UV-tehnoloogiat peetakse paljude arvates tööstuskatete kõvendamise „tulevikutehnoloogiaks“. Kuigi see võib tööstus- ja autotööstuses olla paljudele uus, on see teistes tööstusharudes olnud olemas juba üle kolme aastakümne...
UV-tehnoloogiat peetakse paljude arvates tööstuskatete kõvenemise „tulevikutehnoloogiaks“. Kuigi see võib tööstus- ja autokatete tööstuses paljudele uus olla, on see teistes tööstusharudes olnud olemas juba üle kolme aastakümne. Inimesed kõnnivad iga päev UV-kattega vinüülpõrandakattematerjalidel ja paljudel meist on need kodus. UV-kõvenemise tehnoloogial on oluline roll ka tarbeelektroonikatööstuses. Näiteks mobiiltelefonide puhul kasutatakse UV-tehnoloogiat plastkorpuste katmisel, sisemise elektroonika kaitsmiseks mõeldud katetel, UV-liimiga ühendatud komponentidel ja isegi mõnedel telefonidel leiduvate värviliste ekraanide tootmisel. Samamoodi kasutavad optilise kiu ja DVD/CD tööstused ainult UV-katteid ja -liime ning neid ei eksisteeriks sellisena, nagu me neid täna teame, kui UV-tehnoloogia poleks võimaldanud nende arengut.
Mis on UV-kõvendamine? Lihtsamalt öeldes on see protsess, mille käigus ristseotakse (kõvendatakse) katteid keemilise protsessi abil, mida käivitab ja toetab UV-energia. Vähem kui minutiga muutub kate vedelast olekust tahkeks aineks. Mõnedes toorainetes ja kattekihi vaikude funktsionaalsuses on põhimõttelisi erinevusi, kuid need on katte kasutajale arusaadavad.
UV-katte pealekandmiseks kasutatakse tavapäraseid seadmeid, näiteks õhkpihustuspüstoleid, HVLP-pihusteid, pöörlevaid kellukesi, voolamis- ja rullkatmisseadmeid ning muid seadmeid. Pärast katte pealekandmist ja lahustiga välgatamist ei lähe see aga termilisse ahju, vaid kõvendatakse kate UV-energiaga, mida tekitavad UV-lambisüsteemid, mis on paigutatud nii, et need valgustavad katet minimaalse kõvenemiseks vajaliku energiahulgaga.
Ettevõtted ja tööstusharud, mis kasutavad UV-tehnoloogia omadusi ära, on loonud erakordset väärtust, pakkudes suurepärast tootmise efektiivsust ja paremat lõpptoodet, suurendades samal ajal kasumit.
UV-i atribuutide ärakasutamine
Millised on peamised omadused, mida saab ära kasutada? Esiteks, nagu varem mainitud, on kõvenemine väga kiire ja seda saab teha toatemperatuuril. See võimaldab kuumustundlike aluspindade tõhusat kõvenemist ja kõiki katteid saab väga kiiresti kõvendada. UV-kõvenemine on tootlikkuse võti, kui teie protsessi piiranguks (pudelikaelaks) on pikk kõvenemisaeg. Samuti võimaldab kiirus protsessi palju väiksema jalajäljega. Võrdluseks, tavapärane kate, mis vajab 30-minutilist küpsetamist liinikiirusel 15 jalga minutis, vajab ahjus 450 jalga konveierit, samas kui UV-kõvenev kate võib vajada vaid 25 jalga (või vähem) konveierit.
UV-ristseostumisreaktsioon võib anda tulemuseks oluliselt parema füüsikalise vastupidavusega katte. Kuigi katteid saab valmistada kõvadena näiteks põrandakatete jaoks, saab neid valmistada ka väga elastsetena. Mõlemat tüüpi katteid, nii kõvasid kui ka elastseid, kasutatakse autotööstuses.
Need omadused on UV-tehnoloogia jätkuva arengu ja autokatete leviku liikumapanevaks jõuks. Loomulikult on tööstuskatete UV-kõvendamisega seotud väljakutseid. Protsessi omaniku peamine mure on võime allutada keerukate osade kõik piirkonnad UV-energiale. Kogu katte pind tuleb allutada katte kõvendamiseks vajalikule minimaalsele UV-energiale. See nõuab detaili hoolikat analüüsi, osade riiulitele paigutamist ja lampide paigutamist varjualade kõrvaldamiseks. Siiski on lampide, toorainete ja formuleeritud toodete osas tehtud olulisi edusamme, mis ületavad enamiku neist piirangutest.
Autode esituled
Spetsiifiline autotööstuse rakendus, kus UV-kiirgusest on saanud standardtehnoloogia, on autode esitulede tööstus, kus UV-katteid on kasutatud enam kui 15 aastat ja mis moodustavad nüüdseks 80% turust. Esituled koosnevad kahest peamisest komponendist, mis tuleb katta – polükarbonaatläätsest ja helkuri korpusest. Lääts vajab väga kõva ja kriimustuskindlat katet, et kaitsta polükarbonaati ilmastikutingimuste ja füüsilise koormuse eest. Helkuri korpusel on UV-aluskiht (kruntvärv), mis tihendab aluspinda ja tagab metalliseerimiseks ülisileda pinna. Helkuri aluskihi turg on nüüdseks sisuliselt 100% UV-kõvenev. Peamised põhjused kasutuselevõtuks on olnud parem tootlikkus, väike protsessi jalajälg ja suurepärased katte omadused.
Kuigi kasutatavad katted kõvenevad UV-kiirgusega, sisaldavad need lahustit. Suurem osa ülepihustatavast värvist taaskasutatakse ja suunatakse tagasi protsessi, saavutades peaaegu 100% ülekande efektiivsuse. Edasise arenduse eesmärk on suurendada tahkete ainete sisaldust 100%-ni ja kaotada oksüdeerija vajadus.
Välised plastdetailid
Üks vähemtuntud rakendusi on UV-kõveneva läbipaistva katte kasutamine värvitud kere külgliistudel. Algselt töötati see kate välja vinüülist kere külgliistude kollasuse vähendamiseks välispidisel kokkupuutel. Kate pidi olema väga tugev ja paindlik, et säilitada nakkuvus ilma liistudele löövate esemete poolt tekitamata pragunemist. UV-katete kasutamise ajendiks selles rakenduses on kõvenemise kiirus (väike protsessi jalajälg) ja suurepärased jõudlusomadused.
SMC kerepaneelid
Lehtvormimismass (SMC) on komposiitmaterjal, mida on terase alternatiivina kasutatud enam kui 30 aastat. SMC koosneb klaaskiuga täidetud polüestervaigust, mis on valatud lehtedeks. Seejärel asetatakse need lehed survevormi ja vormitakse kerepaneelideks. SMC-d saab valida, kuna see vähendab väikeste tootmispartiide puhul tööriistakulusid, vähendab kaalu, tagab mõlkimis- ja korrosioonikindluse ning annab stilistidele suurema vabaduse. Üks SMC kasutamise väljakutseid on aga detaili viimistlemine montaažitehases. SMC on poorne aluspind. Kui nüüd sõidukil olev kerepaneel läbib läbipaistva värvimise ahju, võib tekkida värvidefekt, mida nimetatakse „poorsuse pauguks“. See nõuab vähemalt kohapealset parandamist või kui „pauke“ on piisavalt, siis kogu kere ülevärvimist.
Kolm aastat tagasi, püüdes seda defekti kõrvaldada, tõi BASF Coatings turule UV/termilise hübriidtihendi. Hübriidkõvenemise kasutamise põhjuseks on see, et ülepihustatud värv kõveneb mitte-kriitilistel pindadel. „Poorsuse kadude“ kõrvaldamise võtmeetapp on kokkupuude UV-energiaga, mis suurendab oluliselt kriitiliste pindade avatud katte ristseotuse tihedust. Kui tihendaja ei saa minimaalset UV-energiat, vastab kate ikkagi kõigile teistele toimivusnõuetele.
Kahekordse kõvenemise tehnoloogia kasutamine antud juhul annab UV-kõvenemise abil uued katte omadused, pakkudes samal ajal katte ohutustegurit kõrge väärtusega rakendustes. See rakendus mitte ainult ei demonstreeri, kuidas UV-tehnoloogia saab pakkuda ainulaadseid katte omadusi, vaid näitab ka seda, et UV-kõvenev kattesüsteem on elujõuline kõrge väärtusega, suuremahuliste, suurte ja keerukate autodetailide puhul. Seda katet on kasutatud ligikaudu miljonil kerepaneelil.
OEM läbipaistev kate
Võib väita, et UV-tehnoloogia turusegment, millel on kõige suurem nähtavus, on autode kerepaneelide A-klassi katted. Ford Motor Company esitles UV-tehnoloogiat prototüüpsõidukil, Concept U-autol, Põhja-Ameerika rahvusvahelisel autonäitusel 2003. aastal. Demonstreeritud kattetehnoloogia oli Akzo Nobel Coatingsi loodud ja tarnitud UV-kõvenev läbipaistev kiht. See kate kanti ja kõvendati erinevatest materjalidest valmistatud üksikutele kerepaneelidele.
Surcaril, Prantsusmaal igal teisel aastal toimuval ülemaailmsel autokatete konverentsil, esinesid nii DuPont Performance Coatings kui ka BASF aastatel 2001 ja 2003 ettekandega autode läbipaistvate lakkide UV-kõvenemistehnoloogiast. Selle arenduse eesmärk on parandada värvilahenduste peamist klientide rahulolu probleemi – kriimustus- ja määrdumiskindlust. Mõlemad ettevõtted on välja töötanud hübriidkõvenevaid (UV- ja termilisi) katteid. Hübriidtehnoloogia eesmärgiks on minimeerida UV-kõvenemissüsteemi keerukust, saavutades samal ajal soovitud omadused.
Nii DuPont kui ka BASF on oma tehastesse paigaldanud katseliinid. DuPonti Wuppertalis asuv liin suudab kõvendada terveid keredetaile. Lisaks heale katmistulemusele peavad ka värvimisliini lahendust pakkuma. Üks teine UV/termilise kõvendamise eelis, mida DuPont välja toob, on see, et viimistlusliini läbipaistva kihi osa pikkust saab lühendada 50% võrra, vähendades lihtsalt termoahju pikkust.
Inseneritöö poole pealt pidas Dürr System GmbH ettekande UV-kõvendamise tehase kontseptsioonist. Üks nende kontseptsioonide võtmemuutujaid oli UV-kõvendamise protsessi asukoht viimistlusliinil. Insenerilahenduste hulka kuulus UV-lampide paigutamine enne, sisse või pärast termilist ahju. Dürri arvates on enamiku praeguste väljatöötamisel olevate valemite protsessivõimaluste jaoks olemas insenerlahendused. Fusion UV Systems esitles ka uut tööriista – autokere UV-kõvendamise protsessi arvutisimulatsiooni. See arendus viidi läbi UV-kõvendamise tehnoloogia kasutuselevõtu toetamiseks ja kiirendamiseks montaažitehastes.
Muud rakendused
Arendustöö jätkub autode salongides kasutatavate plastkatete, valuvelgede ja rattakatete katete, suurte värvitud osade läbipaistvate kihtide ja kapotialuste osade jaoks. UV-protsessi kui stabiilse kõvenemisplatvormi valideerimist jätkatakse. Ainuke, mis tegelikult muutub, on see, et UV-katteid hakatakse kasutama keerukamate ja väärtuslikumate osade puhul. Protsessi stabiilsust ja pikaajalist elujõulisust on demonstreeritud ettepoole suunatud valgustusrakendustega. See algas üle 20 aasta tagasi ja on nüüdseks tööstusstandard.
Kuigi UV-tehnoloogial on mõnede arvates „äge“ külg, soovib tööstusharu selle tehnoloogiaga pakkuda parimaid lahendusi viimistlejate probleemidele. Keegi ei kasuta tehnoloogiat tehnoloogia enda pärast. See peab pakkuma väärtust. Väärtus võib tuleneda tootlikkuse paranemisest, mis on seotud kõvenemise kiirusega. Või see võib tuleneda täiustatud või uutest omadustest, mida praeguste tehnoloogiatega saavutada pole õnnestunud. See võib tuleneda kõrgemast esmakordsest kvaliteedist, kuna kate on mustusele avatud lühemat aega. See võib pakkuda võimalust vähendada või kõrvaldada lenduvaid orgaanilisi ühendeid teie ettevõttes. Tehnoloogia võib pakkuda väärtust. UV-tööstus ja viimistlejad peavad jätkama koostööd, et töötada välja lahendusi, mis parandavad viimistlejate kasumit.
Postituse aeg: 14. märts 2023
