай тэхналогіі — мінімізацыя складанасці сістэмы УФ-ацвярдзення пры дасягненні мэтавых эксплуатацыйных уласцівасцей.
Кампаніі DuPont і BASF усталявалі пілотныя лініі на сваіх аб'ектах. Лінія DuPont у Вуперталі мае магчымасць зацвярдзення цэлых кузаваў. Кампаніі, якія вырабляюць пакрыцці, павінны не толькі прадэманстраваць добрую прадукцыйнасць пакрыцця, але і прадэманстраваць рашэнне для лініі афарбоўкі. Адной з пераваг УФ-/тэрмічнага зацвярдзення, на якую спасылаецца DuPont, з'яўляецца тое, што даўжыню часткі празрыстага пакрыцця на лініі аздаблення можна скараціць на 50%, проста скараціўшы даўжыню тэрмічнай печы.
З інжынернага боку, кампанія Dürr System GmbH правяла прэзентацыю па канцэпцыі зборачнай вытворчасці для УФ-зацвярдзення. Адной з ключавых зменных у гэтых канцэпцыях было месцазнаходжанне працэсу УФ-зацвярдзення на фінішнай лініі. Інжынерныя рашэнні ўключалі размяшчэнне УФ-лямпаў перад, унутры або пасля тэрмічнай печы. Дзюр лічыць, што для большасці варыянтаў працэсу існуюць інжынерныя рашэнні з выкарыстаннем бягучых рэцэптур, якія знаходзяцца ў стадыі распрацоўкі. Fusion UV Systems таксама прадставіла новы інструмент — камп'ютэрнае мадэляванне працэсу УФ-зацвярдзення для аўтамабільных кузаваў. Гэтая распрацоўка была прадпрынята для падтрымкі і паскарэння ўкаранення тэхналогіі УФ-зацвярдзення на зборачных вытворчасцях.
Іншыя праграмы
Працягваюцца распрацоўкі пластыкавых пакрыццяў, якія выкарыстоўваюцца ў салонах аўтамабіляў, пакрыццяў для літых дыскаў і каўпакаў дыскаў, празрыстых пакрыццяў для буйных літых дэталяў у колер кузава і для дэталяў пад капотам. УФ-працэс працягвае зацвярдзеваць як стабільную платформу для зацвярдзення. Адзінае, што сапраўды змяняецца, гэта тое, што УФ-пакрыцці пераходзяць на больш складаныя і больш каштоўныя дэталі. Стабільнасць і доўгатэрміновая жыццяздольнасць гэтага працэсу былі прадэманстраваны пры выкарыстанні ў пярэднім асвятленні. Ён пачаўся больш за 20 гадоў таму і цяпер з'яўляецца галіновым стандартам.
Нягледзячы на тое, што тэхналогія УФ-выпраменьвання мае тое, што некаторыя лічаць «крутым», галіна імкнецца да таго, каб яна дапамагла знайсці найлепшыя рашэнні для праблем аздаблення. Ніхто не выкарыстоўвае тэхналогію дзеля самой тэхналогіі. Тэхналогія павінна прыносіць карысць. Гэтая карысць можа быць у выглядзе павышэння прадукцыйнасці, звязанай з хуткасцю зацвярдзення. Або яна можа быць звязана з палепшанымі ці новымі ўласцівасцямі, якіх вы не змаглі дасягнуць з дапамогай існуючых тэхналогій. Гэта можа быць звязана з больш высокай якасцю з першага разу, таму што пакрыццё менш часу адкрыта для забруджвання. Гэта можа забяспечыць сродак для скарачэння або ліквідацыі лятучых арганічных злучэнняў на вашым аб'екце. Тэхналогія можа прыносіць карысць. Індустрыя УФ-выпраменьвання і аздабленне павінны працягваць супрацоўнічаць, каб распрацоўваць рашэнні, якія паляпшаюць прыбытак аздаблення.
Час публікацыі: 14 сакавіка 2023 г.
