UV технологията се счита от мнозина за „перспективната“ технология за втвърдяване на индустриални покрития. Въпреки че може да е нова за мнозина в индустрията за индустриални и автомобилни покрития, тя съществува от повече от три десетилетия в други индустрии…
UV технологията се счита от мнозина за „напредналата“ технология за втвърдяване на индустриални покрития. Въпреки че може да е нова за мнозина в индустрията за индустриални и автомобилни покрития, тя съществува от повече от три десетилетия в други индустрии. Хората ходят по UV покрити винилови подови настилки всеки ден и много от нас ги имат в домовете си. UV технологията за втвърдяване също играе важна роля в индустрията за потребителска електроника. Например, в случая на мобилните телефони, UV технологията се използва за покриване на пластмасови корпуси, покрития за защита на вътрешната електроника, UV лепилни компоненти и дори в производството на цветни екрани, които се намират в някои телефони. По подобен начин, индустрията за оптични влакна и DVD/CD използва изключително UV покрития и лепила и не би съществувала такива, каквито ги познаваме днес, ако UV технологията не беше позволила тяхното развитие.
И така, какво е UV втвърдяване? Най-просто казано, това е процес на омрежване (втвърдяване) на покрития чрез химичен процес, иницииран и поддържан от UV енергия. За по-малко от минута покритието се превръща от течност в твърдо вещество. Има фундаментални разлики в някои от суровините и функционалността на смолите в покритието, но те са прозрачни за потребителя на покритието.
Конвенционално оборудване за нанасяне, като например пистолети за пръскане с въздушен атомизатор, HVLP, ротационни камбани, поточно боядисване, валцово боядисване и друго оборудване, нанася UV покрития. Вместо обаче да се поставя в термична пещ след нанасяне на покритието и облъчване с разтворител, покритието се втвърдява с UV енергия, генерирана от UV лампови системи, организирани по начин, който осветява покритието с минималното количество енергия, необходимо за постигане на втвърдяване.
Компаниите и индустриите, които използват предимствата на UV технологията, са постигнали изключителна стойност, като са осигурили превъзходна производствена ефективност и превъзходен краен продукт, като същевременно са подобрили печалбите си.
Използване на атрибутите на UV лъчите
Кои са ключовите качества, които могат да бъдат използвани? Първо, както бе споменато по-рано, втвърдяването е много бързо и може да се извърши при стайна температура. Това позволява ефективно втвърдяване на чувствителни към топлина основи и всички покрития могат да се втвърдят много бързо. UV втвърдяването е ключ към производителността, ако ограничението (пречката) във вашия процес е дългото време за втвърдяване. Също така, скоростта позволява процес с много по-малък отпечатък. За сравнение, конвенционално покритие, изискващо 30-минутно печене при скорост на линията от 15 фута в минута, изисква 450 фута (14,7 м) конвейер във фурната, докато UV втвърдено покритие може да изисква само 25 фута (или по-малко) конвейер.
UV реакцията на омрежване може да доведе до покритие със значително по-висока физическа издръжливост. Въпреки че покритията могат да бъдат формулирани да бъдат твърди за приложения като подови настилки, те могат да бъдат направени и много гъвкави. И двата вида покрития, твърди и гъвкави, се използват в автомобилните приложения.
Тези качества са движещата сила за непрекъснатото развитие и навлизане на UV технологията за автомобилни покрития. Разбира се, съществуват предизвикателства, свързани с UV втвърдяването на индустриалните покрития. Основната грижа на собственика на процеса е възможността да изложи всички области на сложните части на UV енергия. Цялата повърхност на покритието трябва да бъде изложена на минималната UV енергия, необходима за втвърдяването му. Това изисква внимателен анализ на детайла, подреждане на частите и подреждане на лампите за елиминиране на сенчестите зони. Въпреки това, има значителни подобрения в лампите, суровините и формулираните продукти, които преодоляват повечето от тези ограничения.
Автомобилно предно осветление
Специфичното автомобилно приложение, където UV покритията се превърнаха в стандартна технология, е в индустрията за предни светлини за автомобили, където UV покритията се използват повече от 15 години и сега заемат 80% от пазара. Фаровете са съставени от два основни компонента, които трябва да бъдат покрити - поликарбонатната леща и корпусът на рефлектора. Лещата изисква много твърдо, устойчиво на надраскване покритие, за да предпази поликарбоната от атмосферните влияния и физическото натоварване. Корпусът на рефлектора има UV базово покритие (грунд), което запечатва основата и осигурява ултрагладка повърхност за метализация. Пазарът на базови покрития за рефлектори вече е по същество 100% UV втвърден. Основните причини за приемането му са подобрената производителност, малкият производствен отпечатък и превъзходните свойства на покритието.
Въпреки че използваните покрития се втвърдяват с UV лъчи, те съдържат разтворител. По-голямата част от излишното пръскане обаче се регенерира и рециклира обратно в процеса, постигайки близо 100% ефективност на трансфер. Фокусът за бъдещо развитие е да се увеличи съдържанието на твърди вещества до 100% и да се елиминира необходимостта от окислител.
Външни пластмасови части
Едно от по-малко известните приложения е използването на UV втвърдяващо се прозрачно покритие върху странични корнизи в същия цвят на каросерията. Първоначално това покритие е разработено, за да намали пожълтяването при външно излагане на винилови странични корнизи. Покритието трябваше да бъде много здраво и гъвкаво, за да поддържа адхезия, без да се напуква от предмети, удрящи корнизите. Движещите сили за използването на UV покрития в това приложение са скоростта на втвърдяване (малък производствен отпечатък) и превъзходните експлоатационни свойства.
SMC Каросерийни панели
Листовата формовъчна маса (SMC) е композитен материал, който се използва като алтернатива на стоманата повече от 30 години. SMC се състои от полиестерна смола, пълна със стъклени влакна, която се отлива на листове. След това тези листове се поставят в компресионна форма и се оформят в панели на каросерията. SMC може да бъде избран, защото намалява разходите за инструменти за малки производствени серии, намалява теглото, осигурява устойчивост на вдлъбнатини и корозия и дава по-голяма свобода на действие на стилистите. Едно от предизвикателствата при използването на SMC обаче е довършителната обработка на детайла в монтажния завод. SMC е порест субстрат. Когато панелът на каросерията, вече на превозно средство, преминава през пещта за боядисване с прозрачно покритие, може да се появи дефект на боята, известен като „пукнатина на порьозността“. Това ще изисква поне точков ремонт или, ако има достатъчно „пукнатини“, пълно пребоядисване на каросерията.
Преди три години, в опит да елиминира този дефект, BASF Coatings пусна на пазара хибриден UV/термичен уплътнител. Причината за използването на хибридно втвърдяване е, че излишното пръскане ще се втвърди върху некритични повърхности. Ключовата стъпка за елиминиране на „порьозните пръпки“ е излагането на UV енергия, което значително увеличава плътността на напречните връзки на изложеното покритие върху критичните повърхности. Дори уплътнителят да не получи минималната UV енергия, покритието все пак отговаря на всички останали изисквания за производителност.
Използването на технология за двойно втвърдяване в този случай осигурява нови свойства на покритието чрез UV втвърдяване, като същевременно осигурява коефициент на безопасност за покритието във висококачествено приложение. Това приложение не само демонстрира как UV технологията може да осигури уникални свойства на покритието, но също така показва, че UV-втвърдяващата се система за покритие е приложима върху висококачествени, високообемни, големи и сложни автомобилни части. Това покритие е използвано върху приблизително един милион панела на каросерията.
OEM прозрачен лак
Може да се твърди, че пазарният сегмент на UV технологията с най-висока видимост са покритията клас А за външни панели на каросерията на автомобили. Ford Motor Company представи UV технология на прототип на автомобил, Concept U, на Северноамериканското международно автомобилно изложение през 2003 г. Демонстрираната технология за покритие беше UV-втвърдено прозрачно покритие, формулирано и доставено от Akzo Nobel Coatings. Това покритие беше нанесено и втвърдено върху отделни панели на каросерията, изработени от различни материали.
На Surcar, водещата световна конференция за автомобилни покрития, провеждана през година във Франция, както DuPont Performance Coatings, така и BASF направиха презентации през 2001 и 2003 г. върху технологията за UV втвърдяване за автомобилни прозрачни покрития. Двигателят на това развитие е подобряването на основен проблем с удовлетвореността на клиентите по отношение на боята - устойчивостта на надраскване и износване. И двете компании са разработили хибридно втвърдяващи се (UV и термични) покрития. Целта на следването на пътя на хибридната технология е да се сведе до минимум сложността на системата за UV втвърдяване, като същевременно се постигнат целевите експлоатационни свойства.
Както DuPont, така и BASF са инсталирали пилотни линии в своите съоръжения. Линията на DuPont във Вупертал има способността да вулканизира цели корпуси. Компаниите за покрития не само трябва да покажат добри характеристики на покритието, но и да демонстрират решение за линията за боядисване. Едно от другите предимства на UV/термичното втвърдяване, цитирани от DuPont, е, че дължината на частта с прозрачното покритие на линията за довършителни работи може да бъде намалена с 50%, просто чрез намаляване на дължината на термичната пещ.
От инженерна гледна точка, Dürr System GmbH направи презентация върху концепцията за монтажен завод за UV втвърдяване. Една от ключовите променливи в тези концепции беше местоположението на процеса на UV втвърдяване в довършителната линия. Инженерните решения включваха разполагане на UV лампи преди, вътре или след термичната пещ. Dürr смята, че има инженерни решения за повечето от вариантите на процеса, включващи текущи формулировки в процес на разработка. Fusion UV Systems представи и нов инструмент - компютърна симулация на процеса на UV втвърдяване за автомобилни каросерии. Тази разработка беше предприета, за да се подпомогне и ускори внедряването на технологията за UV втвърдяване в монтажните заводи.
Други приложения
Продължава развойната работа за пластмасови покрития, използвани в автомобилните интериори, покрития за алуминиеви джанти и капаци, прозрачни покрития върху големи, цветни части и за части под капака. UV процесът продължава да се утвърждава като стабилна платформа за втвърдяване. Всичко, което наистина се променя, е, че UV покритията се насочват към по-сложни, по-скъпи части. Стабилността и дългосрочната жизнеспособност на процеса са демонстрирани с приложението за предно осветление. Той започна преди повече от 20 години и сега е индустриален стандарт.
Въпреки че UV технологията притежава това, което някои смятат за „готин“ фактор, това, което индустрията иска да направи с нея, е да предостави най-добрите решения за проблемите на довършителните работи. Никой не използва технологията заради самата технология. Тя трябва да предоставя стойност. Стойността може да дойде под формата на подобрена производителност, свързана със скоростта на втвърдяване. Или може да дойде от подобрени или нови свойства, които не сте успели да постигнете със сегашните технологии. Тя може да дойде от по-високо качество при първоначално нанасяне, защото покритието е отворено за замърсяване за по-кратко време. Това може да осигури средство за намаляване или елиминиране на летливи органични съединения (ЛОС) във вашето съоръжение. Технологията може да осигури стойност. UV индустрията и довършителните работи трябва да продължат да работят заедно, за да разработят решения, които подобряват крайния резултат на довършителните работи.
Време на публикуване: 14 март 2023 г.
