1. Живопис
-Визначення: Фарбування – це загальний термін для позначення операцій, що виконуються для формування покривної плівки за допомогою фарби з метою покриття поверхні об'єкта для захисту та естетики тощо.
-Мета: Мета фарбування полягає не лише в естетиці, але й у захисті та, як наслідок, у покращенні якості продукції.
1) Захист: Більшість основних матеріалів, з яких виготовляються автомобілі, – це сталеві листи, і коли транспортний засіб виготовлено зі сталевого листа як покриття, він реагує з вологою або киснем повітря, утворюючи іржу. Найголовніша мета фарбування – захистити об'єкт, запобігаючи такій іржі.
2) Естетика: Форма автомобіля має кілька типів поверхонь та ліній, таких як тривимірні поверхні, плоскі поверхні, криволінійні поверхні, прямі лінії та криві. Фарбуючи об'єкт такої складної форми, можна побачити колір, який відповідає формі автомобіля та одночасно покращує його естетику.
3) Покращення товарності: Наразі на ринку представлені різні типи автомобілів, але серед них, при порівнянні транспортних засобів з уніфікованою формою та однаковою функцією, наприклад, той, що має двоколірне фарбування, виглядає краще. Вартість зростає, оскільки таким чином, однією з цілей є спроба підвищити вартість продукту шляхом фарбування. Крім того, через нещодавні швидкі зміни навколишнього середовища необхідна довговічність зовнішнього вигляду автомобілів. Наприклад, зростає попит на функціональні фарби, які запобігають пошкодженню покривної плівки, спричиненому кислотними дощами, та погіршенню початкового глянцю, спричиненому щітками автоматичних мийок, що покращує товарність.Залежно від вимог до якості покриття використовується як автоматичне, так і ручне фарбування.
2. Склад фарбиСклад фарби. Фарба — це в'язка рідина, в якій рівномірно змішані (дисперговані) три компоненти: пігмент, смола та розчинник.
- Пігмент: кольоровий порошок, який не розчиняється у розчинниках або воді. Відмінність від барвників полягає в тому, що вони дисперговані у вигляді частинок, не розчиняючись у воді або розчинниках. Розмір частинок коливається від кількох мікрометрів до кількох десятків мікрометрів. Крім того, існують різні форми, такі як кругла форма, форма палички, форма голки та луската форма. Це порошок (пудра), який надає кольору (барвної здатності) та покривної здатності (здатності покривати та приховувати поверхню об'єкта, будучи непрозорим) плівці покриття, і існує два типи: неорганічні та органічні. Пігментні, полірувальні та наповнювачі пігменти використовуються для покращення відчуття поверхні. Безбарвні та прозорі фарби називаються прозорими, коли пігменти виключені з компонентів, що складають фарби.
Його використовують для того, щоб надати плівці покриття більшого блиску.
1) Функція пігменту
* Кольорові пігменти: надання кольору, покривна здатність
Йти. Неорганічні пігменти: це переважно натуральні пігменти, такі як білий, жовтий та червонувато-коричневий. Це металеві сполуки, такі як цинк, титан, свинець, залізо, мідь тощо. Загалом, вони мають чудову стійкість до атмосферних впливів та термостійкість, але з точки зору яскравості кольору вони не такі хороші, як органічні пігменти. Як фарба для автомобілів, неорганічний пігмент сам по собі не використовується. Крім того, з точки зору запобігання забрудненню навколишнього середовища, пігменти, що містять шкідливі важкі метали, такі як кадмій та хром, наразі не використовуються.
Органічний пігмент: його виготовляють шляхом органічного синтезу шляхом періодичної хімічної реакції та являють собою речовину, що складається з металевої сполуки або іншого природного походження. Загалом, він не дуже добре покриває, але оскільки отримується прозорий колір, його широко використовують для яскравого фарбування суцільних, металевих та слюдяних кольорів як фарбу для зовнішніх робіт автомобілів.
* Антикорозійний пігмент: запобігання іржі
* Пігмент-екстендер: Можна отримати тверду покривну плівку, що запобігає розкладанню покривної плівки та підвищує її довговічність.
- Смола: прозора рідина, яка з'єднує пігмент і пігмент і надає блиску, твердості та адгезії покривній плівці. Інша назва - сполучна речовина. Властивості висихання та довговічність покривної плівки значною мірою залежать від властивостей смоли.
1) Природна смола: її переважно видобувають або виділяють з рослин і використовують для фарб, таких як лак на масляній основі, оліфа та лак.
2) Синтетична смола: це загальний термін для тих, що синтезуються шляхом хімічних реакцій з різної хімічної сировини. Це органічна сполука з дуже великою молекулярною масою порівняно з природними смолами. Крім того, синтетичні смоли поділяються на термопластичні (розм'якшуються та плавляться при нагріванні) та термореактивні (тверднуть внаслідок хімічної реакції під дією тепла та не розм'якшуються та не плавляться навіть при повторному нагріванні після охолодження).
- Розчинник: це прозора рідина, яка плавить смолу, завдяки чому пігмент і смола легко змішуються. Після фарбування він випаровується як розчинник і не залишається на плівці покриття.
Cдоповнена реальність (AR) живопис
1. Огляд та визначення фарбЗ точки зору надання «захисту від іржі (антикорозійних)» та «естетичних властивостей», автомобільні фарби відіграли певну роль у покращенні товарної привабливості автомобілів завдяки застосуванню найновіших технологій того часу. У наступних якісних виробах фарби та системи покриттів розроблені для досягнення цих якостей покриття найекономічнішим чином.
Фарби, як правило, є текучими та мають властивість наноситися на поверхню об'єкта, що покривається, та утворювати безперервну плівку (покривну плівку) в процесі висихання та затвердіння. Залежно від фізичних та хімічних властивостей покривної плівки, утвореної таким чином, об'єкту, що покривається, надаються «захист від іржі» та «пластичність».
2. Процес фарбування автомобіляДля досягнення цільової якості покриття автомобіля найекономічнішим способом встановлюються процес нанесення покриття та специфікації покриття, і кожна важлива якість призначається покриттю, отриманому в кожному процесі. Крім того, оскільки характеристики покриття залежать від хорошої та поганої оброблюваності процесу, фарба, що використовується в кожному процесі, розробляється таким чином, щоб призначена основна функція могла бути максимізована з урахуванням умов процесу.Нанесення суворо контролюється у фарбувальному цеху.
Вищезазначений процес являє собою 3-шарову або 4-шарову систему покриття, яка найчастіше використовується для покриття зовнішніх панелей автомобілів, і плівка покриття, що утворюється в кожному процесі, виконує функції, які будуть описані пізніше, і встановлює якість покриття автомобілів як комплексної системи покриття. У вантажівках та легкових транспортних засобах бувають випадки, коли використовується двошарова система покриття, в якій проміжний етап опускається з етапу покриття. Також у автомобілях високого класу можна досягти кращої якості, наносячи проміжний або верхній шар двічі.
Також нещодавно було досліджено та застосовано процес зниження вартості покриття шляхом інтеграції процесів середнього та верхнього покриття.
- Процес обробки поверхні: покращує захист від іржі, пригнічуючи корозійну реакцію металу та зміцнюючи адгезію між підшаром (плівкою електроосадження) та матеріалом (підкладкою). Наразі основним компонентом плівки є фосфат цинку, а метод обробки зануренням є поширеним, що дозволяє достатньо обробляти деталі зі складною структурою. Зокрема, для катіонного електроосадження до покриття додають такі метали, як Fe, Ni та Mn, крім Zn, для подальшого покращення корозійної стійкості.
- Електроосадження (катіонний ґрунт для електроосадження): Ґрунтовка в основному виконує функцію запобігання іржі. Окрім чудових антикорозійних властивостей, катіонна електроосаджувальна фарба на основі епоксидної смоли має такі переваги в автомобільній ґрунтовці. ① Під час електроосадження плівка, оброблена фосфатом цинку, не вилуговується. ② Інгібуючий ефект корозійної реакції завдяки основній структурі смоли. ③ Відмінні антикорозійні властивості завдяки збереженню адгезії завдяки високій стійкості епоксидної смоли до лугів.
1) Переваги катіонного електроосадження
* Навіть складні форми можна покривати рівномірною товщиною плівки
* Відмінне внутрішнє проникнення у складні деталі та з'єднання.
* Автоматичне фарбування
* Легке обслуговування та управління лінією.
* Добра оброблюваність фарбуванням.
* Можна застосовувати систему промивання водою із замкнутим циклом ультрафільтрації (менші втрати фарби та менше забруднення стічними водами)
* Низький вміст розчинників та низьке забруднення повітря.
* Це фарба на водній основі, тому ризик пожежі невеликий.
2) Катіонна електроосаджувальна фарба: загалом, це поліаміно-смола, отримана шляхом додавання первинних та четвертинних амінів до епоксидної смоли. Її нейтралізують кислотою (оцтовою кислотою), щоб зробити її водорозчинною. Крім того, метод затвердіння покривної плівки є реакцією зшивання уретаном з використанням блокованого ізоціанату як затверджувача.
3) Покращення функцій електроосадової фарби: вона поширена по всьому світу як автомобільний ґрунтовий шар, але дослідження та розробки продовжують покращувати не лише антикорозійні якості всього автомобіля, але й якість штукатурки.
* Функція запобігання іржі/захисний шар
йти. Абсолютно покривальна властивість, стійкість до проникнення стиків, стійкість до сколів
Здатність сталевого листа до іржі (водостійка адгезія, стійкість до обертання)
робити. Низькотемпературне гартування (покращена стійкість до іржі гумових деталей тощо)
* Косметична функція/декоративний
Властивості покриття шорсткості сталевого листа (сприяє покращенню гладкості та блиску тощо)
Стійкість до пожовтіння (гальмування пожовтіння білого верхнього шару)
- Проміжний шар: Проміжний шар відіграє допоміжну роль для максимізації функції захисту від іржі підшару (електроосадження) та функції штукатурки верхнього шару, а також має функцію покращення якості фарби всієї системи фарбування. Крім того, процес проміжного покриття сприяє зменшенню дефектів покриття, оскільки він певною мірою покриває неминучі дефекти підшару (подряпини, адгезія пилу тощо) на самій лінії фарбування.
Проміжна фарба – це тип, у якому як основну смолу використовується безмасляна поліефірна смола, яка затвердіває за допомогою додавання меламіну та нещодавно уретану (Bl). Останнім часом, щоб покращити стійкість до відколів, ґрунтовку іноді наносять методом «мокре по мокрому» в середині попередньої обробки.
1) Довговічність проміжного шару
* Водостійкість: низька поглинальна здатність та запобігає появі пухирів
* Стійкість до відколів: поглинає енергію удару під час кидання каменю та зменшує пошкодження плівки покриття, що призводить до звуку, а також пригнічує виникнення корозії від струпу.
* Стійкість до погодних умов: менше руйнування внаслідок впливу ультрафіолетових променів та запобігання відшаруванню верхнього шару під впливом зовнішнього середовища.
2) Функція штукатурки проміжного шару
* Властивість ґрунтового покриття: сприяє згладженню обробленої зовнішньої поверхні, покриваючи шорсткість поверхні електролітичного покриття
* Стійкість до розчинників: Завдяки придушенню набухання та розчинення проміжного шару порівняно з розчинником верхнього шару досягається висококонтрастний зовнішній вигляд.
* Коригування кольору: Середній шар зазвичай сірий, але останнім часом з'явилася можливість нанесення верхнього шару з низькою покривною здатністю шляхом його фарбування (кольоровий герметик).
3) Проміжна фарба
*Необхідні якості для проміжного шару: стійкість до відколів, маскувальна здатність основи, адгезія до плівки електроосаду, гладкість, відсутність втрати світла, адгезія до верхнього шару, стійкість до світлового погіршення
- Фінішне покриття: Найважливішою функцією верхнього покриття є забезпечення косметичних властивостей, а також його захист і підтримка. Існують такі якісні елементи, як колір, гладкість поверхні, глянець і якість зображення (здатність чітко висвітлювати зображення об'єкта в плівці покриття). Крім того, для верхнього покриття потрібна здатність захищати та підтримувати естетику таких автомобілів протягом тривалого періоду часу.
- Фінішне покриття: Найважливішою функцією верхнього покриття є забезпечення косметичних властивостей, а також його захист і підтримка. Існують такі якісні елементи, як колір, гладкість поверхні, глянець і якість зображення (здатність чітко висвітлювати зображення об'єкта в плівці покриття). Крім того, для верхнього покриття потрібна здатність захищати та підтримувати естетику таких автомобілів протягом тривалого періоду часу.
1) Верхнє покриття: Кольори класифікуються залежно від пігментної основи, що наноситься на фарбу, і вони в основному поділяються на колір слюди, металевий колір та суцільний колір залежно від того, чи використовуються лускаті пігменти, такі як лускаті алюмінієвого порошку.
* Якість зовнішнього вигляду: гладкість, блиск, яскравість, відчуття землі
* Довговічність: збереження та захист блиску, зміна кольору, вицвітання
* Адгезія: адгезія повторного покриття, адгезія 2 тонів, адгезія із середовищем
* Стійкість до розчинників
* Хімічна стійкість
* Функціональна якість: стійкість до автомийок, стійкість до кислотних дощів, стійкість до відколів
2) Екологічно чиста фарба
* Високий вміст твердих речовин: Це фарба з високим вмістом твердих речовин, яка відповідає нормам ЛОС (летких органічних сполук) та є типом, що зменшує кількість використовуваного органічного розчинника. Вона характеризується чудовим відчуттям поверхні та використанням низькомолекулярної смоли.
* Тип Water Bome (фарба на водній основі): це фарба, яка мінімізує кількість органічного розчинника та використовує воду (чисту воду) як розчинник для фарби. Характерно, що в процесі фарбування потрібен попередній нагрівальний пристрій (IR_Preheat), який може випаровувати воду, тому потрібне реконструкція обладнання, а розпилювач також потребує електродного методу для фарби на водній основі.
3) Функціональна фарба
* CCS (Система комплексного зшивання, фарба зі складним зшиванням): це тип уретанової (ізоціанатної) або силанової смоли, в якій замінюється частина меламінової смоли, яка є вразливою до кислотних дощів у акрилово-меламіновій системі, що покращує кислотостійкість та стійкість до подряпин.
* NCS (Нова система зшивання, новий тип фарби зі зшиванням): фарба без меламіну, виготовлена методом кислотно-епоксидного затвердіння на акриловій смолі. Вона має чудову кислотостійкість, стійкість до подряпин та плям.
- Оброблюваність верхнього шару покриття: Для економічно вигідного отримання гарної відтворюваності цільового верхнього шару важлива добра оброблюваність фарби (розпилення, текучість, наявність отворів, гладкість тощо). Для цього важливо регулювати в'язкість у процесі формування багатошарової плівки від фарбування до випікання та затвердіння. Умови середовища фарбування, такі як температура, вологість та швидкість вітру у фарбувальній камері, також є важливими факторами.
1) В'язкість смоли: молекулярна маса, сумісність (параметр розчинності: значення SP)
2) Пігмент: поглинання олії, концентрація пігменту (PWC), розмір дисперсних частинок
3) Добавки: в'язкий агент, вирівнюючий агент, піногасник, інгібітор розділення кольору тощо.
4) Швидкість затвердіння: концентрація функціональних груп в основній смолі, реакційна здатність зшиваючого агента
Крім того, товщина покривної плівки має великий вплив на кінцевий вигляд верхнього шару. Останнім часом структурний в'язкий агент, такий як мікрогель, дозволяє досягти як текучості, так і вирівнювальних властивостей, а кінцевий вигляд покращується завдяки товстому покриттю.
- Стійкість верхнього покриття до атмосферних впливів: Хоча автомобілі піддаються впливу різних середовищ, верхнє покриття піддається впливу світла, води, кисню, тепла тощо. В результаті виникає низка несприятливих явищ, які погіршують естетику.
1) Оптичні явища
* Деградація блиску: Гладкість поверхні покривної плівки погіршується, а дифузне відбиття світла від поверхні збільшується. Склад смоли важливий, але також впливає пігмент.
* Зміна кольору: Відтінок кольору початкового покриття змінюється залежно від старіння пігменту або смоли в покривній плівці. Для автомобільних застосувань слід вибирати найбільш стійкий до атмосферних впливів пігмент.
2) механічні явища
* Тріщини: Тріщини виникають у поверхневому шарі плівки покриття або у всій плівці покриття через зміни фізичних властивостей плівки покриття внаслідок фотоокислення або гідролізу (зменшення подовження, адгезії тощо) та внутрішніх напружень. Зокрема, це зазвичай трапляється в прозорій металевій плівці покриття, і, крім коригування фізичних властивостей плівки покриття складом акрилової смоли та коригування фізичних властивостей плівки покриття, ефективним є застосування поглинача ультрафіолетового випромінювання та антиоксиданту.
* Відшаровування: Покритна плівка частково відшаровується через зниження адгезії покривної плівки або зниження реологічних властивостей, а також через дію зовнішніх сил, таких як бризки або вібрація каміння.
3) хімічне явище
* Забруднення плямами: Якщо на поверхню покривної плівки потрапляє сажа, трупи комах або кислотний дощ, деталь забарвлюється та знебарвлюється плямами. Необхідно нанести стійкий до подряпин та лугів пігмент та смолу. Одна з причин, чому прозоре покриття наноситься на металевий колір, полягає в захисті алюмінієвого порошку.
- Майбутні виклики верхнього покриття: Естетика та дизайн стають дедалі важливішими для покращення комерційних властивостей автомобілів. Реагуючи на диверсифікацію попиту та зміни в матеріалах, таких як пластмаси, необхідно реагувати на соціальні вимоги, такі як погіршення навколишнього середовища, в якому використовуються автомобілі, та зменшення забруднення повітря. За цих обставин розглядаються різні верхні покриття для наступного автомобіля.
Давайте детальніше розглянемо типові процеси фарбування автомобілів і подивимося, де тепло- та масообмін є важливими сферами застосування. Загальний процес фарбування автомобілів виглядає наступним чином.
① Попередня обробка
② Електроосадження (підшарове покриття)
③ Фарбування герметиком
④ Під покриттям
⑤ восковий живопис
⑥ Грунтовка проти сколів
⑦ Грунтовка
⑧ Верхнє покриття
⑨ Видалення дефектів та полірування
Процес виробництва автомобіля займає близько 20 годин, з яких 10 годин, що становить половину, вищезазначений процес займає близько 10 годин. Серед них найважливішими та найважливішими процесами є попередня обробка, електролітичне покриття (підшарове покриття), ґрунтовка та верхнє покриття. Зупинимося на цих процесах.
Час публікації: 08 листопада 2022 р.
