Когато видите кола, първото ви впечатление вероятно ще бъде цветът на каросерията. Днес наличието на красива лъскава боя е един от основните стандарти за автомобилното производство. Но преди повече от сто години боядисването на автомобил не е било лесна задача и е било далеч по-малко красиво, отколкото е днес. Как се е развила автомобилната боя до степента, в която е достигнала днес? Сърли ще ви разкаже историята на развитието на технологията за боядисване на автомобили.
Десет секунди, за да разберете целия текст:
1,Лакпроизхожда от Китай, Западът е водещ след индустриалната революция.
2, Боята от естествен основен материал съхне бавно, което влияе върху ефективността на автомобилния производствен процес, DuPont изобрети бързосъхнещиянитро боя.
3, Пръскачкизамества четките, осигурявайки по-равномерен филм боя.
4, От алкид до акрил, стремежът към издръжливост и разнообразие е в ход.
5, От „пръскане“ до „потапяне“С лакова вана, непрекъснатото преследване на качеството на боята стига до фосфатиране и електроосаждане сега.
6, Замяна сбоя на водна основав стремежа си към опазване на околната среда.
7, Сега и в бъдеще технологията на боядисване става все по-отвъд въображението,дори без боя.
Основната роля на боята е против стареене
Повечето хора възприемат ролята на боята като средство за придаване на брилянтни цветове на предметите, но от гледна точка на индустриалното производство, цветът всъщност е второстепенна нужда; ръждата и стареенето са основната цел. От ранните дни на комбинацията от желязо и дърво до чисто металната бяла каросерия днес, каросерията на автомобила се нуждае от боя като защитен слой. Предизвикателствата, пред които е изправен слоят боя, са естествено износване като слънце, пясък и дъжд, физически повреди като остъргване, триене и сблъсък, и ерозия като сол и животински изпражнения. С развитието на технологията за боядисване, процесът бавно развива все по-ефективни, издръжливи и красиви покрития за каросерията, за да се справи по-добре с тези предизвикателства.
Лак от Китай
Лакът има много дълга история и, за съжаление, водещата позиция в технологията за лакиране е принадлежала на Китай преди Индустриалната революция. Употребата на лак датира още от неолита, а след периода на Воюващите държави, занаятчиите са използвали тунгово масло, извлечено от семената на тунговото дърво, и са добавяли естествен суров лак, за да направят смес от бои, въпреки че по това време лакът е бил луксозен артикул за благородниците. След установяването на династията Мин, Джу Юанджан започва да създава държавна лакова индустрия и технологията за боядисване се развива бързо. Първият китайски труд върху технологията за боядисване, „Книгата за живописта“, е съставен от Хуан Ченг, производител на лакови изделия по време на династията Мин. Благодарение на техническото развитие и вътрешната и външната търговия, лакираните изделия са развили зряла система за занаятчийска индустрия по време на династията Мин.
Най-сложната тунгова маслена боя от династията Мин е била ключът към корабостроенето. Испанският учен от шестнадесети век Мендоса споменава в „История на Великата китайска империя“, че китайските кораби, покрити с тунгово масло, са имали два пъти по-дълъг живот от европейските кораби.
В средата на 18-ти век Европа най-накрая усвоява технологията на тунговата маслена боя и европейската индустрия за бои постепенно се оформя. Суровината тунгово масло, освен че се използва за лакове, е важна суровина и за други индустрии, все още монополизирани от Китай, и се превръща във важна индустриална суровина за двете индустриални революции до началото на 20-ти век, когато тунговите дървета, засадени в Северна и Южна Америка, се оформят, което нарушава монопола на Китай върху суровините.
Сушенето вече не отнема до 50 дни
В началото на 20-ти век автомобилите все още са се произвеждали с помощта на естествени базови бои, като например ленено масло, като свързващо вещество.
Дори Форд, който е пионер в производствената линия за производство на автомобили, използва само японска черна боя почти до крайност, за да постигне скорост на производство, защото съхне най-бързо, но в края на краищата, това все още е боя от естествен основен материал и слоят боя все още се нуждае от повече от седмица, за да изсъхне.
През 20-те години на миналия век DuPont работи върху бързосъхнеща нитроцелулозна боя (известна още като нитроцелулозна боя), която караше автомобилните производители да се усмихват, като вече не им се налагаше да работят върху автомобили с толкова дълги цикли на боядисване.
До 1921 г. DuPont вече е лидер в производството на нитратни филми за кино, тъй като се насочва към невзривни продукти на нитроцелулозна основа, за да абсорбира огромния капацитет на съоръженията, построени по време на войната. В един горещ петъчен следобед през юли 1921 г. работник във филмов завод на DuPont оставя варел с нитратни памучни влакна на дока, преди да си тръгне от работа. Когато го отваря отново в понеделник сутринта, установява, че кофата се е превърнала в бистра, вискозна течност, която по-късно ще стане основа за нитроцелулозна боя. През 1924 г. DuPont разработва нитроцелулозна боя DUCO, използвайки нитроцелулоза като основна суровина и добавяйки синтетични смоли, пластификатори, разтворители и разредители, за да я смеси. Най-голямото предимство на нитроцелулозната боя е, че съхне бързо. В сравнение с естествената базова боя, която изсъхва за седмица или дори седмици, нитроцелулозната боя изсъхва само за 2 часа, което значително увеличава скоростта на боядисване. През 1924 г. почти всички производствени линии на General Motors използват нитроцелулозна боя Duco.
Естествено, нитроцелулозната боя има своите недостатъци. Ако се пръска във влажна среда, филмът лесно ще побелее и ще загуби блясъка си. Образуваната повърхност на боята има лоша устойчивост на корозия към разтворители на петролна основа, като бензин, които могат да повредят повърхността на боята, а нефтените газове, които изтичат по време на зареждане с гориво, могат да ускорят влошаването на околната повърхност на боята.
Подмяна на четки с пистолети за боядисване за решаване на неравномерни слоеве боя
В допълнение към характеристиките на самата боя, методът на боядисване също е много важен за здравината и издръжливостта на боядисаната повърхност. Използването на пистолети за боядисване е важен етап в историята на технологията на боядисване. Пистолетът за боядисване е напълно въведен в областта на индустриалното боядисване през 1923 г. и в автомобилната индустрия през 1924 г.
Така семейство ДеВилбис основава DeVilbiss, световноизвестна компания, специализирана в технология за атомизация. По-късно се ражда синът на Алън ДеВилбис, Том ДеВилбис. Синът на д-р Алън ДеВилбис, Том ДеВилбис, извежда изобретението на баща си отвъд медицинската област. ДеВилбис извежда изобретенията на баща си отвъд медицинската област и трансформира оригиналния атомайзер в пистолет за боядисване.
В областта на индустриалното боядисване, четките бързо изместват пистолетите за боядисване. deVilbiss работи в областта на атомизацията повече от 100 години и сега е лидер в областта на индустриалните пистолети за боядисване и медицинските атомайзери.
От алкид до акрил, по-издръжлив и по-здрав
През 30-те години на миналия век в процеса на боядисване на автомобили е въведена алкидна емайлирана боя, наричана още алкидна емайлирана боя. Металните части на каросерията на автомобила са били пръскани с този вид боя и след това са били сушени във фурна, за да се образува много издръжлив филм. В сравнение с нитроцелулозните бои, алкидните емайлирани бои се нанасят по-бързо, като изискват само 2 до 3 стъпки, в сравнение с 3 до 4 стъпки за нитроцелулозните бои. Емайловите бои не само съхнат бързо, но са и устойчиви на разтворители като бензин.
Недостатъкът на алкидните емайллакове обаче е, че те се страхуват от слънчева светлина, а на слънчева светлина филмът от боята ще се окислява с ускорена скорост и цветът скоро ще избледнее и ще стане матов, понякога този процес може да стане дори само в рамките на няколко месеца. Въпреки недостатъците си, алкидните смоли не са напълно елиминирани и все още са важна част от днешната технология за нанасяне на покрития. Термопластичните акрилни бои се появяват през 40-те години на миналия век, значително подобрявайки декоративността и издръжливостта на покритието, а през 1955 г. General Motors започва да боядисва автомобили с нова акрилна смола. Реологията на тази боя е уникална и изисква пръскане с ниско съдържание на твърди вещества, като по този начин се налагат множество слоеве. Тази привидно неблагоприятна характеристика е предимство по онова време, защото позволява включването на метални люспи в покритието. Акрилният лак се пръска с много нисък начален вискозитет, което позволява металните люспи да се сплескат, за да образуват отразяващ слой, а след това вискозитетът се увеличава бързо, за да задържи металните люспи на място. Така се ражда металната боя.
Заслужава да се отбележи, че през този период се наблюдава внезапен напредък в технологията за акрилни бои в Европа. Това произтича от ограниченията, наложени на европейските страни от Оста след Втората световна война, които ограничават употребата на някои химически материали в промишленото производство, като например нитроцелулоза, суровина, необходима за нитроцелулозна боя, която може да се използва за производство на взривни вещества. С това ограничение компаниите в тези страни започват да се фокусират върху технологията за емайлирани бои, разработвайки акрилно-уретанова боя. Когато европейските бои навлизат в Съединените щати през 1980 г., американските автомобилни бояджийски системи са далеч от европейските си конкуренти.
Автоматизиран процес на фосфатиране и електрофореза за постигане на високо качество на боята
Двете десетилетия след Втората световна война са период на повишено качество на покритията за каросерии. По това време в Съединените щати, освен транспорт, автомобилите са имали и атрибута за подобряване на социалния статус, така че собствениците на автомобили са искали колите им да изглеждат по-луксозни, което е изисквало боята да изглежда по-лъскава и в по-красиви цветове.
От 1947 г. насам автомобилните компании започват да фосфатират метални повърхности преди боядисване, като начин за подобряване на адхезията и устойчивостта на корозия на боята. Грундът също е променен от спрей на потапяне, което означава, че частите на каросерията се потапят в локва боя, което я прави по-равномерна, а покритието по-цялостно, като по този начин се гарантира, че труднодостъпни места, като например кухини, също могат да бъдат боядисани.
През 50-те години на миналия век автомобилните компании установяват, че въпреки използването на метода на потапяне, част от боята все пак се отмива в последващия процес с разтворители, което намалява ефективността на предотвратяването на ръжда. За да реши този проблем, през 1957 г. Ford обединява сили с PPG под ръководството на д-р Джордж Бруър. Под ръководството на д-р Джордж Бруър, Ford и PPG разработват метода на електролитно нанасяне на покритие, който сега се използва широко.
След това, през 1961 г., Форд създава първия в света цех за анодно електрофоретично боядисване. Първоначалната технология обаче е била несъвършена и през 1973 г. PPG въвежда превъзходна система за катодно електрофоретично покритие и съответните покрития.
Боядисвайте дълготрайно красиво, за да намалите замърсяването с боя на водна основа
В средата до края на 70-те години, осъзнаването на енергоспестяването и опазването на околната среда, породено от петролната криза, също оказа голямо влияние върху индустрията за бои. През 80-те години държавите приеха нови разпоредби за летливите органични съединения (ЛОС), които направиха акрилните бои с високо съдържание на ЛОС и ниска издръжливост неприемливи за пазара. Освен това потребителите очакват ефектите от боята върху каросерията да траят поне 5 години, което изисква да се обърне внимание на издръжливостта на боята.
С прозрачния лак като защитен слой, вътрешната цветна боя не е необходимо да бъде толкова дебела, колкото преди, а е необходим само изключително тънък слой за декоративни цели. Към лаковия слой се добавят и UV абсорбатори, за да се защитят пигментите в прозрачния слой и грунда, което значително увеличава живота на грунда и цветната боя.
Техниката на боядисване първоначално е скъпа и обикновено се използва само при модели от висок клас. Освен това, издръжливостта на прозрачното покритие е ниска и скоро се лющи и се налага пребоядисване. През следващото десетилетие обаче автомобилната индустрия и индустрията за боядисване работят за подобряване на технологията на покритието, не само чрез намаляване на разходите, но и чрез разработване на по-нови повърхностни обработки, които драстично подобряват живота на прозрачното покритие.
Все по-удивителната технология за боядисване
Бъдещата тенденция в развитието на покритията е масова, като някои хора в индустрията вярват, че технологията без боядисване е навлязла в живота ни и корпусите на ежедневните и домакинските уреди всъщност използват технология без боядисване. Корпусите са оцветени с нанометален прах, който е нанесен чрез шприцване, като директно се оформят с брилянтни цветове и метална текстура. Те вече не е необходимо да се боядисват, което значително намалява замърсяването, причинено от боядисването. Разбира се, тя се използва широко и в автомобилите, като например декоративни елементи, решетки, корпуси на огледала за обратно виждане и др.
Подобен принцип се използва и в металообработващия сектор, което означава, че в бъдеще металните материали, които се използват без боядисване, вече ще имат защитен слой или дори цветен слой във фабриката. Тази технология в момента се използва в аерокосмическия и военния сектор, но все още е далеч от това да бъде достъпна за гражданска употреба и не е възможно да се предложи широка гама от цветове.
ОбобщениеОт четки до пистолети и роботи, от естествени растителни бои до високотехнологични химически бои, от стремеж към ефективност, стремеж към качество и стремеж към екологично здраве, стремежът към технологии за боядисване в автомобилната индустрия не е спрял и нивото на технологиите става все по-високо и по-високо. Бояджиите, които са държали четки и са работили в суровите условия, не биха очаквали, че днешните автомобилни бои са толкова напреднали и все още се развиват. Бъдещето ще бъде по-екологична, интелигентна и ефективна ера.
Време на публикуване: 20 август 2022 г.
