1. Рисование
-Определение: Покраска — общий термин для обозначения операций, выполняемых с целью формирования пленки покрытия с помощью краски для покрытия поверхности предмета в целях защиты, эстетики и т. д.
-Назначение: Целью покраски является не только эстетика, но и защита, а следовательно, повышение качества продукции.
1) Защита: Большинство основных материалов, из которых изготавливаются автомобили, — это стальные листы. Когда автомобиль покрыт сталью, она реагирует с влагой или кислородом воздуха, образуя ржавчину. Главная цель покраски — защитить объект, предотвращая появление ржавчины.
2) Эстетика: форма автомобиля состоит из нескольких типов поверхностей и линий, таких как трёхмерные, плоские, изогнутые, прямые и кривые. Окрашивание объекта такой сложной формы создаёт ощущение цвета, соответствующего форме автомобиля, и одновременно улучшает его эстетику.
3) Повышение конкурентоспособности: В настоящее время на рынке присутствуют различные типы автомобилей, но среди них, если сравнивать автомобили с единой формой и одинаковыми функциями, например, двухцветная окраска выглядит лучше. Таким образом, одной из целей является попытка повышения стоимости продукта посредством покраски. Кроме того, в связи с недавними быстрыми изменениями окружающей среды требуется долговечность внешнего вида автомобилей. Например, растет спрос на функциональные краски, которые предотвращают повреждение лакокрасочного покрытия, вызванное кислотными дождями, и ухудшение первоначального блеска, вызванное щетками автоматических моек, тем самым повышая конкурентоспособность.В зависимости от требований к качеству покрытия применяется как автоматическая, так и ручная покраска.
2. Состав краски: Состав краски Краска представляет собой вязкую жидкость, в которой равномерно смешаны (диспергированы) три компонента: пигмент, смола и растворитель.
– Пигмент: окрашенный порошок, не растворяющийся в растворителях или воде. Отличается от красителей тем, что диспергируется в виде частиц, не растворяющихся в воде или растворителях. Размер частиц варьируется от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров. Кроме того, пигменты бывают разных форм: круглые, палочковые, игольчатые и хлопьевидные. Это порошок, который придаёт пленке покрытия цвет (красящую способность) и укрывистость (способность покрывать и скрывать поверхность объекта, делая её непрозрачной). Пигменты бывают двух типов: неорганические и органические. Пигменты, полирующие пигменты и наполнители используются для улучшения ощущения земли. Бесцветные и прозрачные краски называются прозрачными, если из состава красок исключены пигменты.
Используется для придания пленке покрытия большего блеска.
1) Функция пигмента
* Цветные пигменты: придают цвет, кроющую способность
Неорганические пигменты: в основном это натуральные пигменты, такие как белый, жёлтый и красновато-коричневый. Это соединения металлов, таких как цинк, титан, свинец, железо, медь и т.д. В целом, они обладают отличной атмосферостойкостью и термостойкостью, но по яркости цвета уступают органическим пигментам. В автомобильной краске неорганические пигменты не используются. Кроме того, с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды, пигменты, содержащие вредные тяжёлые металлы, такие как кадмий и хром, в настоящее время не используются.
Органический пигмент: производится методом органического синтеза в результате периодической химической реакции и представляет собой вещество, состоящее из соединений металлов или встречающееся в природе. Как правило, укрывистость не очень хорошая, но благодаря получению прозрачного цвета он широко используется для создания ярких однотонных, металлизированных и слюдяных красок для наружных поверхностей автомобилей.
* Антиржавчинный пигмент: предотвращение появления ржавчины
* Пигмент-наполнитель: позволяет получить прочную пленку покрытия, предотвращая ее разложение и повышая долговечность.
- Смола: прозрачная жидкость, которая связывает пигмент с пигментом и придаёт покрытию блеск, твёрдость и адгезию. Другое название — связующее вещество. Скорость высыхания и прочность покрытия во многом зависят от свойств смолы.
1) Натуральная смола: в основном ее добывают или выделяют из растений и используют для производства красок, таких как масляный лак, олифа и политура.
2) Синтетическая смола: это общее название для смол, синтезированных посредством химических реакций из различного химического сырья. Это органическое соединение с очень большой молекулярной массой по сравнению с природными смолами. Кроме того, синтетические смолы подразделяются на термопластичные (размягчаются и плавятся при нагревании) и термореактивные (затвердевают в результате химической реакции под воздействием тепла и не размягчаются и не плавятся даже при повторном нагревании после охлаждения).
- Растворитель: прозрачная жидкость, которая плавит смолу, обеспечивая лёгкое смешивание пигмента и смолы. После нанесения краски растворитель испаряется, как обычный растворитель, и не остаётся на лакокрасочной плёнке.
Cдополненной реальности живопись
1. Обзор и определение красок: Автомобильные краски, благодаря применению новейших технологий, сыграли свою роль в повышении конкурентоспособности автомобилей благодаря защите от ржавчины (антикоррозийным свойствам) и эстетическим свойствам. В следующих категориях качества краски и системы покрытий разработаны для достижения этих свойств покрытия наиболее экономичным способом.
Краски, как правило, обладают текучестью и способны наноситься на поверхность окрашиваемого объекта, образуя сплошную пленку (покрытие) в процессе высыхания и отверждения. В зависимости от физико-химических свойств образующегося покрытия, окрашиваемому объекту придаются «антикоррозионные» и «пластичные» свойства.
2. Процесс покраски автомобиляДля достижения целевого качества покрытия автомобиля наиболее экономичным способом устанавливаются процесс нанесения покрытия и его характеристики, а также каждому важному качеству, придаваемому покрытию, полученному в каждом процессе. Кроме того, поскольку характеристики покрытия зависят от технологичности процесса, краска, используемая в каждом процессе, подбирается таким образом, чтобы максимально повысить его основную функцию с учетом условий процесса.Нанесение строго контролируется в окрасочном цехе.
Описанный выше процесс представляет собой трёхслойную или четырёхслойную систему покрытия, наиболее часто применяемую для окраски наружных панелей автомобилей. Образующаяся в каждом процессе плёнка выполняет функции, описанные ниже, и определяет качество покрытия автомобилей как комплексной системы. В грузовых и легковых автомобилях в некоторых случаях применяется двухслойная система покрытия, исключающая промежуточный этап. Кроме того, в автомобилях премиум-класса можно добиться лучшего качества, нанося промежуточный или финишный слой дважды.
Также в последнее время был изучен и применен процесс снижения стоимости покрытия путем интеграции процессов нанесения среднего и верхнего покрытия.
- Процесс обработки поверхности: улучшает защиту от ржавчины, подавляя коррозионную реакцию металла и усиливая адгезию между грунтовочным слоем (электроосажденной пленкой) и материалом (подложкой). В настоящее время основным компонентом пленки является фосфат цинка, а метод обработки погружением является наиболее распространённым, что позволяет эффективно обрабатывать детали со сложной структурой. В частности, при катионном электроосаждении в покрытие добавляются такие металлы, как Fe, Ni и Mn (помимо Zn), для дополнительного повышения коррозионной стойкости.
- Электроосажденное покрытие (электроосаждаемая грунтовка катионного типа): Грунтовочное покрытие, в основном, выполняет функцию защиты от ржавчины. Помимо превосходных антикоррозионных свойств, катионная электроосажденная краска на основе эпоксидной смолы обладает следующими преимуществами при нанесении антикоррозионного покрытия на автомобильные детали: ① Отсутствует вымывание цинк-фосфатной пленки во время электроосаждения. ② Ингибирующее действие на коррозионную реакцию благодаря основности структуры смолы. ③ Отличные антикоррозионные свойства благодаря сохранению адгезии благодаря высокой щелочестойкости эпоксидной смолы.
1) Преимущества катионного электроосаждения
* Даже сложные формы можно покрывать пленкой равномерной толщины
* Отличное внутреннее проникновение в сложные детали и соединения.
* Автоматическая покраска
* Простота обслуживания и управления линией.
* Хорошая обрабатываемость при покраске.
* Можно применять систему промывки водой с замкнутым циклом ультрафильтрации (меньше потерь краски и меньше загрязнения сточных вод)
* Низкое содержание растворителя и низкий уровень загрязнения воздуха.
* Это краска на водной основе, поэтому риск возгорания минимален.
2) Катионная электроосажденная краска: как правило, это полиаминосмола, полученная путем добавления первичных и четвертичных аминов к эпоксидной смоле. Она нейтрализуется кислотой (уксусной) для придания ей водорастворимости. Кроме того, метод отверждения покрытия представляет собой реакцию сшивания уретана с использованием блокированного изоцианата в качестве отвердителя.
3) Улучшение функций электроосажденной краски: она распространена во всем мире как грунтовочное покрытие для автомобилей, но исследования и разработки продолжают улучшать не только антикоррозионные свойства всего автомобиля, но и качество штукатурки.
* Функция предотвращения ржавчины/защитный слой
Абсолютно кроющие свойства, стойкость к проникновению в швы, стойкость к сколам.
Вы. Антикоррозийные свойства стального листа (водостойкость, адгезия, сопротивление продавливанию)
Низкотемпературная закалка (повышение коррозионной стойкости резиновых деталей и т.д.)
* Косметическая функция/декоративный
Свойства покрытия шероховатости стального листа (способствует улучшению гладкости и блеска и т.д.)
Вы. Устойчивость к пожелтению (подавление пожелтения белого верхнего слоя)
- Промежуточный слой: промежуточный слой играет вспомогательную роль, максимизируя антикоррозионную функцию грунтовки (электроосаждения) и штукатурную функцию верхнего слоя, а также улучшая качество окраски всей системы. Кроме того, промежуточный слой способствует снижению дефектов покрытия, поскольку он частично скрывает неизбежные дефекты грунтовки (царапины, налипание пыли и т. д.) непосредственно на линии окраски.
Промежуточная краска – это тип краски, в котором в качестве основы используется безмасляная полиэфирная смола, отверждаемая при нагревании за счёт добавления меламиновой смолы, а в последнее время и уретановой (Bl). В последнее время для повышения устойчивости к сколам иногда наносят грунтовку, нанося её методом «мокрое по мокрому» в процессе промежуточной подготовки.
1) Долговечность промежуточного слоя
* Водостойкость: низкая впитываемость и подавление появления волдырей
* Устойчивость к сколам: поглощает энергию удара при падении камня и уменьшает повреждение защитной пленки, приводящее к возникновению звука, а также подавляет возникновение коррозийной коррозийной коррозийности.
* Устойчивость к атмосферным воздействиям: меньше повреждений из-за УФ-лучей и подавление отслоения верхнего слоя под воздействием внешних факторов.
2) Штукатурная функция промежуточного слоя
* Антикоррозионные свойства: Способствует сглаживанию готовой внешней поверхности, скрывая неровности поверхности электроосажденного покрытия.
* Стойкость к растворителям: подавляя набухание и растворение промежуточного слоя по отношению к растворителю верхнего слоя, достигается высококонтрастный внешний вид.
* Регулировка цвета: Средний слой обычно серый, но в последнее время появилась возможность наносить верхний слой с низкой укрывистостью, окрашивая его (закрепитель цвета).
3) Промежуточная краска
*Требуемые качества промежуточного слоя: стойкость к скалыванию, укрывистость основания, адгезия к электроосажденной пленке, гладкость, отсутствие потерь света, адгезия к верхнему слою, стойкость к световому старению.
- Верхний слой: важнейшая функция верхнего слоя — обеспечение косметических свойств, а также защита и поддержание внешнего вида. К качественным характеристикам относятся цвет, гладкость поверхности, блеск и качество изображения (способность четко отображать изображение объекта в покрытии). Кроме того, верхний слой должен защищать и сохранять эстетичный вид автомобиля в течение длительного времени.
- Верхний слой: важнейшая функция верхнего слоя — обеспечение косметических свойств, а также защита и поддержание внешнего вида. К качественным характеристикам относятся цвет, гладкость поверхности, блеск и качество изображения (способность четко отображать изображение объекта в покрытии). Кроме того, верхний слой должен защищать и сохранять эстетичный вид автомобиля в течение длительного времени.
1) Верхний слой: цвета классифицируются в зависимости от пигментной основы, наносимой на краску, и в основном делятся на слюдяные, металлические и сплошные цвета в зависимости от того, используются ли чешуйчатые пигменты, такие как чешуйки алюминиевой пудры.
* Качество внешнего вида: гладкость, блеск, яркость, ощущение земли
* Долговечность: сохранение и защита блеска, изменение цвета, выцветание
* Адгезия: адгезия при повторном нанесении, адгезия при нанесении двух тонов, адгезия со средой
* Устойчивость к растворителям
* Химическая стойкость
* Функциональные качества: устойчивость к мойке автомобиля, устойчивость к кислотным дождям, устойчивость к сколам
2) Экологически чистая краска
* High Solid: Это краска с высоким содержанием сухого остатка, соответствующая требованиям по содержанию летучих органических соединений (ЛОС) и содержащая меньше органических растворителей. Она отличается превосходным ощущением земли и использованием низкомолекулярной смолы.
* Водорастворимый тип (краска на водной основе): Это краска, в которой минимальное количество органических растворителей используется в качестве разбавителя (чистая вода). Для процесса окраски требуется установка предварительного нагрева (IR_Preheat), которая может испарять воду, поэтому требуется модернизация оборудования, а для распыления краски на водной основе требуется электродный метод.
3) Функциональная краска
* CCS (Complex Crosslinking System, краска сложного сшивающего типа): это тип уретановой (изоцианатной) или силановой смолы, в которой заменена часть меламиновой смолы, которая уязвима к кислотным дождям в системе акриловой/меламиновой смолы, а также улучшена кислотостойкость и устойчивость к царапинам.
* NCS (новая система сшивания, краска нового типа сшивания): краска на основе немеламиновой смолы, изготовленная методом кислотно-эпоксидного отверждения на основе акриловой смолы. Обладает превосходной кислотостойкостью, устойчивостью к царапинам и образованию пятен.
- Удобство нанесения верхнего слоя: для экономичного достижения хорошей воспроизводимости целевого верхнего слоя необходима хорошая удобоукладываемость (распыление, текучесть, образование пор, гладкость и т.д.). Для этого важно регулировать вязкость в процессе формирования многослойной пленки, от окраски до сушки и отверждения. Также важны условия окрасочной среды, такие как температура, влажность и скорость ветра в окрасочной камере.
1) Вязкость смолы: молекулярная масса, совместимость (параметр растворимости: значение SP)
2) Пигмент: абсорбция масла, концентрация пигмента (PWC), размер дисперсных частиц
3) Добавки: связующий агент, выравнивающий агент, пеногаситель, ингибитор цветоделения и т. д.
4) Скорость отверждения: концентрация функциональных групп в базовой смоле, реакционная способность сшивающего агента
Кроме того, толщина плёнки покрытия оказывает большое влияние на внешний вид финишного покрытия. В последнее время структурно-вязкий агент, такой как микрогель, позволяет добиться как текучести, так и выравнивающих свойств, а толстослойное покрытие улучшает внешний вид покрытия.
- Устойчивость верхнего покрытия к атмосферным воздействиям: Несмотря на то, что автомобили подвергаются воздействию различных сред, верхнее покрытие подвергается воздействию света, воды, кислорода, тепла и т. д. В результате возникает ряд неблагоприятных явлений, которые ухудшают эстетический вид.
1) Оптические явления
* Ухудшение блеска: нарушается гладкость поверхности плёнки покрытия, увеличивается диффузное отражение света от поверхности. Состав смолы важен, но также имеет значение и пигмент.
* Изменение цвета: цветовой тон исходного покрытия меняется в зависимости от старения пигмента или смолы в плёнке покрытия. Для автомобильной промышленности следует выбирать наиболее стойкий к атмосферным воздействиям пигмент.
2) механические явления
* Трещины: Трещины возникают в поверхностном слое или во всей пленке покрытия из-за изменения физических свойств пленки покрытия вследствие фотоокисления или гидролиза (снижение удлинения, адгезии и т.д.) и внутренних напряжений. В частности, это часто встречается в прозрачных металлических пленках, и, помимо корректировки физических свойств пленки покрытия за счет изменения состава акриловой смолы, эффективно применение поглотителя ультрафиолетового излучения и антиоксиданта.
* Отслоение: пленка покрытия частично отслаивается из-за снижения адгезии пленки покрытия или ухудшения реологических свойств, а также под воздействием внешних сил, таких как брызги или вибрация камней.
3) химическое явление
* Загрязнение пятнами: Если на поверхность покрытия попадают сажа, трупы насекомых или кислотные дожди, деталь покрывается пятнами и обесцвечивается. Необходимо нанести устойчивый к царапинам и щелочестойкий пигмент и смолу. Одна из причин, по которой на металлический цвет наносится прозрачный лак, — защита алюминиевого порошка.
– Будущие задачи, стоящие перед верхним покрытием: эстетика и дизайн приобретают всё большее значение для улучшения коммерческих свойств автомобилей. В ответ на диверсификацию спроса и изменения в материалах, таких как пластик, необходимо учитывать и социальные требования, такие как ухудшение условий эксплуатации автомобилей и снижение загрязнения воздуха. В этих условиях рассматриваются различные верхние покрытия для автомобилей следующего поколения.
Давайте подробнее рассмотрим типичные процессы покраски автомобилей и выясним, где тепломассоперенос играет важную роль. Общий процесс покраски автомобилей выглядит следующим образом.
① Предварительная обработка
② Электроосаждение (подслой)
③ Покраска герметиком
④ Под покрытием
⑤ восковая живопись
⑥ Грунтовка против сколов
⑦ Праймер
⑧ Верхний слой
⑨ Удаление дефектов и полировка
Процесс производства автомобиля занимает около 20 часов, из которых 10 часов, то есть половина, занимает описанный выше процесс. Среди них наиболее значимыми и важными являются предварительная обработка, электроосаждение (нанесение подложки), грунтовка и нанесение финишного покрытия. Рассмотрим эти процессы подробнее.
Время публикации: 08 ноября 2022 г.
