יישומי ציפויים מועשרים בקרינת UV לרכב

טכנולוגיית UV נחשבת על ידי רבים לטכנולוגיה "המתפתחת" לייבוש ציפויים תעשייתיים. למרות שהיא עשויה להיות חדשה עבור רבים בתעשיית הציפויים התעשייתית והרכבית, היא קיימת כבר יותר משלושה עשורים בתעשיות אחרות...

טכנולוגיית UV נחשבת על ידי רבים לטכנולוגיה "המתפתחת" לריפוי ציפויים תעשייתיים. למרות שהיא עשויה להיות חדשה עבור רבים בתעשיית הציפויים התעשייתית והרכבית, היא קיימת כבר יותר משלושה עשורים בתעשיות אחרות. אנשים הולכים על מוצרי ריצוף ויניל מצופים UV מדי יום, ולרבים מאיתנו יש אותם בבתים שלהם. טכנולוגיית ריפוי UV ממלאת תפקיד מרכזי גם בתעשיית האלקטרוניקה הצרכנית. לדוגמה, במקרה של טלפונים סלולריים, טכנולוגיית UV משמשת בציפוי של מארזים מפלסטיק, ציפויים להגנה על אלקטרוניקה פנימית, רכיבים מודבקים UV ואפילו בייצור מסכי הצבע הנמצאים בטלפונים מסוימים. באופן דומה, תעשיות הסיבים האופטיים וה-DVD/CD משתמשות אך ורק בציפויים ודבקים UV ולא היו קיימות כפי שאנו מכירים אותם כיום אלמלא טכנולוגיית ה-UV הייתה מאפשרת את התפתחותן.

אז מהו ריפוי בקרינת UV? בפשטות, זהו תהליך של קישור צולב (ריפוי) של ציפויים באמצעות תהליך כימי שיזום ומתקיים על ידי אנרגיית UV. תוך פחות מדקה הציפוי הופך מנוזל למוצק. ישנם הבדלים מהותיים בחלק מחומרי הגלם ובפונקציונליות של השרפים בציפוי, אך אלה שקופים למשתמש הציפוי.

ציוד יישום קונבנציונלי כגון אקדחי ריסוס באטומי אוויר, HVLP, פעמונים סיבוביים, ציפוי זרימה, ציפוי גליל וציוד אחר מיישמים ציפויי UV. עם זאת, במקום להיכנס לתנור תרמי לאחר יישום הציפוי והבזק הממס, הציפוי מתקשה באמצעות אנרגיית UV הנוצרת על ידי מערכות מנורת UV המאורגנות באופן שמאיר את הציפוי בכמות האנרגיה המינימלית הנדרשת להשגת התקשות.

חברות ותעשיות המנצלות את תכונות טכנולוגיית ה-UV סיפקו ערך יוצא דופן על ידי מתן יעילות ייצור מעולה ומוצר סופי מעולה תוך שיפור הרווחים.

ניצול תכונות ה-UV

מהן התכונות המרכזיות שניתן לנצל? ראשית, כפי שצוין קודם לכן, הייבוש מהיר מאוד וניתן לבצעו בטמפרטורת החדר. זה מאפשר ייבוש יעיל של מצעים רגישים לחום, וכל הציפויים ניתנים ליובש במהירות רבה. ייבוש UV הוא מפתח לפרודוקטיביות אם האילוץ (צוואר בקבוק) בתהליך שלכם הוא זמן ייבוש ארוך. כמו כן, המהירות מאפשרת תהליך עם טביעת רגל קטנה בהרבה. לשם השוואה, ציפוי קונבנציונלי הדורש אפייה של 30 דקות במהירות קו של 15 fpm דורש 450 רגל של מסוע בתנור, בעוד שציפוי בעל ייבוש UV עשוי לדרוש רק 25 רגל (או פחות) של מסוע.

תגובת קישור צולב בקרינת UV יכולה לגרום לציפוי בעל עמידות פיזית מעולה בהרבה. למרות שניתן לנסח ציפויים כך שיהיו קשים ליישומים כמו ריצוף, ניתן גם לייצר אותם גמישים מאוד. שני סוגי הציפויים, קשים וגמישים, משמשים ביישומי רכב.

תכונות אלו הן המניעים להמשך הפיתוח והחדירה של טכנולוגיית UV לציפויי רכב. כמובן, ישנם אתגרים הקשורים לייבוש UV של ציפויים תעשייתיים. הדאגה העיקרית של בעל התהליך היא היכולת לחשוף את כל האזורים של חלקים מורכבים לאנרגיית UV. יש לחשוף את כל פני השטח של הציפוי לאנרגיית UV המינימלית הנדרשת לייבוש הציפוי. זה דורש ניתוח מדוקדק של החלק, סידור החלקים וסידור המנורות כדי למנוע אזורי צל. עם זאת, חלו שיפורים משמעותיים במנורות, בחומרי גלם ובמוצרים מנוסחים אשר מתגברים על רוב המגבלות הללו.

תאורת קדמית לרכב

היישום הספציפי לרכב שבו UV הפך לטכנולוגיה סטנדרטית הוא בתעשיית התאורה הקדמית לרכב, שם ציפויי UV נמצאים בשימוש כבר יותר מ-15 שנה וכיום הם תופסים 80% מהשוק. פנסי חזית מורכבים משני רכיבים עיקריים שיש לצפות - עדשת פוליקרבונט ומארז המשקף. העדשה דורשת ציפוי קשיח מאוד ועמיד בפני שריטות כדי להגן על הפוליקרבונט מפני פגעי מזג האוויר ופגיעה פיזית. למארז המשקף יש שכבת בסיס UV (פריימר) האוטמת את המצע ומספקת משטח חלק במיוחד למתכת. שוק ציפויי הבסיס של המשקף עבר כיום למעשה ריפוי UV של 100%. הסיבות העיקריות לאימוץ היו שיפור הפרודוקטיביות, טביעת רגל קטנה בתהליך ותכונות ביצועי ציפוי מעולים.

למרות שהציפויים בהם נעשה שימוש הם בעלי ריסוס UV, הם מכילים ממס. עם זאת, רוב הריסוס העודף ממוחזר לתהליך, ומשיג יעילות העברה קרובה ל-100%. המוקד לפיתוח עתידי הוא להגדיל את המוצקים ל-100% ולבטל את הצורך בחומר מחמצן.

חלקי פלסטיק חיצוניים

אחד היישומים הפחות מוכרים הוא השימוש בציפוי שקוף הניתן לריפוי UV על גבי עיצובי צד מרכב יצוקים בצבע. בתחילה, ציפוי זה פותח כדי להפחית את ההצהבה בחשיפה חיצונית של עיצובי צד מרכב ויניל. הציפוי היה צריך להיות חזק וגמיש מאוד כדי לשמור על הידבקות ללא סדקים מחפצים הפוגעים בעיצוב. הגורמים המניעים לשימוש בציפויי UV ביישום זה הם מהירות הריפוי (טביעת רגל קטנה של התהליך) ותכונות ביצועים מעולות.

פאנלים של SMC לרכב

תרכובת ליציקת יריעה (SMC) היא חומר מרוכב המשמש כחלופה לפלדה במשך יותר מ-30 שנה. SMC מורכבת משרף פוליאסטר ממולא בסיבי זכוכית, אשר נוצק ליריעה. יריעות אלו מונחות לאחר מכן בתבנית דחיסה ומעוצבות לצביעה של לוחות גוף. ניתן לבחור ב-SMC מכיוון שהוא מוריד את עלויות ייצור הכלים עבור סדרות ייצור קטנות, מפחית משקל, מספק עמידות בפני שקעים וקורוזיה, ומעניק חופש פעולה גדול יותר לסטייליסטים. עם זאת, אחד האתגרים בשימוש ב-SMC הוא גימור החלק במפעל ההרכבה. SMC הוא מצע נקבובי. כאשר לוח הגוף, שכעת נמצא על רכב, עובר דרך תנור צביעה לשכבה שקופה, עלול להתרחש פגם בצבע המכונה "פופ נקבוביות". זה ידרוש לפחות תיקון נקודתי, או אם יש מספיק "פופים", צביעה מחדש מלאה של מעטפת המרכב.

לפני שלוש שנים, במאמץ לחסל את הפגם הזה, BASF Coatings מסחרה חומר איטום היברידי מבוסס קרינת UV/תרמית. הסיבה לשימוש בריפוי היברידי היא שהתרסיס העודף יירפא על משטחים שאינם קריטיים. השלב המרכזי להסרת "התפרצויות" הוא החשיפה לאנרגיית UV, מה שמגדיל משמעותית את צפיפות קשרי הצולבות של הציפוי החשוף על המשטחים הקריטיים. אם חומר האיטום אינו מקבל את אנרגיית ה-UV המינימלית, הציפוי עדיין עומד בכל דרישות הביצועים האחרות.

השימוש בטכנולוגיית ריפוי כפול במקרה זה מספק תכונות ציפוי חדשות על ידי שימוש בריפוי UV תוך מתן גורם בטיחות לציפוי ביישום בעל ערך גבוה. יישום זה לא רק מדגים כיצד טכנולוגיית UV יכולה לספק תכונות ציפוי ייחודיות, אלא גם מראה שמערכת ציפוי בריפוי UV בת קיימא על חלקי רכב יקרי ערך, גדולים ומורכבים. ציפוי זה שימש בכמיליון לוחות מרכב.

שכבת צבע מקורית (OEM)

ניתן לטעון כי פלח שוק טכנולוגיית ה-UV בעל הנראות הגבוהה ביותר הוא ציפויי פאנלים חיצוניים של מרכב מסוג A. חברת פורד הציגה טכנולוגיית UV על אב טיפוס של רכב, מכונית הקונספט U, בתערוכת הרכב הבינלאומית של צפון אמריקה בשנת 2003. טכנולוגיית הציפוי שהוצגה הייתה ציפוי שקוף שעבר ריפוי ב-UV, שפותח וסופק על ידי Akzo Nobel Coatings. ציפוי זה יושם ורוכך על פני פאנלים בודדים של מרכב הרכב העשויים מחומרים שונים.

בכנס Surcar, כנס ציפויי הרכב העולמי המוביל המתקיים אחת לשנתיים בצרפת, הן DuPont Performance Coatings והן BASF הציגו בשנים 2001 ו-2003 טכנולוגיית ריפוי בקרינת UV עבור ציפויים שקופים לרכב. המניע לפיתוח זה הוא שיפור נושא שביעות רצון מרכזי של הלקוחות בתחום הצבע - עמידות בפני שריטות וכתמים. שתי החברות פיתחו ציפויים בריפוי היברידי (UV ותרמי). מטרת הקידום בנתיב הטכנולוגיה ההיברידית היא למזער את מורכבות מערכת הריפוי בקרינת UV תוך השגת תכונות הביצועים היעד.

גם דופונט וגם BASF התקינו קווי פיילוט במתקניהן. לקו של דופונט בוופרטל יש את היכולת לייבש גופים שלמים. לא רק שחברות הציפוי צריכות להראות ביצועי ציפוי טובים, הן גם צריכות להדגים פתרון לקו הצביעה. אחד היתרונות הנוספים של לייבש בקרינת UV/תרמית שצוין על ידי דופונט הוא שניתן להפחית את אורך חלק הציפוי השקוף של קו הגימור ב-50% פשוט על ידי צמצום אורך התנור התרמי.

מבחינה הנדסית, חברת Dürr System GmbH הציגה קונספט של מפעל הרכבה לריפוי בקרינת UV. אחד המשתנים המרכזיים בקונספטים אלה היה מיקום תהליך הריפוי בקרינת UV בקו הגימור. הפתרונות ההנדסיים כללו מיקום מנורות UV לפני, בתוך או אחרי התנור התרמי. חברת Dürr סבורה שקיימים פתרונות הנדסיים עבור רוב אפשרויות התהליך הכוללות את הפורמולציות הנוכחיות הנמצאות בפיתוח. חברת Fusion UV Systems הציגה גם כלי חדש - סימולציה ממוחשבת של תהליך הריפוי בקרינת UV עבור מרכבי רכב. פיתוח זה בוצע כדי לתמוך ולהאיץ את אימוץ טכנולוגיית הריפוי בקרינת UV במפעלי הרכבה.

יישומים אחרים

עבודות הפיתוח של ציפויי פלסטיק המשמשים בפנים הרכב, ציפויים לחישוקי סגסוגת וכיסויי גלגלים, ציפויים שקופים על חלקים גדולים בצבע יצוקים ולחלקים מתחת למכסה המנוע נמשכות. תהליך ה-UV ממשיך להיות מאומת כפלטפורמת ריפוי יציבה. כל מה שמשתנה באמת הוא שציפויי UV מתקדמים לחלקים מורכבים ובעלי ערך גבוה יותר. היציבות והיכולת לטווח ארוך של התהליך הודגמו באמצעות יישום תאורה קדמית. זה התחיל לפני למעלה מ-20 שנה וכיום הוא הסטנדרט בתעשייה.

למרות שלטכנולוגיית UV יש את מה שחלק מהאנשים מחשיבים כגורם "מגניב", מה שהתעשייה רוצה לעשות עם הטכנולוגיה הזו הוא לספק את הפתרונות הטובים ביותר לבעיות של עובדי גימור. אף אחד לא משתמש בטכנולוגיה למען הטכנולוגיה. היא חייבת לספק ערך. הערך יכול לבוא בצורה של שיפור הפרודוקטיביות הקשורה למהירות הייבוש. לחלופין, הוא יכול לנבוע מתכונות משופרות או חדשות שלא הצלחתם להשיג עם הטכנולוגיות הנוכחיות. הוא יכול לנבוע מאיכות גבוהה יותר בפעם הראשונה מכיוון שהציפוי חשוף ללכלוך למשך פחות זמן. זה עשוי לספק אמצעי להפחית או לבטל VOC במתקן שלכם. הטכנולוגיה יכולה לספק ערך. תעשיית ה-UV ועובדי הגימור צריכים להמשיך לעבוד יחד כדי ליצור פתרונות שישפרו את השורה התחתונה של עובדי הגימור.