1. Tablo
-Tanım: Boyama, bir nesnenin yüzeyini koruma, estetik vb. amaçlarla kaplamak için boya kullanılarak yapılan işlemlerin genel adıdır.
-Amaç: Boyamanın amacı sadece estetik değil, aynı zamanda koruma ve dolayısıyla ürün kalitesinin iyileştirilmesidir.
1) Koruma: Otomobillerin ana bileşenlerinin çoğu çelik levhalardır ve bir araç çelik levha kaplama ile yapıldığında, havadaki nem veya oksijenle reaksiyona girerek pas oluşturur. Boyamanın en büyük amacı, bu tür paslanmayı önleyerek nesneyi korumaktır.
2) Estetik: Bir otomobilin şekli, üç boyutlu yüzeyler, düz yüzeyler, kavisli yüzeyler, düz çizgiler ve eğriler gibi çeşitli yüzey ve çizgi türlerine sahiptir. Bu kadar karmaşık bir şekle sahip bir nesneyi boyayarak, otomobilin şekline uygun bir renk duygusu ortaya çıkarılır ve aynı zamanda otomobilin estetiği de iyileştirilir.
3) Pazarlanabilirliğin Artırılması: Şu anda piyasada çeşitli otomobil türleri bulunmaktadır, ancak bunlar arasında, örneğin, tek tip şekle ve aynı fonksiyona sahip araçlar karşılaştırıldığında, iki tonlu boyaya sahip olan daha iyi görünmektedir. Değeri de bu şekilde artmaktadır. Bu nedenle, boyama yoluyla ürünün değerini artırmaya çalışmak da hedeflerden biridir. Ayrıca, son zamanlardaki hızlı çevresel değişiklikler nedeniyle otomobillerin dış yüzeyinin dayanıklılığı da gereklidir. Örneğin, asit yağmurunun neden olduğu kaplama filmine zarar vermeyi ve otomatik oto yıkama fırçalarının neden olduğu ilk parlaklığın bozulmasını önleyen fonksiyonel boyalara olan talep artmakta ve böylece pazarlanabilirlik artmaktadır.Kaplama kalitesi gereksinimlerine bağlı olarak hem otomatik boyama hem de manuel boyama yöntemleri kullanılmaktadır.
2. Boyanın bileşimiBoya bileşimi: Boya, pigment, reçine ve çözücü olmak üzere üç bileşenin homojen bir şekilde karıştırıldığı (dağıtıldığı) viskoz bir sıvıdır.
- Pigment: Çözücülerde veya suda çözünmeyen renkli bir tozdur. Boyalardan farkı, suda veya çözücülerde çözünmeden parçacıklar halinde dağılmış olmalarıdır. Parçacık boyutu birkaç mikrometreden birkaç on mikrometreye kadar değişir. Ayrıca, dairesel, çubuk, iğne ve pul gibi çeşitli şekillerde bulunur. Kaplama filmine renk (renklendirme gücü) ve örtme gücü (opak olarak bir nesnenin yüzeyini örtme ve gizleme yeteneği) veren bir tozdur ve iki türü vardır: inorganik ve organik. Pigmentler, yüzey hissini iyileştirmek için kullanılır. Boyaların bileşenlerinden pigmentler çıkarıldığında, renksiz ve şeffaf boyalara boyalar arasında şeffaf denir.
Kaplama filmine daha fazla parlaklık kazandırmak için kullanılır.
1) Pigmentin işlevi
* Renk pigmentleri: renk verme, kapatma gücü
İnorganik pigmentler: Bunlar esas olarak beyaz, sarı ve kırmızımsı kahverengi gibi doğal pigmentlerdir. Çinko, titanyum, kurşun demir, bakır vb. metal bileşikleridir. Genel olarak, mükemmel hava koşullarına ve ısıya dayanıklılık ve örtücülük 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: Periyodik kimyasal reaksiyon yoluyla organik sentezle üretilen ve metal bileşiğinden veya doğada olduğu gibi oluşan bir maddedir. Genel olarak, örtücülük özelliği çok iyi değildir, ancak net bir renk elde edildiği için, otomobillerin dış cephe boyası olarak, canlı düz renk, metalik renk ve mika rengi gibi boyalarda yaygın olarak kullanılır.
* Pas önleyici pigment: paslanmayı önleme
* Genişletici Pigment: Sert bir kaplama filmi elde edilmesini sağlayarak kaplama filminin bozulmasını önler ve dayanıklılığını artırır.
- Reçine: Pigmentleri birbirine bağlayan ve kaplama filmine parlaklık, sertlik ve yapışma özelliği kazandıran şeffaf bir sıvıdır. Diğer adı 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 ve lak gibi boyalarda kullanılır.
2) Sentetik reçine: Çeşitli kimyasal hammaddelerden kimyasal reaksiyonlar yoluyla sentezlenenler için kullanılan genel bir terimdir. Doğal reçinelere kıyasla çok büyük molekül ağırlığına sahip organik bir bileşiktir. Ayrıca, sentetik reçineler termoplastik reçineler (ısıtıldığında yumuşar ve erir) ve termoset reçineler (ısıtıldığında kimyasal reaksiyonla sertleşir ve soğuduktan sonra tekrar ısıtıldığında bile yumuşamaz ve erimez) olarak ikiye ayrılır.
- Çözücü: Reçineyi eriten, pigment ve reçinenin kolayca karışmasını sağlayan şeffaf bir sıvıdır. Boyama işleminden sonra tiner gibi buharlaşır ve kaplama filminde kalıntı bırakmaz.
Csanat resmi
1. Boyaların Genel Bakışı ve TanımıOtomotiv boyaları, 'paslanmayı önleme' ve 'estetik özellikler' kazandırma açısından, dönemin en son teknolojilerini uygulayarak otomobillerin pazarlanabilirliğini artırmada rol oynamıştır. Aşağıdaki kalite ürünlerinde, bu kaplama özelliklerini en ekonomik şekilde elde etmek için tasarlanmış boyalar ve kaplama sistemleri yer almaktadır.
Boyalar genellikle akışkan özelliktedir ve boyanacak nesnenin yüzeyine kaplanarak kuruma ve sertleşme süreçleriyle sürekli bir film (kaplama filmi) oluşturma özelliğine sahiptir. Bu şekilde oluşan kaplama filminin fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre, boyanacak nesneye 'pas önleme' ve 'plastik' özelliği kazandırılır.
2. Otomotiv boyama süreciHedef otomobilin kaplama kalitesini en ekonomik şekilde elde etmek için, kaplama işlemi ve kaplama özellikleri belirlenir ve her işlemde elde edilen kaplama filmine önemli özellikler atanır. Ayrıca, kaplama filminin özellikleri, işlemin iyi ve kötü işlenebilirliğine bağlı olduğundan, her işlemde kullanılan boya, işlem koşulları dikkate alınarak atanan ana işlevin en üst düzeye çıkarılması sağlanacak şekilde tasarlanır.Boya atölyesinde uygulama son derece sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir.
Yukarıdaki işlem, otomobil dış panellerinin kaplanmasında en yaygın olarak kullanılan 3 veya 4 katmanlı bir kaplama sistemidir ve her işlemde oluşan kaplama filmi, daha sonra açıklanacak işlevleri sergiler ve otomobillerin kaplama kalitesini kapsamlı bir kaplama sistemi olarak belirler. Kamyonlarda ve hafif araçlarda, kaplama işleminden ara bir adımın çıkarıldığı iki katmanlı bir kaplama sisteminin kullanıldığı durumlar da vardır. Ayrıca, üst düzey otomobillerde, ara veya son katmanın iki kez uygulanmasıyla daha iyi bir kalite elde etmek mümkündür.
Ayrıca, son zamanlarda orta ve üst kaplama işlemlerini entegre ederek kaplama maliyetini düşürme süreci incelenmiş ve uygulanmıştır.
- Yüzey işleme süreci: Metalin korozyon reaksiyonunu bastırarak ve alt kaplama (elektrokaplama filmi) ile malzeme (alt tabaka) arasındaki yapışmayı güçlendirerek pas önleme özelliğini geliştirir. Şu anda, filmin ana bileşeni çinko fosfattır ve daldırma yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır, bu sayede karmaşık yapılara sahip parçalar yeterince işlenebilir. Özellikle katyonik elektrokaplama için, korozyon direncini daha da artırmak amacıyla Zn dışında Fe, Ni ve Mn gibi metaller kaplamaya karıştırılır.
- Elektrokaplama (Katyon tipi elektrokaplama astarı): Alt kaplama esas olarak pas önleme işlevini paylaşır. Mükemmel pas önleyici özelliklerine ek olarak, epoksi reçine bazlı katyonik elektrokaplama boyası, otomotiv alt kaplamasında aşağıdaki avantajlara sahiptir: ① Elektrokaplama sırasında çinko fosfat işlem görmüş filmin çözünmesi olmaz. ② Reçine yapısındaki baziklik nedeniyle korozyon reaksiyonunun engelleyici etkisi. ③ Epoksi reçinenin yüksek alkali direncinden kaynaklanan yapışmayı koruma etkisi nedeniyle mükemmel pas önleyici özellik.
1) Katyonik elektrokaplamanın avantajları
* Karmaşık şekiller bile homojen bir film kalınlığıyla kaplanabilir.
* Karmaşık parçalara ve bağlantı noktalarına mükemmel iç nüfuz.
* Otomatik boyama
* Hattın bakımı ve yönetimi kolaydır.
* İyi boyama kolaylığı.
* UF kapalı devre su yıkama sistemi uygulanabilir (boya kaybı daha az ve atık su kirliliği daha düşük).
* Düşük çözücü içeriği ve düşük hava kirliliği.
* Su bazlı bir boyadır ve yangın riski düşüktür.
2) Katyonik elektrokaplama boyası: Genel olarak, bir epoksi reçineye birincil ve dördüncü dereceden aminlerin eklenmesiyle elde edilen bir poliamino reçinedir. Suda çözünebilir hale getirmek için asit (asetik asit) ile nötralize edilir. Ayrıca, kaplama filminin kürleme yöntemi, kürleme ajanı olarak Bloke İzosiyanat kullanan bir üretan çapraz bağlama reaksiyonu tipidir.
3) Elektrokaplama boyasının işlevinin iyileştirilmesi: Otomobil alt kaplaması olarak tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak araştırma ve geliştirme çalışmaları sadece otomobilin genel korozyon direncini değil, aynı zamanda sıva kalitesini de iyileştirmeye yönelik devam etmektedir.
* Pas önleme fonksiyonu/koruyucu katman
Devam et. Kesinlikle kaplama özelliği, derzlerin nüfuz etme direnci, çatlama direnci.
Siz. Paslanmaz çelik levha özelliği (su geçirmez yapışma, dönme direnci)
Düşük sıcaklıkta sertleştirme (Kauçukla yapıştırılan parçaların paslanmaya karşı direncinin artırılması, vb.)
* Kozmetik işlev/dekoratif
Çelik levhanın kaplama özelliklerinin pürüzlülüğü (düzgünlük ve parlaklık vb. özelliklerinin iyileştirilmesine katkıda bulunur.)
Sararma direnci (beyaz üst tabakanın sararmasının önlenmesi)
- Ara katman: Ara katman, astarın (elektrokaplama) pas önleme işlevini ve son katmanın sıva işlevini en üst düzeye çıkarmada yardımcı bir rol oynar ve tüm boyama sisteminin boya kalitesini iyileştirme işlevine sahiptir. Ayrıca, ara katman işlemi, gerçek boyama hattında astarın kaçınılmaz kusurlarını (çizikler, toz yapışması vb.) bir ölçüde örttüğü için boya kusurlarının azaltılmasına katkıda bulunur.
Ara boya, temel reçine olarak yağsız polyester reçine kullanan ve melamin reçinesi ve son zamanlarda üretan (Bl) eklenerek ısıtarak sertleştirilen bir türdür. Son zamanlarda, çatlama direncini artırmak için, ara ön işlemde bazen ıslak üzerine ıslak yöntemiyle çatlama astarı uygulanmaktadır.
1) Ara katmanın dayanıklılığı
* Suya dayanıklılık: düşük emiciliğe sahiptir ve kabarcık oluşumunu engeller.
* Kırılma direnci: Taş atıldığında darbe enerjisini emer ve kaplama filmine verilen hasarı azaltarak ses oluşumunu engeller ve kabuk korozyonunun önlenmesine yardımcı olur.
* Hava koşullarına dayanıklılık: UV ışınlarından kaynaklanan bozulmayı azaltır ve dış mekan maruziyetinden dolayı üst katmanın soyulmasını engeller.
2) Ara katmanın sıva işlevi
* Astar özelliği: Elektrokaplama kaplamasının yüzey pürüzlülüğünü kapatarak, bitmiş dış yüzeyin pürüzsüzleşmesine katkıda bulunur.
* Çözücü direnci: Üst katmanın çözücüsüne karşı ara katmanın şişmesi ve çözünmesi engellenerek yüksek kontrastlı görünüm kalitesi elde edilir.
* Renk ayarlaması: Orta katman genellikle gri renktedir, ancak son zamanlarda düşük örtücülük özelliğine sahip bir üst katmanı renklendirerek (renk koruyucu) uygulamak mümkündür.
3) Ara boya
*Ara kat için gerekli kalite özellikleri: çatlama direnci, taban örtme özelliği, elektrokaplama filmine yapışma, pürüzsüzlük, ışık kaybı olmaması, son kat boyaya yapışma, ışık kaynaklı bozulmaya karşı direnç.
- Son Kat Boya: Son kat boyanın en önemli işlevi kozmetik özellikler sağlamak, koruma ve bakımını yapmaktır. Renk, yüzey pürüzsüzlüğü, parlaklık ve görüntü kalitesi (kaplama filmindeki bir nesnenin görüntüsünü net bir şekilde aydınlatma yeteneği) gibi kalite unsurları vardır. Ayrıca, bu tür otomobillerin estetiğini uzun süre koruma ve muhafaza etme yeteneği de son kat boya için gereklidir.
- Son Kat Boya: Son kat boyanın en önemli işlevi kozmetik özellikler sağlamak, koruma ve bakımını yapmaktır. Renk, yüzey pürüzsüzlüğü, parlaklık ve görüntü kalitesi (kaplama filmindeki bir nesnenin görüntüsünü net bir şekilde aydınlatma yeteneği) gibi kalite unsurları vardır. Ayrıca, bu tür otomobillerin estetiğini uzun süre koruma ve muhafaza etme yeteneği de son kat boya için gereklidir.
1) Üst katman: Renkler, boyaya uygulanan pigment bazına göre sınıflandırılır ve alüminyum tozu gibi pul pigmentlerin kullanılıp kullanılmamasına bağlı olarak büyük ölçüde mika rengi, metalik renk ve düz renk olarak ayrılır.
* Görünüm kalitesi: pürüzsüzlük, parlaklık, canlılık, doğallık hissi
* Dayanıklılık: parlaklığın korunması ve muhafaza edilmesi, renk değişimi, solma
* Yapışma: Tekrar kaplama yapışması, iki tonlu yapışma, orta düzeyde yapışma
* Çözücü direnci
* Kimyasal direnç
* Fonksiyonel özellikler: oto yıkamaya dayanıklılık, asit yağmuruna dayanıklılık, çizilmeye karşı dayanıklılık
2) Çevre dostu boya
* Yüksek Katı Madde İçerikli: Bu, VOC (Uçucu Organik Bileşikler) yönetmeliklerine uygun, yüksek katı madde içerikli bir boyadır ve kullanılan organik çözücü miktarını azaltır. Mükemmel yüzey hissi ve düşük molekül ağırlıklı reçine kullanımıyla karakterize edilir.
* Su Bazlı Boya (Su Bazlı): Bu boya, kullanılan organik çözücü miktarını en aza indirir ve boya inceltici olarak su (saf su) kullanır. Özelliği olarak, boyama işleminde suyu buharlaştırabilen bir ön ısıtma tesisi (IR_Preheat) gereklidir, bu nedenle tesisin yeniden düzenlenmesi gerekir ve püskürtücü ayrıca su bazlı boya için elektrot yöntemi gerektirir.
3) Fonksiyonel boya
* CCS (Kompleks Çapraz Bağlama Sistemi, kompleks çapraz bağlama tipi boya): Akrilik/melamin reçine sisteminde asit yağmuruna karşı hassas olan melamin reçinesinin bir kısmının yerine geçirildiği ve asit direnci ile çizilme direncinin artırıldığı bir tür üretan (izosiyanat) veya silan reçinesidir.
* NCS (Yeni Çapraz Bağlama Sistemi, Yeni Çapraz Bağlama Tipi Boya): Akrilik reçine üzerine asit-epoksi kürleme yöntemiyle üretilen melamin içermeyen boyadır. Mükemmel asit direnci, çizilme direnci ve leke direnci özelliklerine sahiptir.
- Son kat boyanın işlenebilirliği: Hedef son kat boyanın iyi bir şekilde tekrarlanabilirliğini ekonomik olarak elde etmek için, iyi boya işlenebilirliği (atomizasyon, akışkanlık, delik oluşumu, pürüzsüzlük vb.) şarttır. Bunun için, boyamadan fırınlama ve sertleştirmeye kadar çok katmanlı film oluşum 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: viskozite arttırıcı, düzleştirici, köpük önleyici, renk ayrışmasını engelleyici vb.
4) Kürlenme hızı: baz reçinedeki fonksiyonel grupların konsantrasyonu, çapraz bağlayıcı ajanın reaktivitesi
Ayrıca, kaplama filminin kalınlığı, son katın nihai görünümünü büyük ölçüde etkiler. Son zamanlarda, mikrojel gibi yapısal bir viskoz madde, hem akışkanlık hem de düzleştirme özelliklerinin elde edilmesini mümkün kılmakta ve kalın film kaplama ile nihai görünüm iyileştirilmektedir.
- Üst kaplamanın hava koşullarına dayanıklılığı: Otomobiller çeşitli ortamlara maruz kaldığından, üst kaplama ışık, su, oksijen, ısı vb. etkenlere maruz kalır. Sonuç olarak, estetiği bozan bir dizi olumsuz olay meydana gelir.
1) Optik olaylar
* Parlaklığın azalması: Kaplama filminin yüzeyinin pürüzsüzlüğü bozulur ve yüzeyden yansıyan ışığın dağınık yansıması artar. Reçinenin bileşimi önemlidir, ancak pigmentin de etkisi vardır.
* Renk Değişimi: İlk kaplamanın renk tonu, kaplama filmindeki pigmentin veya reçinenin yaşlanmasına bağlı olarak değişir. Otomotiv uygulamaları için en hava koşullarına dayanıklı pigment seçilmelidir.
2) mekanik olaylar
* Çatlaklar: Fotooksidasyon veya hidroliz (uzama, yapışma vb. azalması) ve iç gerilme nedeniyle kaplama filminin fiziksel özelliklerindeki değişiklikler sonucu kaplama filminin yüzey katmanında veya tüm kaplama filminde çatlaklar oluşur. Özellikle metalik şeffaf kaplama filmlerinde görülme eğilimindedir ve akrilik reçinenin bileşiminin ve kaplama filminin fiziksel özelliklerinin ayarlanmasına ek olarak, ultraviyole emici ve antioksidan uygulanması etkilidir.
* Soyulma: Kaplama filminin yapışma özelliğinin azalması veya reolojik özelliklerinin bozulması ve sıçrama veya taşların titreşimi gibi dış kuvvetlerin etkisiyle kaplama filminin kısmen soyulması.
3) kimyasal olay
* Lekelenme: Kurum, böcek artıkları veya asit yağmuru kaplama filminin yüzeyine yapışırsa, parça lekelenir ve lekeler halinde renk değiştirir. Çizilmeye ve alkaliye dayanıklı bir pigment ve reçine uygulanması gerekir. Metalik renge şeffaf kaplama uygulanmasının nedenlerinden biri de alüminyum tozunu korumaktır.
- Üst kaplamanın gelecekteki zorlukları: Otomobillerin ticari özelliklerini geliştirmede estetik ve tasarım giderek daha önemli hale geliyor. Plastik gibi malzemelerdeki çeşitlenen taleplere ve değişikliklere yanıt verirken, otomobilin maruz kaldığı ortamın bozulması ve hava kirliliğinin azaltılması gibi sosyal taleplere de yanıt vermek gerekiyor. Bu koşullar altında, yeni nesil otomobiller için çeşitli üst kaplamalar değerlendiriliyor.
Otomotiv boyama işlemlerine daha yakından bakalım ve ısı ve kütle transferinin önemli uygulama alanları olduğunu görelim. Otomobiller için genel boyama işlemi şu şekildedir:
① Ön işlem
② Elektrokaplama (astar)
③ Sızdırmazlık boyası
④ Alt Kaplama
⑤ balmumu boyama
⑥ Çatlak Önleyici Astar
⑦ Temel Bilgiler
⑧ Üst Katman
⑨ Kusur giderme ve parlatma
Otomobil üretim süreci yaklaşık 20 saat sürer; bunun yarısı olan 10 saat, yukarıda listelenen işlemlerden oluşur ve bu işlemler yaklaşık 10 saat sürer. Bunlar arasında en önemli ve kritik işlemler ön işlem, elektrokaplama kaplama (astar kaplama), astar boya ve son kat boyadır. Şimdi bu işlemlere odaklanalım.
Yayın tarihi: 08.11.2022
