La tecnologia UV és considerada per molts com la tecnologia "en evolució" per curar recobriments industrials. Tot i que pot ser nou per a molts a la indústria de recobriments industrials i d'automoció, fa més de tres dècades que existeix en altres indústries...
La tecnologia UV és considerada per molts com la tecnologia "en evolució" per curar recobriments industrials. Tot i que pot ser nou per a molts en la indústria de recobriments industrials i d'automoció, fa més de tres dècades que existeix en altres indústries. La gent camina sobre productes de vinil recoberts amb UV cada dia, i molts de nosaltres els tenim a casa. La tecnologia de curat UV també juga un paper important en la indústria de l'electrònica de consum. Per exemple, en el cas dels telèfons mòbils, la tecnologia UV s'utilitza en el recobriment de carcasses de plàstic, recobriments per protegir l'electrònica interna, components adhesius UV i fins i tot en la producció de pantalles de color que es troben en alguns telèfons. De la mateixa manera, les indústries de fibra òptica i DVD/CD utilitzen exclusivament recobriments i adhesius UV i no existirien tal com els coneixem avui dia si la tecnologia UV no hagués permès el seu desenvolupament.
Aleshores, què és la curació UV? Més senzillament, és un procés per reticular (curar) recobriments mitjançant un procés químic iniciat i sostingut per l'energia UV. En menys d'un minut, el recobriment es converteix d'un líquid a un sòlid. Hi ha diferències fonamentals en algunes de les matèries primeres i la funcionalitat de les resines del recobriment, però aquestes són transparents per a l'usuari del recobriment.
Els equips d'aplicació convencionals, com ara pistoles de polvorització atomitzades amb aire, HVLP, campanes rotatives, recobriment de flux, recobriment de rodets i altres equips apliquen recobriments UV. Tanmateix, en comptes d'entrar a un forn tèrmic després de l'aplicació del recobriment i el flaix de dissolvent, el recobriment es cura amb l'energia UV generada pels sistemes de làmpades UV organitzats de manera que il·luminin el recobriment amb la mínima quantitat d'energia necessària per aconseguir la curació.
Les empreses i les indústries que exploten els atributs de la tecnologia UV han aportat un valor extraordinari proporcionant eficiències de producció superiors i un producte final superior alhora que milloren els beneficis.
Aprofitant els atributs de la UV
Quins són els atributs clau que es poden explotar? En primer lloc, com s'ha esmentat anteriorment, el curat és molt ràpid i es pot fer a temperatura ambient. Això permet un curat eficient de substrats sensibles a la calor i tots els recobriments es poden curar molt ràpidament. El curat UV és una clau per a la productivitat si la restricció (coll d'ampolla) del vostre procés és un temps de curat llarg. A més, la velocitat permet un procés amb una empremta molt menor. Per comparar, un recobriment convencional que requereix una cocció de 30 minuts a una velocitat de línia de 15 fpm requereix 450 peus de transportador al forn, mentre que un recobriment curat per UV pot requerir només 25 peus (o menys) de transportador.
La reacció de reticulació UV pot donar lloc a un recobriment amb una durabilitat física molt superior. Tot i que els recobriments es poden formular per ser durs per a aplicacions com ara terres, també es poden fer que siguin molt flexibles. Els dos tipus de recobriments, durs i flexibles, s'utilitzen en aplicacions d'automoció.
Aquests atributs són els impulsors del desenvolupament i la penetració continuats de la tecnologia UV per a recobriments d'automòbils. Per descomptat, hi ha reptes associats amb el curat UV de recobriments industrials. La preocupació principal per al propietari del procés és la capacitat d'exposar totes les àrees de peces complexes a l'energia UV. La superfície completa del recobriment s'ha d'exposar a la mínima energia UV necessària per curar el recobriment. Això requereix una anàlisi acurada de la peça, el bastidor de peces i la disposició de les làmpades per eliminar les zones d'ombra. No obstant això, hi ha hagut millores significatives en les làmpades, les matèries primeres i els productes formulats que superen la majoria d'aquestes limitacions.
Il·luminació frontal d'automoció
L'aplicació específica d'automoció on la UV s'ha convertit en la tecnologia estàndard és a la indústria de la il·luminació frontal de l'automòbil, on els recobriments UV s'utilitzen durant més de 15 anys i ara domina el 80% del mercat. Els fars es componen de dos components principals que s'han de revestir: la lent de policarbonat i la carcassa del reflector. La lent requereix un recobriment molt dur i resistent a les ratllades per protegir el policarbonat dels elements i el maltractament físic. La carcassa del reflector té una capa base UV (imprimació) que segella el substrat i proporciona una superfície ultra llisa per a la metal·lització. El mercat de la capa base del reflector és ara essencialment 100% curat per UV. Les principals raons per a l'adopció han estat la millora de la productivitat, la petita empremta del procés i les propietats de rendiment superiors del recobriment.
Tot i que els recobriments utilitzats estan curats per UV, contenen dissolvent. Tanmateix, la major part de l'excés de polvorització es recupera i es recicla de nou al procés, aconseguint una eficiència de transferència propera al 100%. El focus per al desenvolupament futur és augmentar els sòlids al 100% i eliminar la necessitat d'un oxidant.
Parts exteriors de plàstic
Una de les aplicacions menys conegudes és l'ús d'una capa transparent curable per UV sobre motllures laterals del cos modelades en color. Inicialment, aquest recobriment es va desenvolupar per disminuir el groguenc a l'exposició exterior de les motllures laterals del cos de vinil. El recobriment havia de ser molt resistent i flexible per mantenir l'adhesió sense esquerdar-se pels objectes que colpejaven la motllura. Els controladors per a l'ús de recobriments UV en aquesta aplicació són la velocitat de curació (petita empremta del procés) i les propietats de rendiment superiors.
Panells de carrosseria SMC
El compost d'emmotllament de xapa (SMC) és un material compost que s'ha utilitzat com a alternativa a l'acer durant més de 30 anys. SMC consisteix en una resina de polièster plena de fibra de vidre que s'ha fos en làmines. Aquestes làmines es col·loquen després en un motlle de compressió i es formen panells de carrosseria. Es pot triar SMC perquè redueix els costos d'eines per a petites sèries de producció, redueix el pes, proporciona resistència a les abollaments i la corrosió i dóna una major latitud als estilistes. Tanmateix, un dels reptes a l'hora d'utilitzar SMC és l'acabat de la peça a la planta de muntatge. SMC és un substrat porós. Quan el panell de la carrosseria, ara en un vehicle, passa pel forn de pintura transparent, es pot produir un defecte de pintura conegut com a "pop de porositat". Això requerirà almenys una reparació puntual o, si hi ha prou "pops", un repintat complet de la carcassa del cos.
Fa tres anys, en un esforç per eliminar aquest defecte, BASF Coatings va comercialitzar un segellador híbrid UV/tèrmic. El motiu d'utilitzar una cura híbrida és que l'excés de polvorització es curarà en superfícies no crítiques. El pas clau per eliminar els "pops de porositat" és l'exposició a l'energia UV, augmentant significativament la densitat de reticulació del recobriment exposat a les superfícies crítiques. Si el segellador no rep l'energia UV mínima, el recobriment encara compleix tots els altres requisits de rendiment.
L'ús de la tecnologia de cura dual en aquest cas proporciona noves propietats de recobriment mitjançant la utilització del curat UV alhora que proporciona un factor de seguretat per al recobriment en una aplicació d'alt valor. Aquesta aplicació no només demostra com la tecnologia UV pot proporcionar propietats de recobriment úniques, sinó que també demostra que un sistema de recobriment curat per UV és viable en peces d'automòbils de gran valor, gran volum, grans i complexes. Aquest recobriment s'ha utilitzat en aproximadament un milió de panells de carrosseria.
Laca transparent OEM
Sens dubte, el segment de mercat de la tecnologia UV amb més visibilitat són els recobriments de classe A del panell de carrosseria exterior d'automòbil. Ford Motor Company va exhibir la tecnologia UV en un vehicle prototip, el cotxe Concept U, al Saló Internacional de l'Automòbil d'Amèrica del Nord l'any 2003. La tecnologia de recobriment demostrada va ser una capa transparent curada per UV, formulada i subministrada per Akzo Nobel Coatings. Aquest recobriment es va aplicar i curar sobre panells individuals del cos fets amb diversos materials.
A Surcar, la principal conferència mundial de recobriments d'automòbils que se celebra cada dos anys a França, tant DuPont Performance Coatings com BASF van fer presentacions el 2001 i 2003 sobre la tecnologia de curat UV per a laques transparents d'automòbil. El motor d'aquest desenvolupament és millorar un problema principal de satisfacció del client per a la pintura: la resistència a les ratllades i a la deterioració. Ambdues empreses han desenvolupat recobriments de cura híbrida (UV i tèrmica). L'objectiu de seguir el camí de la tecnologia híbrida és minimitzar la complexitat del sistema de curat UV alhora que s'aconsegueix les propietats de rendiment objectiu.
Tant DuPont com BASF han instal·lat línies pilot a les seves instal·lacions. La línia DuPont a Wuppertal té la capacitat de curar el cos sencer. Les empreses de recobriment no només han de mostrar un bon rendiment de recobriment, sinó que també han de demostrar una solució de línia de pintura. Un dels altres avantatges del curat UV/tèrmic citats per DuPont és que la longitud de la part de laca transparent de la línia d'acabat es pot reduir en un 50% simplement reduint la longitud del forn tèrmic.
Des de l'enginyeria, Dürr System GmbH va fer una presentació sobre un concepte de planta de muntatge per a curat UV. Una de les variables clau en aquests conceptes va ser la ubicació del procés de curat UV a la línia d'acabat. Les solucions dissenyades van incloure la localització de làmpades UV abans, dins o després del forn tèrmic. Dürr considera que hi ha solucions d'enginyeria per a la majoria de les opcions de procés que impliquen formulacions actuals en desenvolupament. Fusion UV Systems també va presentar una nova eina: una simulació per ordinador del procés de curat UV per a carrosseries d'automòbil. Aquest desenvolupament es va dur a terme per donar suport i accelerar l'adopció de la tecnologia de curat UV a les plantes de muntatge.
Altres Aplicacions
Continuen els treballs de desenvolupament de recobriments de plàstic utilitzats en interiors d'automòbils, recobriments per a llandes d'aliatge i cobertes de rodes, laques transparents sobre peces grans modelades en color i per a peces sota el capó. El procés UV es continua validant com una plataforma de curat estable. Tot el que realment està canviant és que els recobriments UV es mouen cap a peces més complexes i de més valor. L'estabilitat i la viabilitat a llarg termini del procés s'han demostrat amb l'aplicació d'il·luminació frontal. Va començar fa més de 20 anys i ara és l'estàndard del sector.
Tot i que la tecnologia UV té el que alguns consideren un factor "cool", el que la indústria vol fer amb aquesta tecnologia és proporcionar les millors solucions als problemes dels acabadors. Ningú fa servir una tecnologia pel bé de la tecnologia. Ha de donar valor. El valor pot venir en forma de productivitat millorada relacionada amb la velocitat de curació. O pot provenir de propietats millorades o noves que no has pogut aconseguir amb les tecnologies actuals. Pot provenir d'una qualitat de primera vegada més alta perquè el recobriment està obert a la brutícia durant menys temps. Pot ser un mitjà per reduir o eliminar VOC a la vostra instal·lació. La tecnologia pot aportar valor. La indústria UV i els acabadors han de continuar treballant junts per elaborar solucions que millorin els resultats de l'acabador.
Hora de publicació: 14-mar-2023
