A tecnoloxía UV é considerada por moitos como a tecnoloxía "up-and-coming" para curar revestimentos industriais. Aínda que pode ser novo para moitos na industria de revestimentos industriais e automóbiles, existe desde hai máis de tres décadas noutras industrias...
A tecnoloxía UV é considerada por moitos como a tecnoloxía "up-and-coming" para curar revestimentos industriais. Aínda que pode ser novo para moitos na industria de revestimentos industriais e automotivos, existe desde hai máis de tres décadas noutras industrias. A xente camiña todos os días sobre produtos de revestimento de vinilo con revestimento UV, e moitos de nós témolos nas nosas casas. A tecnoloxía de curado UV tamén xoga un papel importante na industria da electrónica de consumo. Por exemplo, no caso dos teléfonos móbiles, a tecnoloxía UV úsase no revestimento de carcasas de plástico, revestimentos para protexer a electrónica interna, compoñentes adhesivos UV e mesmo na produción das pantallas de cor que se atopan nalgúns teléfonos. Do mesmo xeito, as industrias de fibra óptica e DVD/CD usan exclusivamente revestimentos e adhesivos UV e non existirían tal e como os coñecemos hoxe se a tecnoloxía UV non permitise o seu desenvolvemento.
Entón, que é o curado UV? Máis sinxelamente, é un proceso para entrecruzar (curar) revestimentos mediante un proceso químico iniciado e sostido pola enerxía UV. En menos dun minuto, o revestimento pasa de líquido a sólido. Existen diferenzas fundamentais nalgunhas das materias primas e a funcionalidade das resinas do revestimento, pero estas son transparentes para o usuario do revestimento.
Os equipos de aplicación convencionais, como as pistolas de pulverización atomizadas con aire, HVLP, campás rotativos, revestimento de fluxo, revestimento de rolo e outros equipos aplican revestimentos UV. Non obstante, en lugar de entrar nun forno térmico despois da aplicación do revestimento e o flash do disolvente, o revestimento curase coa enerxía UV xerada polos sistemas de lámpadas UV organizados de forma que ilumine o revestimento coa mínima cantidade de enerxía necesaria para lograr o curado.
As empresas e industrias que explotan os atributos da tecnoloxía UV proporcionaron un valor extraordinario ao proporcionar unha eficiencia de produción superior e un produto final superior ao tempo que melloraron os beneficios.
Explotación dos atributos de UV
Cales son os atributos clave que se poden explotar? En primeiro lugar, como se mencionou anteriormente, o curado é moi rápido e pódese facer a temperatura ambiente. Isto permite o curado eficiente dos substratos sensibles á calor e todos os revestimentos poden curarse moi rapidamente. O curado UV é unha clave para a produtividade se a limitación (pescozo de botella) no seu proceso é un tempo de cura longo. Ademais, a velocidade permite un proceso cunha pegada moito menor. A modo de comparación, un revestimento convencional que require unha cocción de 30 minutos a unha velocidade de liña de 15 fpm require 450 pés de transportador no forno, mentres que un revestimento curado por UV pode requirir só 25 pés (ou menos) de transportador.
A reacción de reticulación UV pode producir un revestimento cunha durabilidade física moi superior. Aínda que os revestimentos poden ser formulados para ser duros para aplicacións como pisos, tamén poden ser moi flexibles. Ambos tipos de revestimentos, duros e flexibles, empréganse en aplicacións de automoción.
Estes atributos son os motores para o continuo desenvolvemento e penetración da tecnoloxía UV para revestimentos de automóbiles. Por suposto, hai desafíos asociados ao curado UV de revestimentos industriais. A principal preocupación para o propietario do proceso é a capacidade de expor todas as áreas de pezas complexas á enerxía UV. A superficie completa do revestimento debe estar exposta á mínima enerxía UV necesaria para curar o revestimento. Isto require unha análise coidadosa da peza, un traste de pezas e a disposición das lámpadas para eliminar as zonas de sombra. Non obstante, houbo melloras significativas en lámpadas, materias primas e produtos formulados que superan a maioría destas limitacións.
Iluminación de avance automotriz
A aplicación específica na automoción onde a UV se converteu na tecnoloxía estándar está na industria da iluminación frontal do automóbil, onde os revestimentos UV se utilizan durante máis de 15 anos e agora dominan o 80% do mercado. Os faros están compostos por dous compoñentes principais que deben ser revestidos: a lente de policarbonato e a carcasa do reflector. A lente require un revestimento moi duro e resistente aos arañazos para protexer o policarbonato dos elementos e do abuso físico. A carcasa do reflector ten unha capa base UV (imprimación) que sela o substrato e proporciona unha superficie ultralisa para a metalización. O mercado de capas base reflectoras está agora esencialmente 100% curado por UV. Os principais motivos para a súa adopción foron a mellora da produtividade, a pequena pegada do proceso e as propiedades de rendemento superior do revestimento.
Aínda que os revestimentos utilizados son curados por UV, conteñen disolvente. Non obstante, a maior parte do exceso de pulverización recóllese e recíclase de novo no proceso, conseguindo unha eficiencia de transferencia próxima ao 100%. O foco para o desenvolvemento futuro é aumentar os sólidos ao 100% e eliminar a necesidade dun oxidante.
Partes exteriores de plástico
Unha das aplicacións menos coñecidas é o uso dunha capa transparente curable por UV sobre molduras laterais do corpo moldeadas en cor. Inicialmente, este revestimento foi desenvolvido para diminuír o amarelento na exposición exterior das molduras laterais do corpo de vinilo. O revestimento tiña que ser moi resistente e flexible para manter a adhesión sen rachar por obxectos que golpeaban a moldura. Os controladores para o uso de revestimentos UV nesta aplicación son a velocidade de curado (pequena pegada do proceso) e as propiedades de rendemento superiores.
Paneles de carrocería SMC
O composto de moldaxe de chapas (SMC) é un material composto que se utilizou como alternativa ao aceiro durante máis de 30 anos. SMC consiste nunha resina de poliéster chea de fibra de vidro que foi fundida en follas. Estas follas colócanse despois nun molde de compresión e fórmanse en paneis do corpo. Pódese escoller SMC porque reduce os custos de ferramentas para pequenas tiradas de produción, reduce o peso, proporciona resistencia á corrosión e ás abolladuras e dá maior latitude aos estilistas. Non obstante, un dos retos no uso de SMC é o acabado da peza na planta de montaxe. SMC é un substrato poroso. Cando o panel da carrocería, agora nun vehículo, pasa polo forno de pintura transparente, pódese producir un defecto de pintura coñecido como "pop de porosidade". Isto requirirá polo menos unha reparación puntual ou, se hai suficientes "pops", unha repintada completa da carrocería.
Hai tres anos, nun esforzo por eliminar este defecto, BASF Coatings comercializou un sellador híbrido UV/térmico. O motivo para usar unha cura híbrida é que o exceso de pulverización curarase en superficies non críticas. O paso clave para eliminar os "pops de porosidade" é a exposición á enerxía UV, aumentando significativamente a densidade de enlace cruzado do revestimento exposto nas superficies críticas. Se o selado non recibe a mínima enerxía UV, o revestimento aínda pasa todos os demais requisitos de rendemento.
O uso da tecnoloxía de cura dual neste caso proporciona novas propiedades de revestimento mediante a utilización do curado UV ao tempo que proporciona un factor de seguridade para o revestimento nunha aplicación de alto valor. Esta aplicación non só demostra como a tecnoloxía UV pode proporcionar propiedades de revestimento únicas, senón que tamén demostra que un sistema de revestimento curado por UV é viable en pezas de automóbiles de gran valor, gran volume, grandes e complexos. Este revestimento utilizouse en aproximadamente un millón de paneis do corpo.
Barniz transparente OEM
Sen dúbida, o segmento de mercado de tecnoloxía UV con maior visibilidade son os revestimentos de Clase A do panel exterior do automóbil. Ford Motor Company presentou tecnoloxía UV nun prototipo de vehículo, o coche Concept U, no Salón Internacional do Automóbil de América do Norte en 2003. A tecnoloxía de revestimento demostrada foi unha capa transparente curada por UV, formulada e subministrada por Akzo Nobel Coatings. Este revestimento foi aplicado e curado sobre paneis individuais do corpo feitos de diversos materiais.
En Surcar, a principal conferencia mundial de revestimentos para automóbiles que se celebra cada dous anos en Francia, tanto DuPont Performance Coatings como BASF fixeron presentacións en 2001 e 2003 sobre tecnoloxía de curado UV para revestimentos transparentes para automóbiles. O impulsor deste desenvolvemento é mellorar un problema principal de satisfacción do cliente para a pintura: a resistencia a arañazos e roturas. Ambas empresas desenvolveron revestimentos de cura híbrida (UV e térmicos). O propósito de seguir o camiño da tecnoloxía híbrida é minimizar a complexidade do sistema de curado UV ao mesmo tempo que se alcanzan as propiedades de rendemento obxectivo.
Tanto DuPont como BASF instalaron liñas piloto nas súas instalacións. A liña DuPont en Wuppertal ten a capacidade de curar corpos completos. As empresas de revestimento non só teñen que mostrar un bo rendemento de revestimento, tamén teñen que demostrar unha solución na liña de pintura. Un dos outros beneficios do curado UV/térmico citados por DuPont é que a lonxitude da porción de capa transparente da liña de acabado pode reducirse nun 50% simplemente reducindo a lonxitude do forno térmico.
Desde o lado da enxeñaría, Dürr System GmbH fixo unha presentación sobre un concepto de planta de montaxe para o curado UV. Unha das variables fundamentais nestes conceptos foi a localización do proceso de curado UV na liña de acabado. As solucións de enxeñería incluían a localización de lámpadas UV antes, dentro ou despois do forno térmico. Dürr considera que existen solucións de enxeñería para a maioría das opcións de proceso que inclúen formulacións actuais en desenvolvemento. Fusion UV Systems tamén presentou unha nova ferramenta: unha simulación por ordenador do proceso de curado UV para carrocerías de automóbiles. Este desenvolvemento levouse a cabo para apoiar e acelerar a adopción da tecnoloxía de curado UV nas plantas de montaxe.
Outras Aplicacións
Continúa o traballo de desenvolvemento de revestimentos plásticos utilizados en interiores de automóbiles, revestimentos para llantas de aliaxe e tapas de rodas, capas transparentes sobre pezas grandes moldeadas en cor e para pezas debaixo do capó. O proceso UV segue sendo validado como unha plataforma de curado estable. Todo o que realmente está cambiando é que os revestimentos UV están cambiando a pezas máis complexas e de maior valor. A estabilidade e viabilidade a longo prazo do proceso demostrouse coa aplicación de iluminación frontal. Comezou hai máis de 20 anos e agora é o estándar da industria.
Aínda que a tecnoloxía UV ten o que algúns consideran un factor "cool", o que a industria quere facer con esta tecnoloxía é proporcionar as mellores solucións aos problemas dos acabadores. Ninguén usa unha tecnoloxía por mor da tecnoloxía. Ten que entregar valor. O valor pode vir en forma de mellora da produtividade relacionada coa velocidade de curación. Ou pode vir de propiedades melloradas ou novas que non foi capaz de acadar coas tecnoloxías actuais. Pode proceder dunha primeira calidade superior porque o revestimento está aberto á sucidade durante menos tempo. Pode proporcionar un medio para reducir ou eliminar os VOC nas súas instalacións. A tecnoloxía pode aportar valor. A industria UV e os acabadores deben seguir traballando xuntos para elaborar solucións que melloren os resultados do acabador.
Hora de publicación: 14-mar-2023
