1. Tablo
-Tanım: Boyama, bir nesnenin yüzeyini koruma, estetik vb. amaçlarla kaplamak için boya kullanılarak bir kaplama filmi oluşturmak amacıyla yapılan işlemlerin genel adıdır.
-Amaç: Boyamanın amacı sadece estetik değil, aynı zamanda koruma ve dolayısıyla ürün kalitesinin iyileştirilmesidir.
1) Koruma: Otomobilleri oluşturan ana malzemelerin çoğu çelik levhadır ve bir araç çelik levha ile kaplandığında, havadaki nem veya oksijenle reaksiyona girerek paslanmaya neden olur. Boyamanın en büyük amacı, paslanmayı önleyerek nesneyi korumaktır.
2) Estetik: Bir arabanın şekli, üç boyutlu yüzeyler, düz yüzeyler, kavisli yüzeyler, düz çizgiler ve eğriler gibi çeşitli yüzey ve çizgi türlerine sahiptir. Böylesine karmaşık bir şekle sahip bir nesneyi boyamak, arabanın şekliyle uyumlu bir renk duygusu yaratır ve aynı zamanda arabanın estetiğini de artırır.
3) Pazarlanabilirliğin Artırılması: Günümüzde piyasada çeşitli otomobil türleri bulunmaktadır, ancak bunlar arasında, tek tip bir tasarıma ve aynı işleve sahip araçlar, örneğin iki tonlu boyaya sahip olanlar, karşılaştırıldığında daha iyi görünmektedir. Bu sayede, ürünün boyanarak değerinin artırılması da hedeflerden biridir. Ayrıca, son zamanlardaki hızlı çevresel değişimler nedeniyle otomobillerin dış yüzeyinin dayanıklılığı da önem kazanmaktadır. Örneğin, asit yağmurunun neden olduğu kaplama filminin hasar görmesini ve otomatik araç yıkama fırçalarının neden olduğu ilk parlaklığın bozulmasını önleyen fonksiyonel boyalara olan talep artmakta ve bu da pazarlanabilirliği artırmaktadır.Kaplama kalitesi gereksinimlerine bağlı olarak otomatik boyama ve manuel boyama kullanılır.
2. Boyanın bileşimi: Boyanın bileşimi Boya, pigment, reçine ve çözücüden oluşan üç bileşenin homojen bir şekilde karıştığı (dağıldığı) viskoz bir sıvıdır.
- Pigment: Çözücülerde veya suda çözünmeyen renkli bir tozdur. Boyalardan farkı, suda veya çözücülerde çözünmeden parçacıklar halinde dağılmalarıdır. Parçacık boyutu birkaç mikrometreden birkaç on mikrometreye kadar değişir. Ayrıca, dairesel, çubuk, iğne ve pul pul gibi çeşitli şekilleri mevcuttur. Kaplama filmine renk (renklendirme gücü) ve gizleme gücü (bir nesnenin yüzeyini opak olarak örtme ve gizleme yeteneği) veren bir tozdur ve inorganik ve organik olmak üzere iki türü vardır. Pigment), cila ve uzatıcı pigmentler, yüzey hissini iyileştirmek için kullanılır. Renksiz ve şeffaf boyalara, boyaları oluşturan bileşenlerden pigmentler çıkarıldığında "şeffaf" denir.
Kaplama filminin daha parlak olmasını sağlamak için kullanılır.
1) Pigmentin işlevi
* Renk pigmentleri: renk verme, gizleme gücü
İnorganik pigmentler: Bunlar çoğunlukla beyaz, sarı ve kırmızımsı kahverengi gibi doğal pigmentlerdir. Çinko, titanyum, kurşun, demir, bakır vb. gibi metal bileşikleridir. Genel olarak mükemmel hava ve ısı direnci gizleme özelliklerine sahiptirler, ancak renk canlılığı açısından organik pigmentler kadar iyi değillerdir. Otomobil boyası olarak tek başına inorganik pigment kullanılmaz. Ayrıca, çevre kirliliğini önleme açısından, kadmiyum ve krom gibi zararlı ağır metaller içeren pigmentler şu anda kullanılmamaktadır.
Organik pigment: Organik sentez yoluyla periyodik kimyasal reaksiyonla üretilir ve metal bileşiğinden veya doğada bulunduğu haliyle elde edilen bir maddedir. Genellikle örtücülük özelliği çok iyi değildir, ancak berrak bir renk elde edildiğinden, otomobillerin dış cephe boyası olarak düz renk, metalik renk ve mika renginin canlı boyanmasında yaygın olarak kullanılır.
* Pas önleyici pigment: paslanmayı önler
* Uzatıcı Pigment: Kaplama filminin ayrışması önlenerek, dayanıklılığı artırılarak sert bir kaplama filmi elde edilebilir.
- Reçine: Pigmenti pigmente bağlayan ve kaplama filmine parlaklık, sertlik ve yapışma sağlayan şeffaf bir sıvıdır. Bir diğer adı da bağlayıcıdır. Kaplama filminin kuruma özellikleri ve dayanıklılığı büyük ölçüde reçinenin özelliklerine bağlıdır.
1) Doğal reçine: Esas olarak bitkilerden elde edilir veya salgılanır ve yağ bazlı vernik, cila, lake gibi boyalarda kullanılır.
2) Sentetik reçine: Çeşitli kimyasal hammaddelerden kimyasal reaksiyonlar yoluyla sentezlenen reçineler için kullanılan genel bir terimdir. Doğal reçinelere kıyasla çok büyük bir molekül ağırlığına sahip organik bir bileşiktir. Ayrıca sentetik reçineler, termoplastik reçineler (ısıtıldığında yumuşar ve erir) ve termoset reçineler (ısı uygulanarak kimyasal reaksiyonla sertleşir ve soğutulduktan sonra tekrar ısıtıldığında bile yumuşamaz veya erimez) olarak ikiye ayrılır.
- Çözücü: Reçineyi eriterek pigment ve reçinenin kolayca karışmasını sağlayan şeffaf bir sıvıdır. Boyama sonrasında tiner gibi buharlaşır ve kaplama filminde kalmaz.
Car boyama
1. Boyaların Genel Görünümü ve TanımıOtomotiv boyaları, 'pas önleyici (anti-pas)' ve 'güzellik özellikleri' sağlama açısından, zamanın en yeni teknolojilerini uygulayarak otomobillerin pazarlanabilirliğini artırmada rol oynamıştır. Aşağıdaki kaliteli ürünlerde, boyalar ve kaplama sistemleri, bu kaplama özelliklerini en ekonomik şekilde elde etmek için tasarlanmıştır.
Boyalar genellikle akışkandır ve kaplanacak nesnenin yüzeyine kaplanarak kuruma ve kürlenme süreçleriyle sürekli bir film (kaplama filmi) oluşturma özelliğine sahiptir. Bu şekilde oluşturulan kaplama filminin fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre, kaplanacak nesneye 'pas önleyici' ve 'plastik' özellik kazandırılır.
2. Otomotiv boyama işlemiHedef aracın kaplama kalitesini en ekonomik şekilde elde etmek için, kaplama süreci ve kaplama özellikleri belirlenir ve her bir süreçte elde edilen kaplama filmine her bir önemli kalite atanır. Ayrıca, kaplama filminin özellikleri iyi ve kötü proses işlenebilirliğine bağlı olduğundan, her bir süreçte kullanılan boya, proses koşulları dikkate alınarak atanan ana işlevin en üst düzeye çıkarılabileceği şekilde tasarlanır.Uygulama boyahanede sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir.
Yukarıdaki işlem, otomobil dış panellerinin kaplanmasında en yaygın olarak kullanılan 3 veya 4 katlı bir kaplama sistemidir ve her işlemde oluşan kaplama filmi, daha sonra açıklanacak işlevleri sergiler ve kapsamlı bir kaplama sistemi olarak otomobillerin kaplama kalitesini belirler. Kamyon ve hafif ticari araçlarda, ara bir adımın kaplama adımından çıkarıldığı iki katlı bir kaplama sisteminin kullanıldığı durumlar vardır. Ayrıca, lüks otomobillerde, ara veya son katın iki kez uygulanmasıyla daha iyi bir kalite elde etmek mümkündür.
Ayrıca son zamanlarda orta ve üst kaplama proseslerinin entegre edilerek kaplama maliyetinin düşürülmesine yönelik bir proses araştırılmış ve uygulanmıştır.
- Yüzey işleme süreci: Metalin korozyon reaksiyonunu baskılayarak ve alt katman (elektrodepozisyon filmi) ile malzeme (alt tabaka) arasındaki yapışmayı güçlendirerek paslanmayı önlemeyi iyileştirir. Günümüzde filmin ana bileşeni çinko fosfattır ve daldırma yöntemi, karmaşık yapıya sahip parçaları yeterli şekilde işleyebilmesi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle katyonik elektrodepozisyonda, korozyon direncini daha da artırmak için kaplamaya Zn dışındaki Fe, Ni ve Mn gibi metaller eklenir.
- Elektrokaplama kaplaması (Katyon tipi elektrokaplama astarı): Alt kaplama esas olarak pas önleme işlevini paylaşır. Mükemmel pas önleme özelliklerine ek olarak, epoksi reçine bazlı katyonik elektrokaplama boyası, otomotiv alt kaplamalarında aşağıdaki avantajlara sahiptir. ① Elektrokaplama kaplaması sırasında çinko fosfatla işlenmiş film elüsyona uğramaz. ② Reçine yapısındaki bazik yapı nedeniyle korozyon reaksiyonunu önleyici etki. ③ Epoksi reçinesinin yüksek alkali direnci sayesinde yapışmayı koruma etkisi sayesinde mükemmel pas önleme özelliği.
1) Katyonik elektrodepozisyonun avantajları
* Karmaşık şekiller bile düzgün bir film kalınlığıyla kaplanabilir
* Karmaşık parçalara ve birleşim yerlerine mükemmel iç penetrasyon.
* Otomatik boyama
* Hattın kolay bakımı ve yönetimi.
* İyi boyama işlenebilirliği.
* UF kapalı devre su yıkama sistemi uygulanabilir (daha az boya kaybı ve daha az atık su kirliliği)
* Düşük solvent içeriği ve düşük hava kirliliği.
* Su bazlı boya olup yangın riski çok azdır.
2) Katyonik elektrokaplama boyası: Genellikle, bir epoksi reçinesine birincil veya kuaterner aminlerin eklenmesiyle elde edilen bir poliamino reçinesidir. Suda çözünür hale getirmek için asit (asetik asit) ile nötrleştirilir. Ayrıca, kaplama filminin kürleme yöntemi, kürleme maddesi olarak Bloke İzosiyanat kullanan bir üretan çapraz bağlama reaksiyonudur.
3) Elektrokaplama boyasının işlevinin iyileştirilmesi: Otomobil astarı olarak tüm dünyaya yayılmış durumda, ancak sadece otomobilin tamamının korozyon önleyici özelliğini değil, aynı zamanda sıvama kalitesini de iyileştirmek için araştırma ve geliştirme çalışmaları devam ediyor.
* Pas önleme fonksiyonu/koruyucu tabaka
Git. Kesinlikle kaplama özelliği, derzlerin penetrasyon direnci, kırılma direnci
sen. Paslanmaz çelik sac kabiliyeti (suya dayanıklı yapışma, dönme direnci)
yap. Düşük sıcaklıkta sertleştirme (Kauçukla tutturulan parçaların paslanmaya karşı direncinin artırılması, vb.)
* Kozmetik fonksiyon/dekoratif
git. Çelik sacların kaplama özellikleri pürüzlülük (pürüzsüzlük ve parlaklığın iyileştirilmesine katkı sağlar, vb.)
sen. Sararma direnci (beyaz üst katın sararmasının engellenmesi)
- Ara kat: Ara kat, alt katın pas önleme işlevini (elektrokaplama) ve üst katın sıvama işlevini en üst düzeye çıkarmak için yardımcı bir rol oynar ve tüm boyama sisteminin boya kalitesini iyileştirme işlevi görür. Ayrıca, ara kat işlemi, gerçek boyama hattında alt katın kaçınılmaz kusurlarını (çizikler, toz yapışması vb.) bir dereceye kadar kapattığı için kaplama kusurlarının azaltılmasına katkıda bulunur.
Ara boya, temel reçine olarak yağsız polyester reçinesi kullanan ve melamin reçinesi ve son zamanlarda üretan (Bl) ekleyerek ısıyla kürlenen bir boya türüdür. Son zamanlarda, çatlama direncini artırmak için, çatlama astarı bazen ıslak üst üste ıslak ön işlemle kaplanmaktadır.
1) Ara katın dayanıklılığı
* Suya dayanıklılık: Düşük emicilik ve kabarcık oluşumunu engeller
* Kırılma direnci: Taş atıldığında oluşan darbe enerjisini emerek kaplama filminde oluşacak hasarı azaltır, ses oluşumunu engeller ve kabuk korozyonunun oluşmasını engeller.
* Hava koşullarına dayanıklılık: UV ışınlarından dolayı daha az bozulma olur ve dış etkenlere maruz kalma sonucu üst katın soyulmasını engeller.
2) Ara katın sıvama işlevi
* Alt kaplama özelliği: Elektrokaplama kaplamasının yüzey pürüzlülüğünü kapatarak bitmiş dış yüzeyin pürüzsüzleştirilmesine katkıda bulunur.
* Çözücü dayanımı: Üst katın çözücüsüne karşı ara katın şişmesi ve çözünmesi engellenerek yüksek kontrastlı görüntü kalitesi elde edilir.
* Renk ayarlaması: Orta kat genellikle gridir, ancak son zamanlarda üzerine renk verilerek (color sealer) kapatıcılığı düşük, örtücülüğü düşük bir üst kat uygulaması yapılabilmektedir.
3) Ara boya
*Ara kat için gereken kalite: kırılma direnci, taban gizleme özelliği, elektrokaplama filmine yapışma, pürüzsüzlük, ışık kaybı olmaması, üst kata yapışma, ışık bozulma direnci
- Son Kat: Son katın en önemli işlevi, kozmetik özellikler kazandırmak ve onu koruyup muhafaza etmektir. Renk, yüzey pürüzsüzlüğü, parlaklık ve görüntü kalitesi (kaplama filmindeki bir nesnenin görüntüsünü net bir şekilde aydınlatma yeteneği) gibi kalite unsurları vardır. Ayrıca, son kat için bu tür otomobillerin estetiğini uzun süre koruma ve muhafaza etme yeteneği de gereklidir.
- Son Kat: Son katın en önemli işlevi, kozmetik özellikler kazandırmak ve onu koruyup muhafaza etmektir. Renk, yüzey pürüzsüzlüğü, parlaklık ve görüntü kalitesi (kaplama filmindeki bir nesnenin görüntüsünü net bir şekilde aydınlatma yeteneği) gibi kalite unsurları vardır. Ayrıca, son kat için bu tür otomobillerin estetiğini uzun süre koruma ve muhafaza etme yeteneği de gereklidir.
1) Son kat: Renkler, boyaya uygulanan pigment bazına göre sınıflandırılır ve büyük ölçüde alüminyum tozu pulları gibi pul halindeki pigmentlerin kullanılıp kullanılmamasına bağlı olarak mika rengi, metalik renk ve düz renk olarak ayrılır.
* Görünüm kalitesi: pürüzsüzlük, parlaklık, canlılık, arazi hissi
* Dayanıklılık: parlaklık bakımı ve koruması, renk değişimi, solma
* Yapışma: Tekrar kaplama yapışması, 2 ton yapışması, ortamla yapışma
* Çözücü direnci
* Kimyasal direnç
* İşlevsel kalite: araba yıkamaya dayanıklılık, asit yağmuruna dayanıklılık, çatlamaya dayanıklılık
2) Çevre dostu boya
* Yüksek Katı Madde: Bu, VOC (Uçucu Organik Bileşikler) yönetmeliklerine uygun, yüksek katı maddeli bir boyadır ve kullanılan organik çözücü miktarını azaltan bir türdür. Mükemmel toprak hissi ve düşük molekül ağırlıklı reçine kullanımı ile öne çıkar.
* Su Bazlı Boya Tipi (su bazlı boya): Bu boya, kullanılan organik çözücü miktarını en aza indiren ve boya inceltici olarak su (saf su) kullanan bir boyadır. Bir özellik olarak, boyama işleminde suyu buharlaştırabilen bir ön ısıtma tesisi (IR_Preheat) gereklidir, bu nedenle tesis tadilatı gereklidir ve su bazlı boyalar için püskürtücünün de bir elektrot yöntemine ihtiyacı vardır.
3) Fonksiyonel boya
* CCS (Kompleks Çapraz Bağlama Sistemi, kompleks çapraz bağlama tipi boya): Akrilik/melamin reçine sisteminde asit yağmurlarına karşı hassas olan melamin reçinesinin bir kısmının değiştirilerek asit dayanımı ve çizilme direncinin iyileştirildiği bir tür üretan (izosiyanat) veya silan reçinesidir.
* NCS (Yeni Çapraz Bağlama Sistemi, Yeni Çapraz Bağlama Tipi Boya): Akrilik reçine üzerine asit-epoksi kürlenmesiyle elde edilen melamin esaslı olmayan boyadır. Mükemmel asit direnci, çizilme direnci ve leke direncine sahiptir.
- Üst katın kaplama işlenebilirliği: Hedeflenen üst katın ekonomik olarak iyi bir şekilde tekrarlanabilirliğini sağlamak için, iyi boya işlenebilirliği (atomizasyon, akışkanlık, iğne deliği, pürüzsüzlük vb.) şarttır. Bunun için, boyamadan fırınlama ve sertleştirmeye kadar çoklu film oluşturma sürecinde viskozite davranışını ayarlamak önemlidir. Boyama kabininin sıcaklığı, nemi ve rüzgar hızı gibi boyama ortamı koşulları da önemli faktörlerdir.
1) Reçinenin viskozitesi: moleküler ağırlık, uyumluluk (çözünürlük parametresi: SP değeri)
2) Pigment: yağ emilimi, pigment konsantrasyonu (PWC), dağılmış parçacık boyutu
3) Katkı maddeleri: viskoz madde, egalize maddesi, köpük önleyici madde, renk ayrımını önleyici vb.
4) Kürlenme hızı: Baz reçinedeki fonksiyonel grupların konsantrasyonu, çapraz bağlayıcı maddenin reaktivitesi
Ayrıca, kaplama filminin kalınlığı, son katın bitmiş görünümü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Son zamanlarda, mikrojel gibi yapısal bir viskoz ajan, hem akışkanlık hem de düzleştirme özellikleri elde etmeyi mümkün kılmakta ve kalın film kaplamasıyla bitmiş görünüm iyileştirilmektedir.
- Üst kaplamanın hava koşullarına dayanıklılığı: Otomobiller çeşitli ortamlara maruz kalmasına rağmen üst kaplama ışık, su, oksijen, ısı vb. etkilere maruz kalır. Bunun sonucunda estetiği bozan bir takım olumsuzluklar meydana gelir.
1) Optik olaylar
* Parlaklığın bozulması: Kaplama filminin yüzey pürüzsüzlüğü bozulur ve yüzeyden gelen ışığın dağınık yansıması artar. Reçinenin bileşimi önemlidir, ancak pigmentin etkisi de önemlidir.
* Renk Değişimi: İlk kaplamanın renk tonu, kaplama filmindeki pigment veya reçinenin yaşlanmasına bağlı olarak değişir. Otomotiv uygulamaları için hava koşullarına en dayanıklı pigment seçilmelidir.
2) mekanik olaylar
* Çatlaklar: Kaplama filminin fiziksel özelliklerinde fotooksidasyon veya hidroliz (uzama, yapışma vb. azalması) ve iç gerilim nedeniyle oluşan değişiklikler nedeniyle kaplama filminin yüzey tabakasında veya tüm kaplama filminde çatlaklar oluşur. Özellikle metalik şeffaf bir kaplama filminde bu durum daha sık görülür ve akrilik reçinenin bileşiminin ve kaplama filminin fiziksel özelliklerinin ayarlanmasına ek olarak, bir ultraviyole emici ve bir antioksidanın uygulanması etkilidir.
* Soyulma: Kaplama filminin yapışma özelliğinin azalması veya reolojik özelliklerinin düşmesi, taşların sıçraması veya titreşimi gibi dış kuvvetlerin etkisi sonucu kaplama filminin kısmen soyulmasıdır.
3) kimyasal olay
* Leke kirliliği: Kaplama filminin yüzeyine kurum, böcek cesetleri veya asit yağmuru yapışırsa, parça lekelenir ve lekeler halinde renk değiştirir. Çizilmeye ve alkaliye dayanıklı bir pigment ve reçine uygulanması gerekir. Metalik renge şeffaf vernik uygulanmasının nedenlerinden biri, alüminyum tozunu korumaktır.
- Üst kaplamanın gelecekteki zorlukları: Estetik ve tasarım, otomobillerin ticari özelliklerini iyileştirmede giderek daha önemli hale geliyor. Taleplerin çeşitlenmesine ve plastik gibi malzemelerdeki değişikliklere yanıt verirken, otomobilin maruz kaldığı ortamın bozulması ve hava kirliliğinin azaltılması gibi sosyal taleplere de yanıt vermek gerekiyor. Bu koşullar altında, bir sonraki otomobil için çeşitli üst kaplamalar düşünülüyor.
Tipik otomotiv boyama süreçlerine daha yakından bakalım ve ısı ve kütle transferinin önemli uygulama alanları olduğunu görelim. Otomobiller için genel boyama süreci aşağıdaki gibidir.
① Ön işlem
② Elektrodepozisyon (alt kaplama)
③ Sızdırmazlık boyası
④ Alt Kaplama
⑤ balmumu boyama
⑥ Çip Önleyici Astar
⑦ Astar
⑧ Üst Kat
⑨ Kusur giderme ve parlatma
Otomobil üretim süreci yaklaşık 20 saat sürer ve bunun 10 saati, yani yukarıda listelenen sürecin yarısı kadardır. Bunlar arasında en önemli ve önemli süreçler ön işlem, elektrokaplama (alt kaplama), astar kaplama ve son kaplamadır. Şimdi bu süreçlere odaklanalım.
Gönderim zamanı: 08-11-2022
