Коли ви бачите автомобіль, ваше перше враження, ймовірно, буде кольором кузова. Сьогодні наявність красивої блискучої фарби є одним із основних стандартів у виробництві автомобілів. Але більше ста років тому пофарбувати автомобіль було непростим завданням, і він був набагато менш красивим, ніж сьогодні. Як автомобільна фарба еволюціонувала до нинішнього рівня? Сурлі розповість вам історію розвитку технології нанесення лакофарбового покриття автомобіля.
Десять секунд, щоб зрозуміти весь текст:
1,лаквиникла в Китаї, на Заході привела після промислової революції.
2. Фарба з натурального основного матеріалу висихає повільно, що впливає на ефективність автомобільного виробничого процесу. Компанія DuPont винайшла функцію швидкого висихання.нітрофарба.
3, Розпилювачізамінює кисті, створюючи більш рівномірну фарбу.
4, Від алкіду до акрилу, гонитва за довговічністю та різноманітністю триває .
5, Від «розпилення» до «покриття зануренням»з лаковою ванною постійна гонитва за якістю фарби тепер приходить до фосфатування та електроосадження.
6, Заміна сфарба на водній основів гонитві за захистом навколишнього середовища.
7, Зараз і в майбутньому технологія фарбування стає все більше і більше за межами уяви,навіть без фарби.
Основна роль фарби – антивікова
Більшість людей сприймають роль фарби в тому, щоб надати предметам блискучі кольори, але з точки зору промислового виробництва колір насправді є другорядною потребою; іржа та антистаріння є основною метою. З перших днів поєднання заліза та дерева до чисто металевого білого кузова сьогодні, кузов автомобіля потребує фарби як захисного шару. Проблеми, з якими доводиться стикатися шару фарби, це природне зношування, таке як сонце, пісок і дощ, фізичні пошкодження, такі як подряпини, тертя та зіткнення, а також ерозія, така як сіль і тваринний послід. В процесі розвитку технології фарбування процес повільно розвиває все більш ефективні, довговічні та красиві оболонки для кузова, щоб краще відповідати цим викликам.
Лак з Китаю
Лак має дуже довгу історію, і, на жаль, лідерство в лакових технологіях належало Китаю до промислової революції. Використання лаку почалося ще в епоху неоліту, а після періоду Воюючих царств майстри використовували тунгову олію, видобуту з насіння тунгового дерева, і додавали натуральний сирий лак, щоб зробити суміш фарб, хоча в той час лак був предмет розкоші для знаті. Після встановлення династії Мін Чжу Юаньчжан почав засновувати державну лакову промисловість, і технологія фарби швидко розвивалася. Перша китайська праця про технологію фарби «Книга живопису» була складена Хуан Ченом, майстром лаків часів династії Мін. Завдяки технічному розвитку та внутрішній і зовнішній торгівлі, лаковані вироби розвинули зрілу систему ремісничої промисловості в династії Мін.
Найдосконаліша фарба тунгової олії часів династії Мін була ключем до суднобудування. Іспанський учений шістнадцятого століття Мендоза згадав в «Історії Великої Китайської імперії», що китайські кораблі, вкриті тунговою олією, мали вдвічі більший термін служби, ніж європейські кораблі.
У середині 18 століття Європа остаточно дала тріщину і освоїла технологію фарби тунговою олією, і європейська лакофарбова промисловість поступово оформилася. Сировина тунгової олії, окрім використання для виготовлення лаку, також була важливою сировиною для інших галузей промисловості, все ще монополізованих Китаєм, і стала важливою промисловою сировиною для двох промислових революцій до початку 20 століття, коли тунгові дерева були пересаджені. у Північній і Південній Америці оформилися, які порушили монополію Китаю на сировину.
Сушка більше не займає до 50 днів
На початку 20-го століття автомобілі все ще виготовлялися з використанням натуральних базових фарб, таких як лляна олія як сполучна речовина.
Навіть компанія Ford, яка започаткувала виробничу лінію для виробництва автомобілів, використовувала лише японську чорну фарбу майже до крайності, щоб досягти швидкості виробництва, оскільки вона висихає найшвидше, але врешті-решт, це все одно натуральна фарба, а шар фарби все ще для висихання потрібно більше тижня.
У 1920-х роках компанія DuPont працювала над швидковисихаючою нітроцелюлозною фарбою (вона ж нітроцелюлозна фарба), яка змусила автовиробників посміхнутися, оскільки більше не потрібно було працювати над автомобілями з такими довгими циклами фарбування.
До 1921 року компанія DuPont вже була лідером у виробництві нітратних кіноплівок, оскільки вона звернулася до невибухових продуктів на основі нітроцелюлози, щоб поглинути величезні потужності, які вона побудувала під час війни. Спекотного п’ятничного дня в липні 1921 року робітник кінофабрики DuPont залишив на причалі бочку з нітратним бавовняним волокном перед тим, як піти з роботи. Відкривши його знову в понеділок вранці, він виявив, що відро перетворилося на прозору в’язку рідину, яка згодом стане основою для нітроцелюлозної фарби. У 1924 році компанія DuPont розробила нітроцелюлозну фарбу DUCO, використовуючи нітроцелюлозу як основну сировину та додаючи синтетичні смоли, пластифікатори, розчинники та розріджувачі для її змішування. Найбільшою перевагою нітроцелюлозної фарби є те, що вона швидко висихає, у порівнянні з натуральною основною фарбою, для висихання якої потрібен тиждень або навіть тижні, нітроцелюлозна фарба висихає лише 2 години, що значно збільшує швидкість фарбування. У 1924 році практично всі виробничі лінії General Motors використовували нітроцелюлозну фарбу Duco.
Природно, нітроцелюлозна фарба має свої недоліки. Якщо розпилювати у вологому середовищі, плівка легко побіліє і втратить свій блиск. Сформована поверхня фарби має низьку корозійну стійкість до розчинників на основі нафти, таких як бензин, який може пошкодити поверхню фарби, а масляний газ, який витікає під час заправки, може прискорити псування навколишньої поверхні фарби.
Заміна кистей на пістолети-розпилювачі для усунення нерівних шарів фарби
Окрім характеристик самої фарби, спосіб фарбування також дуже важливий для міцності та довговічності поверхні фарби. Використання фарбопультів стало важливою віхою в історії технології фарбування. Пістолет-розпилювач був повністю впроваджений у сферу промислового фарбування в 1923 році, а в автомобільній промисловості в 1924 році.
Таким чином родина DeVilbiss заснувала DeVilbiss, всесвітньо відому компанію, що спеціалізується на технологіях атомізації. Пізніше у Алана ДеВілбісса народився син Том ДеВілбісс. Син доктора Алана ДеВілбісса, Том ДеВілбісс, виніс винахід свого батька за межі галузі медицини. ДеВілбісс виніс винаходи свого батька за межі галузі медицини та перетворив оригінальний розпилювач на пістолет-розпилювач для нанесення фарби.
У сфері промислового фарбування кисті стрімко застарівають пістолетами-розпилювачами. deVilbiss працює в галузі розпилення більше 100 років і зараз є лідером у галузі промислових розпилювачів і медичних розпилювачів.
Від алкідних до акрилових, довговічніших і міцніших
У 1930-х роках емалева фарба на основі алкідної смоли, яка називається алкідною емальною фарбою, була введена в процес фарбування автомобілів. Металеві частини кузова автомобіля були розпилені цією фарбою, а потім висушені в духовці, щоб утворилася дуже міцна плівка фарби. Порівняно з нітроцелюлозними фарбами, алкідні емалеві фарби наносяться швидше, вимагаючи лише 2-3 кроків порівняно з 3-4 кроками для нітроцелюлозних фарб. Емалеві фарби не тільки швидко сохнуть, але й стійкі до таких розчинників, як бензин.
Але недоліком алкідних емалей є те, що вони бояться сонячних променів, а на сонці плівка фарби буде прискорено окислюватися, і колір швидко тьмяніє і стає тьмяним, іноді цей процес може тривати всього кілька місяців. . Незважаючи на їхні недоліки, алкідні смоли не були повністю усунені та все ще є важливою частиною сучасної технології покриття. У 1940-х роках з’явилися термопластичні акрилові фарби, які значно покращили декоративність і довговічність покриття, а в 1955 році General Motors почала фарбувати автомобілі новою акриловою смолою. Реологія цієї фарби була унікальною та вимагала розпилення з низьким вмістом твердих частинок, що вимагало нанесення кількох шарів. Ця, здавалося б, невигідна характеристика була перевагою в той час, оскільки дозволяла включати металеві лусочки в покриття. Акриловий лак розпилювався з дуже низькою початковою в’язкістю, що дозволило металевим лускам розплющитися, щоб утворити відбиваючий шар, а потім в’язкість швидко збільшилася, щоб утримати металеві лусочки на місці. Так народилася фарба металік.
Варто зазначити, що в цей період в Європі відбувся раптовий прогрес у технології акрилових фарб. Це сталося через обмеження, накладені на європейські країни Осі після Другої світової війни, які обмежували використання деяких хімічних матеріалів у промисловому виробництві, таких як нітроцелюлоза, сировина, необхідна для нітроцелюлозної фарби, яку можна було використовувати для виготовлення вибухових речовин. З цим обмеженням компанії в цих країнах почали зосереджуватися на технології емалевих фарб, розробляючи акрилово-уретанову систему фарб. коли європейські фарби надійшли в Сполучені Штати в 1980 році, американські автомобільні системи фарби були далекі від європейських конкурентів.
Автоматизований процес фосфатування та електрофорезу для досягнення високої якості фарби
Два десятиліття після Другої світової війни стали періодом підвищення якості покриттів кузовів. У цей час у Сполучених Штатах, окрім транспортних засобів, автомобілі також мали ознаку покращення соціального статусу, тому власники автомобілів хотіли, щоб їхні машини виглядали більш висококласними, а для цього фарба виглядала більш блискучою та красивіших кольорів.
Починаючи з 1947 року, автомобільні компанії почали фосфатувати металеві поверхні перед фарбуванням, щоб покращити адгезію та стійкість фарби до корозії. Ґрунтовка також була замінена з розпилення на покриття зануренням, що означає, що частини кузова занурюють у резервуар фарби, що робить її більш однорідною, а покриття більш комплексним, забезпечуючи можливість фарбування важкодоступних місць, таких як порожнини. .
У 1950-х роках автомобільні компанії виявили, що, незважаючи на використання методу нанесення покриття зануренням, частина фарби все одно змивалася під час подальшого процесу за допомогою розчинників, що знижувало ефективність захисту від іржі. Щоб вирішити цю проблему, у 1957 році Ford об'єднав зусилля з PPG під керівництвом доктора Джорджа Брюера. Під керівництвом доктора Джорджа Брюера компанії Ford і PPG розробили метод електроосадження, який зараз широко використовується.
У 1961 році Форд заснував перший у світі цех анодного електрофоретичного фарбування. Однак початкова технологія мала недоліки, і в 1973 році компанія PPG представила кращу систему катодного електрофоретичного покриття та відповідні покриття.
Фарба на водній основі для зменшення забруднення
У середині та наприкінці 70-х років усвідомлення потреб енергозбереження та захисту навколишнього середовища, викликане нафтовою кризою, також мало великий вплив на лакофарбову промисловість. У 80-х роках країни запровадили нові нормативи щодо летких органічних сполук (VOC), які зробили покриття акриловими фарбами з високим вмістом VOC та низькою довговічністю неприйнятними для ринку. Крім того, споживачі також очікують, що фарбування кузова триватиме щонайменше 5 років, що вимагає звернення до довговічності лакофарбового покриття.
З прозорим лаковим шаром як захисним шаром внутрішня кольорова фарба не повинна бути такою товстою, як раніше, потрібен лише дуже тонкий шар для декоративних цілей. Ультрафіолетові поглиначі також додаються до шару лаку для захисту пігментів у прозорому шарі та грунтовці, що значно збільшує термін служби грунтовки та кольорової фарби.
Техніка фарбування спочатку дорога і зазвичай використовується лише на моделях високого класу. Крім того, довговічність прозорого покриття була поганою, і воно незабаром відшаровувалося та потребувало повторного фарбування. Проте в наступне десятиліття автомобільна промисловість і лакофарбова промисловість працювали над вдосконаленням технології покриття не тільки шляхом зниження вартості, але й шляхом розробки новітніх методів обробки поверхні, які значно подовжили термін служби прозорого покриття.
Все більш дивовижна технологія фарбування
Основна тенденція розвитку майбутнього покриття, деякі люди в галузі вважають, що технологія без фарбування. Ця технологія фактично проникла в наше життя, і корпуси повсякденної побутової техніки фактично використовували технологію без фарбування. Оболонки додають відповідний колір металевого порошку нанорівня в процесі лиття під тиском, безпосередньо формуючи оболонки з блискучими кольорами та металевою текстурою, які більше не потрібно фарбувати взагалі, що значно зменшує забруднення, спричинене фарбуванням. Природно, він також широко використовується в автомобілях, таких як оздоблення, решітка, оболонки дзеркал заднього виду тощо.
Подібний принцип використовується в металургійному секторі, а це означає, що в майбутньому металеві матеріали, які використовуються без фарбування, вже на заводі матимуть захисний або навіть кольоровий шар. Зараз ця технологія використовується в аерокосмічному та військовому секторах, але вона все ще далека від того, щоб бути доступною для цивільного використання, і неможливо запропонувати широкий діапазон кольорів.
Резюме: Від пензлів до пістолетів до роботів, від натуральної рослинної фарби до високотехнологічної хімічної фарби, від гонитви за ефективністю до гонитви за якістю та гонитви за здоров’ям навколишнього середовища, гонитва за технологією фарбування в автомобільній промисловості не припиняється, і рівень технології стає все вищим і вищим. Малярі, які раніше тримали пензлі та працювали в суворих умовах, не очікували, що сьогоднішня автомобільна фарба була настільки вдосконаленою та все ще розвивається. Майбутнє буде більш екологічно чистою, розумною та ефективною ерою.
Час публікації: 20 серпня 2022 р
