Moitos consideran que a tecnoloxía UV é a tecnoloxía "emerxente" para o curado de revestimentos industriais. Aínda que pode ser nova para moitos na industria dos revestimentos industriais e da automoción, existe desde hai máis de tres décadas noutras industrias...
Moitos consideran que a tecnoloxía UV é a tecnoloxía "emerxente" para o curado de revestimentos industriais. Aínda que pode ser nova para moitos na industria dos revestimentos industriais e automotrices, existe desde hai máis de tres décadas noutras industrias. A xente camiña sobre produtos de chan de vinilo con revestimento UV todos os días, 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 utilízase no revestimento de carcasas de plástico, revestimentos para protexer os compoñentes electrónicos internos, compoñentes unidos con adhesivo UV e mesmo na produción das pantallas a cor que se atopan nalgúns teléfonos. Do mesmo xeito, as industrias da fibra óptica e dos DVD/CD utilizan exclusivamente revestimentos e adhesivos UV e non existirían tal e como os coñecemos hoxe se a tecnoloxía UV non tivese permitido o seu desenvolvemento.
Entón, que é o curado UV? De xeito sinxelo, é un proceso para reticular (curar) revestimentos mediante un proceso químico iniciado e sostido pola enerxía UV. En menos dun minuto, o revestimento convértese de líquido a sólido. Existen diferenzas fundamentais nalgunhas das materias primas e na funcionalidade das resinas do revestimento, pero estas son transparentes para o usuario do revestimento.
Os equipos de aplicación convencionais, como pistolas pulverizadoras atomizadas por aire, HVLP, campás rotatorias, revestimento por fluxo, revestimento por rolo e outros equipos, aplican revestimentos UV. Non obstante, en lugar de pasar a un forno térmico despois da aplicación do revestimento e o flash con solvente, o revestimento cúrase con enerxía UV xerada por sistemas de lámpadas UV organizados dun xeito que ilumina o revestimento coa cantidade mínima de enerxía necesaria para lograr o curado.
As empresas e as industrias que explotan os atributos da tecnoloxía UV ofreceron un valor extraordinario ao proporcionar eficiencias de produción superiores e un produto final superior, á vez que melloraron os beneficios.
Explotando os atributos de UV
Cales son os atributos clave que se poden aproveitar? En primeiro lugar, como se mencionou anteriormente, o curado é moi rápido e pódese facer a temperatura ambiente. Isto permite un curado eficiente de substratos sensibles á calor e todos os revestimentos pódense curar moi rapidamente. O curado UV é clave para a produtividade se a restrición (pescozo de botella) no seu proceso é un longo tempo de curado. Ademais, a velocidade permite un proceso cunha pegada moito menor. En comparación, un revestimento convencional que require un horneado de 30 minutos a unha velocidade de liña de 15 fpm require 450 pés de transportador no forno, mentres que un revestimento curado UV pode requirir só 25 pés (ou menos) de transportador.
A reacción de reticulación UV pode dar lugar a un revestimento cunha durabilidade física moi superior. Aínda que os revestimentos poden formularse para ser duros para aplicacións como os pisos, tamén poden fabricarse para ser moi flexibles. Ambos os tipos de revestimentos, duros e flexibles, utilízanse en aplicacións automotrices.
Estes atributos son os impulsores do desenvolvemento e a penetración continuos da tecnoloxía UV para os revestimentos de automóbiles. Por suposto, existen desafíos asociados co curado UV dos revestimentos industriais. A principal preocupación para o propietario do proceso é a capacidade de expoñer todas as áreas das pezas complexas á enerxía UV. Toda a superficie do revestimento debe estar exposta á enerxía UV mínima necesaria para curalo. Isto require unha análise coidadosa da peza, a colocación das pezas e a disposición das lámpadas para eliminar as zonas de sombra. Non obstante, houbo melloras significativas nas lámpadas, as materias primas e os produtos formulados que superan a maioría destas restricións.
Iluminación frontal para automóbiles
A aplicación específica do sector automobilístico onde os raios UV se converteron na tecnoloxía estándar é a industria da iluminación dianteira do sector, onde os revestimentos UV levan máis de 15 anos utilizándose e agora representan o 80 % do mercado. Os faros dianteiros 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 (imprimación) UV que sela o substrato e proporciona unha superficie ultrasuave para a metalización. O mercado das capas base dos reflectores está agora esencialmente curado ao 100 % con raios UV. As principais razóns para a súa adopción foron a mellora da produtividade, a pequena pegada do proceso e as propiedades superiores de rendemento do revestimento.
Aínda que os revestimentos empregados se curan con UV, conteñen solventes. Non obstante, a maior parte do exceso de pulverización recupérase e recíclase no proceso, conseguindo unha eficiencia de transferencia próxima ao 100 %. O obxectivo para o desenvolvemento futuro é aumentar os sólidos ao 100 % e eliminar a necesidade dun oxidante.
Pezas de plástico exteriores
Unha das aplicacións menos coñecidas é o uso dunha capa transparente curable por UV sobre molduras laterais da carrozaría moldeadas da mesma cor. Inicialmente, este revestimento desenvolveuse para reducir o amareleamento na exposición exterior das molduras laterais de vinilo da carrozaría. O revestimento tiña que ser moi resistente e flexible para manter a adhesión sen que os obxectos golpeasen a moldura rachasen. Os factores que impulsan o uso de revestimentos UV nesta aplicación son a velocidade de curado (pegada pequena do proceso) e as propiedades de rendemento superiores.
Paneis de carrozaría SMC
O composto de moldeo de láminas (SMC) é un material composto que se leva empregando como alternativa ao aceiro durante máis de 30 anos. O SMC consiste nunha resina de poliéster chea de fibra de vidro que se funde en láminas. Estas láminas colócanse despois nun molde de compresión e fórmanse en paneis de carrozaría. O SMC pódese elixir porque reduce os custos de ferramentas para pequenas series de produción, reduce o peso, proporciona resistencia ás abolladuras e á corrosión e dá maior latitude aos estilistas. Non obstante, un dos desafíos ao usar o SMC é o acabado da peza na planta de montaxe. O SMC é un substrato poroso. Cando o panel da carrozaría, agora nun vehículo, pasa polo forno de pintura transparente, pode producirse un defecto de pintura coñecido como "estalamento de porosidade". Isto requirirá polo menos unha reparación localizada ou, se hai suficientes "estalamentos", unha repintura completa da carrozaría.
Hai tres anos, nun esforzo por eliminar este defecto, BASF Coatings comercializou un selador híbrido UV/térmico. A razón para usar un curado híbrido é que o exceso de pulverización curarase en superficies non críticas. O paso clave para eliminar os "esporas de porosidade" é a exposición á enerxía UV, o que aumenta significativamente a densidade de reticulación do revestimento exposto nas superficies críticas. Se o selador non recibe a enerxía UV mínima, o revestimento aínda cumpre todos os demais requisitos de rendemento.
O uso da tecnoloxía de dobre curado neste caso proporciona novas propiedades de revestimento mediante a utilización do curado UV, á vez 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 alto valor, alto volume, grandes e complexas. Este revestimento utilizouse en aproximadamente un millón de paneis de carrozaría.
Barniz transparente OEM
Podería dicirse que o segmento de mercado da tecnoloxía UV con maior visibilidade son os revestimentos de clase A para paneis de carrozaría exteriores de automóbiles. Ford Motor Company presentou a 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 aplicouse e curou sobre paneis individuais da carrozaría 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 ofreceron presentacións en 2001 e 2003 sobre a tecnoloxía de curado UV para revestimentos transparentes para automóbiles. O impulsor deste desenvolvemento é mellorar un problema principal de satisfacción do cliente en canto á pintura: a resistencia aos arañazos e ás marcas. Ambas as empresas desenvolveron revestimentos de curado híbrido (UV e térmico). O obxectivo de seguir a vía da tecnoloxía híbrida é minimizar a complexidade do sistema de curado UV e, ao mesmo tempo, conseguir as propiedades de rendemento desexadas.
Tanto DuPont como BASF instalaron liñas piloto nas súas instalacións. A liña de DuPont en Wuppertal ten a capacidade de curar carrozarías enteiras. As empresas de revestimento non só teñen que demostrar un bo rendemento do revestimento, senón que tamén teñen que demostrar unha solución de liña de pintura. Outro dos beneficios do curado UV/térmico citados por DuPont é que a lonxitude da parte da capa transparente da liña de acabado pódese reducir nun 50 % simplemente reducindo a lonxitude do forno térmico.
Desde o punto de vista da enxeñaría, Dürr System GmbH fixo unha presentación sobre un concepto de planta de montaxe para o curado UV. Unha das variables clave nestes conceptos foi a localización do proceso de curado UV na liña de acabado. As solucións de enxeñaría incluíron a localización das lámpadas UV antes, dentro ou despois do forno térmico. Dürr cre que existen solucións de enxeñaría para a maioría das opcións de proceso que implican as formulacións actuais en desenvolvemento. Fusion UV Systems tamén presentou unha nova ferramenta: unha simulación por ordenador do proceso de curado UV para carrozarías de automóbiles. Este desenvolvemento levouse a cabo para apoiar e acelerar a adopción da tecnoloxía de curado UV nas plantas de montaxe.
Outras aplicacións
Continúan os traballos de desenvolvemento de revestimentos plásticos empregados en interiores de automóbiles, revestimentos para llantas de aliaxe e tapacubos, capas transparentes sobre pezas grandes moldeadas na mesma cor e para pezas baixo o capó. O proceso UV continúa a ser validado como unha plataforma de curado estable. O único que está a cambiar realmente é que os revestimentos UV están a pasar a pezas máis complexas e de maior valor. A estabilidade e a viabilidade a longo prazo do proceso demostráronse coa aplicación da iluminación dianteira. 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 "xenial", o que a industria quere facer con esta tecnoloxía é proporcionar as mellores solucións aos problemas dos encargados do acabado. Ninguén usa unha tecnoloxía pola tecnoloxía en si. Ten que ofrecer valor. O valor pode vir en forma de mellora da produtividade relacionada coa velocidade de curado. Ou pode vir de propiedades novas ou melloradas que non se puideron conseguir coas tecnoloxías actuais. Pode vir dunha maior calidade á primeira porque o revestimento está exposto á sucidade durante menos tempo. Pode proporcionar un medio para reducir ou eliminar os COV nas súas instalacións. A tecnoloxía pode ofrecer valor. A industria UV e os encargados do acabado deben seguir traballando xuntos para crear solucións que melloren os resultados do encargado do acabado.
Data de publicación: 14 de marzo de 2023
