1. Живопис
-Определение: Боядисването е общ термин за операции, извършвани за образуване на покривен филм, използващ боя с цел покриване на повърхността на даден обект за защита, естетика и др.
-Цел: Целта на боядисването е не само естетика, но и защита и следователно подобряване на качеството на продукта.
1) Защита: Повечето от основните материали, от които са изработени автомобилите, са стоманени плочи и когато превозното средство е направено със стоманена плоча като покритие, тя реагира с влагата или кислорода във въздуха, за да генерира ръжда. Най-голямата цел на боядисването е да защити обекта, като предотврати такава ръжда.
2) Естетика: Формата на автомобила има няколко вида повърхности и линии, като триизмерни повърхности, плоски повърхности, извити повърхности, прави линии и криви. Чрез боядисване на такъв обект със сложна форма се показва усещане за цвят, което съответства на формата на автомобила и едновременно с това подобрява естетиката на автомобила.
3) Подобряване на продаваемостта: В момента на пазара има различни видове автомобили, но сред тях, когато се сравняват превозни средства с унифицирана форма и една и съща функция, например, този с двуцветно боядисване изглежда по-добре. По този начин една от целите е да се опитаме да подобрим стойността на продукта чрез боядисване. Освен това, издръжливостта на екстериора на автомобилите е необходима поради бързите промени в околната среда в последно време. Например, търсенето на функционални бои, които предотвратяват увреждане на покритието, причинено от киселинни дъждове, и влошаване на първоначалния гланц, причинено от автоматични четки за автомивки, се увеличава, като по този начин се подобрява продаваемостта.Използват се както автоматично, така и ръчно боядисване в зависимост от изискванията за качество на покритието.
2. Състав на боятаСъстав на боята Боята е вискозна течност, в която трите компонента - пигмент, смола и разтворител - са равномерно смесени (диспергирани).
- Пигмент: Цветен прах, който не се разтваря в разтворители или вода. Разликата от багрилата е, че те са диспергирани като частици, без да са разтворими във вода или разтворители. Размерът на частиците варира от няколко микрометра до няколко десетки микрометра. Освен това съществуват различни форми, като кръгла форма, форма на пръчица, форма на игла и люспеста форма. Това е прах (пудра), който придава цвят (оцветяваща способност) и покривност (способността да покрива и скрива повърхността на обекта, като е непрозрачен) на покривния филм, като има два вида: неорганични и органични. Пигментните, полиращите и пълнителните пигменти се използват за подобряване на усещането за земна повърхност. Безцветните и прозрачните бои, наречени „бистри“ сред боите, са когато пигментите са изключени от компонентите, съставляващи боите.
Използва се, за да придаде на покривния филм повече блясък.
1) Функция на пигмента
* Цветни пигменти: придаване на цвят, покривност
Неорганични пигменти: Това са предимно естествени пигменти, като бяло, жълто и червеникавокафяво. Те са метални съединения като цинк, титан, олово, желязо, мед и др. Като цяло, те имат отлична устойчивост на атмосферни влияния и топлоустойчивост, но по отношение на наситеността на цветовете не са толкова добри, колкото органичните пигменти. Като боя за автомобили не се използва само неорганичен пигмент. Освен това, от гледна точка на предотвратяване на замърсяването на околната среда, пигменти, съдържащи вредни тежки метали като кадмий и хром, понастоящем не се използват.
Органичен пигмент: Произвежда се чрез органичен синтез чрез периодична химическа реакция и представлява вещество, направено от метално съединение или такова, каквото е в природата. Като цяло, покривността не е много добра, но тъй като се получава бистър цвят, той се използва широко за ярко боядисване на плътни цветове, метални цветове и цветове на слюда като боя за екстериора на автомобили.
* Антиръждаващ пигмент: предотвратяване на ръжда
* Пигмент за удължаване: Може да се получи твърд покривен филм, който предотвратява разграждането на покривния филм и подобрява издръжливостта.
- Смола: Прозрачна течност, която свързва пигмента и пигмента и придава блясък, твърдост и адхезия на покривния филм. Друго наименование е свързващо вещество. Свойствата на съхнене и трайността на покривния филм зависят до голяма степен от свойствата на смолата.
1) Естествена смола: Тя се извлича или отделя главно от растения и се използва за бои като лак на маслена основа, лак и лайм.
2) Синтетична смола: Това е общ термин за тези, които се синтезират чрез химични реакции от различни химически суровини. Това е органично съединение с много голямо молекулно тегло в сравнение с естествените смоли. Освен това, синтетичните смоли се разделят на термопластични (омеква и се топи при нагряване) и термореактивни смоли (втвърдяват се чрез химическа реакция чрез прилагане на топлина и не се омекотяват и топят дори при повторно нагряване след охлаждане).
- Разтворител: Това е прозрачна течност, която разтопява смолата, така че пигментът и смолата лесно се смесват. След боядисване се изпарява като разредител и не остава върху покритието.
Cдобавена реалност (AR) живопис
1. Общ преглед и определение на боитеОт гледна точка на придаване на „предотвратяване на ръжда (антикорозионни)“ и „красиви свойства“, автомобилните бои са изиграли роля в подобряването на продаваемостта на автомобилите чрез прилагане на най-новите технологии за времето си. В следващите качествени артикули, боите и покривните системи са проектирани да постигнат тези качества на покритието по най-икономичен начин.
Боите обикновено са течни и имат свойството да се нанасят върху повърхността на обекта, който ще се покрива, и да образуват непрекъснат филм (покриващ филм) чрез процесите на изсъхване и втвърдяване. В зависимост от физичните и химичните свойства на покрития филм, образуван по този начин, на обекта, който ще се покрива, се придават „предпазване от ръжда“ и „пластичност“.
2. Процес на боядисване на автомобилиЗа да се постигне желаното качество на покритието на автомобила по най-икономичния начин, се определят процесът на нанасяне на покритието и спецификациите за покритието, като всяко важно качество се приписва на получения във всеки процес покривен филм. Освен това, тъй като характеристиките на покривния филм зависят от добрата и лошата обработваемост на процеса, боята, използвана във всеки процес, е проектирана така, че определената основна функция да може да бъде максимално оптимизирана, като се вземат предвид условията на процеса.Нанасянето е строго контролирано в бояджийския цех.
Горният процес е 3-слойна или 4-слойна система за покритие, най-често използвана за покритие на външни панели на автомобили, като покритият филм, образуван във всеки процес, проявява функциите, които ще бъдат описани по-късно, и установява качеството на покритието на автомобилите като цялостна система за покритие. При камионите и леките превозни средства има случаи, когато се използва двуслойна система за покритие, при която междинната стъпка се пропуска от стъпката на нанасяне. Също така, при автомобили от висок клас е възможно да се постигне по-добро качество чрез двукратно нанасяне на междинния или горния слой.
Също така, наскоро беше проучен и приложен процес за намаляване на разходите за покритие чрез интегриране на процесите на средно и горно покритие.
- Процес на повърхностна обработка: Подобрява предотвратяването на ръжда чрез потискане на корозионната реакция на метала и засилване на адхезията между подслоя (електроосаждащия филм) и материала (субстрата). Понастоящем цинковият фосфат е основният компонент на филма, а методът на обработка чрез потапяне е широко разпространен, така че може да обработва достатъчно части със сложни структури. По-специално, при катионно електроосаждане, метали като Fe, Ni и Mn, различни от Zn, се смесват в покритието, за да се подобри допълнително устойчивостта на корозия.
- Електроосаждащо покритие (катионно-епоксиден грунд): Основното покритие изпълнява основно функцията за предотвратяване на ръжда. В допълнение към отличните антикорозионни свойства, катионната електроосаждаща боя на базата на епоксидна смола има следните предимства при автомобилното грундиране. ① Няма елуиране на филм, обработен с цинков фосфат, по време на електроосаждащото покритие. ② Инхибиращ ефект на корозионната реакция поради алкалността на структурата на смолата. ③ Отлични антикорозионни свойства поради ефекта на поддържане на адхезията, благодарение на високата алкална устойчивост на епоксидната смола.
1) Предимства на катионното електроосаждане
* Дори сложни форми могат да бъдат покрити с равномерна дебелина на филма
* Отлично вътрешно проникване в сложни части и съединения.
* Автоматично боядисване
* Лесна поддръжка и управление на линията.
* Добра обработваемост при боядисване.
* Може да се приложи UF система за измиване с вода със затворен контур (по-малка загуба на боя и по-малко замърсяване на отпадъчните води)
* Ниско съдържание на разтворители и ниско замърсяване на въздуха.
* Това е боя на водна основа и има малък риск от пожар.
2) Катионна електроосаждаща боя: Като цяло, това е полиамино смола, получена чрез добавяне на първични към кватернерни амини към епоксидна смола. Тя се неутрализира с киселина (оцетна киселина), за да стане водоразтворима. Освен това, методът на втвърдяване на покривния филм е от типа на реакция на омрежване с уретан, използвайки блокиран изоцианат като втвърдител.
3) Подобряване на функцията на електроосаждащата боя: Тя е разпространена по целия свят като автомобилен грунд, но изследванията и разработките продължават да подобряват не само антикорозионните качества на целия автомобил, но и качеството на мазилката.
* Функция за предотвратяване на ръжда/защитен слой
Абсолютно покритие, устойчивост на проникване на фуги, устойчивост на отчупване
Вие. Способност на стоманена ламарина да се предпазва от ръжда (водоустойчива адхезия, устойчивост на въртене)
Втвърдяване при ниски температури (подобрена устойчивост на ръжда на гумено закрепени части и др.)
* Козметична функция/декоративни
Покритие. Свойства на покритието за грапавост на стоманената плоча (допринася за подобряване на гладкостта и блясъка и др.)
Устойчивост на пожълтяване (инхибиране на пожълтяването на бялото горно покритие)
- Междинен слой: Междинният слой играе спомагателна роля за максимизиране на функцията за предотвратяване на ръжда на подслоя (електроосаждане) и функцията за гипсване на горния слой, и има функцията да подобри качеството на боята на цялата бояджийска система. Освен това, процесът на междинно покритие допринася за намаляване на дефектите на покритието, тъй като покрива до известна степен неизбежните дефекти на подслоя (драскотини, адхезия на прах и др.) в самата бояджийска линия.
Междинната боя е вид, който използва безмаслена полиестерна смола като основна смола и се втвърдява чрез нагряване чрез въвеждане на меламинова смола и напоследък уретан (Bl). Напоследък, за да се подобри устойчивостта срещу начупване, понякога се нанася грунд, използван по метода „мокро върху мокро“, в междинния предварителен процес.
1) Устойчивост на междинния слой
* Водоустойчивост: ниска абсорбция и потиска появата на мехури
* Устойчивост на отчупване: Абсорбира енергията на удара при хвърляне на камък и намалява увреждането на покривния филм, водещо до звука, и потиска появата на корозия от корозионни образувания.
* Устойчивост на атмосферни влияния: По-малко износване, причинено от UV лъчи, и потиска лющенето на горния слой от излагане на открито.
2) Функция за мазилка на междинния слой
* Свойство на основа: Допринася за изглаждане на завършената външна повърхност, като покрива грапавостта на повърхността на електролитното покритие
* Устойчивост на разтворители: Чрез потискане на набъбването и разтварянето на междинния слой спрямо разтворителя на горния слой се постига висококонтрастен външен вид.
* Корекция на цвета: Междинният слой обикновено е сив, но напоследък е възможно да се нанесе горен слой с ниска покривност чрез оцветяване (цветен силикон).
3) Междинна боя
*Качество, изисквано за междинния слой: устойчивост на нащърбване, покривност на основата, адхезия към електроосаждащо фолио, гладкост, без загуба на светлина, адхезия към горния слой, устойчивост на влошаване от светлина
- Финишно покритие: Най-важната функция на финишното покритие е да осигурява козметични свойства, както и да го предпазва и поддържа. Има качествени елементи като цвят, гладкост на повърхността, гланц и качество на изображението (способност за ясно осветяване на изображението на обект в покривния филм). Освен това, за финишното покритие е необходима способността да предпазва и поддържа естетиката на такива автомобили за дълъг период от време.
- Финишно покритие: Най-важната функция на финишното покритие е да осигурява козметични свойства, както и да го предпазва и поддържа. Има качествени елементи като цвят, гладкост на повърхността, гланц и качество на изображението (способност за ясно осветяване на изображението на обект в покривния филм). Освен това, за финишното покритие е необходима способността да предпазва и поддържа естетиката на такива автомобили за дълъг период от време.
1) Горен слой: Цветовете се класифицират според пигментната основа, нанесена върху боята, и се разделят на цвят слюда, метален цвят и плътен цвят в зависимост от това дали се използват люспести пигменти, като например люспи от алуминиев прах.
* Качество на външния вид: гладкост, блясък, яркост, усещане за земя
* Устойчивост: поддържане и защита на блясъка, промяна на цвета, избледняване
* Адхезия: Адхезия при повторно нанасяне, адхезия с 2 тона, адхезия със среден слой
* Устойчивост на разтворители
* Химическа устойчивост
* Функционално качество: устойчивост на автомивка, устойчивост на киселинни дъждове, устойчивост на нащърбване
2) Екологично чиста боя
* Високо съдържание на твърди вещества: Това е боя с високо съдържание на твърди вещества, която отговаря на разпоредбите за ЛОС (летливи органични съединения) и е вид, който намалява количеството използван органичен разтворител. Характеризира се с отлично усещане за твърдост и използване на нискомолекулна смола.
* Тип Water Bome (боя на водна основа): Това е боя, която минимизира количеството използван органичен разтворител и използва вода (чиста вода) като разредител за боя. Като характеристика, в процеса на боядисване е необходимо съоръжение за предварително нагряване (IR_Preheat), което може да изпарява водата, така че е необходимо преустройство на съоръжението, а пръскачката също изисква електроден метод за боя на водна основа.
3) Функционална боя
* CCS (Система за комплексно омрежване, боя от тип комплексно омрежване): Това е вид уретанова (изоцианатна) или силанова смола, в която част от меламиновата смола, която е уязвима към киселинни дъждове в акрилно/меламиновата система, е заменена и устойчивостта на киселини и надраскване са подобрени.
* NCS (Нова система за омрежване, нов тип боя с омрежване): Боя без меламинова основа, произведена чрез киселинно-епоксидно втвърдяване върху акрилна смола. Тя има отлична киселинна устойчивост, устойчивост на надраскване и устойчивост на петна.
- Обработваемост на горния слой: За да се постигне икономически добра възпроизводимост на целевия горен слой, добрата обработваемост на боята (атомизация, течливост, образуване на отвори, гладкост и др.) е от съществено значение. За тази цел е важно да се регулира вискозитетът в процеса на образуване на многослойни слоеве от боядисването до изпичането и втвърдяването. Условията на средата за боядисване, като температура, влажност и скорост на вятъра в бояджийската камера, също са важни фактори.
1) Вискозитет на смолата: молекулно тегло, съвместимост (параметър на разтворимост: SP стойност)
2) Пигмент: абсорбция на масло, концентрация на пигмент (PWC), размер на диспергираните частици
3) Добавки: вискозен агент, изравняващ агент, агент против пенообразуване, инхибитор на разделяне на цветовете и др.
4) Скорост на втвърдяване: концентрация на функционални групи в основната смола, реактивност на омрежващия агент
Освен това, дебелината на покривния филм има голямо влияние върху крайния вид на горния слой. Напоследък структурен вискозен агент, като например микрогел, позволява постигането както на течливост, така и на изравняващи свойства, а крайният вид се подобрява чрез нанасяне на дебел филм.
- Устойчивост на атмосферни влияния на горното покритие: Въпреки че автомобилите са изложени на различни среди, горното покритие е подложено на действието на светлина, вода, кислород, топлина и др. В резултат на това възникват редица неблагоприятни явления, които нарушават естетиката.
1) Оптични явления
* Влошаване на блясъка: Гладкостта на повърхността на покривния филм се нарушава и дифузното отражение на светлината от повърхността се увеличава. Съставът на смолата е важен, но има и ефект на пигмента.
* Промяна в цвета: Цветът на първоначалното покритие се променя в зависимост от стареенето на пигмента или смолата в покривния филм. За автомобилни приложения трябва да се избере най-устойчивият на атмосферни влияния пигмент.
2) механични явления
* Пукнатини: Пукнатини се появяват в повърхностния слой на покривното фолио или в цялото покривно фолио поради промени във физичните свойства на покривното фолио, причинени от фотоокисление или хидролиза (намалено удължение, адхезия и др.) и вътрешно напрежение. По-специално, това е характерно за прозрачното метално покривно фолио и освен регулирането на физичните свойства на покривното фолио чрез състава на акрилната смола и регулирането на физичните свойства на покривното фолио, прилагането на ултравиолетов абсорбатор и антиоксидант е ефективно.
* Отлепване: Покривното фолио се отлепва частично поради намаляване на адхезията на покривното фолио или намаляване на реологичните свойства, както и поради действието на външни сили, като например пръски или вибрации от камъни.
3) химическо явление
* Замърсяване с петна: Ако сажди, трупове на насекоми или киселинен дъжд полепнат по повърхността на покривния филм, детайлът се оцветява и се обезцветява на петна. Необходимо е да се нанесе устойчив на надраскване и алкалоустойчив пигмент и смола. Една от причините, поради които прозрачното покритие се нанася върху металния цвят, е да се защити алуминиевият прах.
- Бъдещи предизвикателства пред горните покрития: Естетиката и дизайнът стават все по-важни за подобряване на търговските свойства на автомобилите. Наред с диверсификацията на изискванията и промените в материалите, като например пластмасите, е необходимо да се отговори и на социалните изисквания, като например влошаване на околната среда, в която са изложени автомобилите, и намаляване на замърсяването на въздуха. При тези обстоятелства се обмислят различни видове горни покрития за следващия автомобил.
Нека разгледаме по-отблизо типичните процеси на боядисване на автомобили и да видим къде топло- и масопреносът са важни приложения. Общият процес на боядисване на автомобили е следният.
① Предварителна обработка
② Електроосаждане (основен слой)
③ Боядисване с уплътнител
④ Подложка
⑤ восъчна живопис
⑥ Грунд против нащърбване
⑦ Грунд
⑧ Топ лак
⑨ Отстраняване на дефекти и полиране
Процесът на производство на автомобили отнема около 20 часа, от които 10 часа, което е половината, докато гореспоменатият процес отнема около 10 часа. Сред тях най-значимите и важни процеси са предварителната обработка, електролитно отлагане (основно покритие), грундиране и горно покритие. Нека се съсредоточим върху тези процеси.
Време на публикуване: 08 ноември 2022 г.
