Přejít k hlavnímu obsahu
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Pci Fullpaper

Časopis pro průmysl barev a nátěrů: Směrem k nulové automobilové potřebě kvality barev s monitorováním a kontrolou viskozity v reálném čase

Směrem k nulovým problémům s kvalitou laku s monitorováním a kontrolou viskozity v reálném čase

Přes veškerý pokrok v automobilovém designu a výrobě v průběhu let došlo k jedné konstantě - estetika vozidla je rozhodujícím faktorem při rozhodování zákazníků o koupi. Při nákupu hraje nejdůležitější roli konzistence, kvalita a rozmanitost. Procesy automobilového lakování a dokončování používají pokročilé technologie k výrobě odolných povrchů, vysoce kvalitních povrchových úprav a zároveň maximalizují účinnost a splňují předpisy na ochranu životního prostředí. Množství a kvalita barvy a nátěru mají zjevný dopad na náklady na výrobu, prodej a údržbu. Problémy s kvalitou mohou rychle vést k nespokojenosti zákazníků, nákladným svoláváním a odpovědnosti. Zajištění správné kvality barvy a nátěru je však snadné a jednoduché jako kliknutí jediným tlačítkem.

Správná viskozita barvy je klíčem k dobré kvalitě povrchu. Všechny parametry výkonu jsou přímo spojeny s viskozitou kapalného povlaku v místě aplikace. Mezi ně patří tvorba nátěrového filmu, účinnost přenosu barvy, tloušťka a nanášení nátěru, shoda barev, kvalita hotového povrchu a chemická odolnost. Viskozita je hlavním faktorem ovlivňujícím tloušťku a přilnavost povlaku. Správná kontrola viskozity zajišťuje kvalitu a životnost nátěru a pomáhá splnit nejvyšší požadavky na kvalitu a produktivitu procesu lakování.

V moderních procesech nanášení povlaků v automobilovém průmyslu se obvykle nanáší anti-chip povlak, základní nátěr, základní lak a čirý lak stříkáním, což vyžaduje použití rozprašovačů. Kvalita rozprašování ovlivňuje kvalitu stříkaného povlaku. Aplikace stříkáním vyžaduje pro optimalizaci atomizace co nejnižší viskozitu. Je-li však viskozita příliš nízká, na svislých površích dojde k prověšení filmu, což povede k nerovnoměrnosti povlaku. To vyžaduje povrchové úpravy se složitými reologickými vlastnostmi. Musí mít nízkou viskozitu během stříkání a mnohem vyšší viskozitu, když materiál dopadne na povrch, který má být potažen. Viskozita nátěru navíc závisí na teplotě, takže udržení kvality povrchu vyžaduje kompenzaci viskozity pro okolní teplotu procesu.

Viskozita při stříkání se tradičně provádí pomocí efluxního kalíšku. Obsluha naplní šálek barvou a změří čas potřebný k jeho vyprázdnění. Čím delší je čas, tím vyšší je viskozita. To se obvykle provádí v intervalech 15 minut nebo více, takže odchylky viskozity barvy lze zjistit až po nastříkání značného množství barvy. Regulace teploty pohárkových měření je také obtížná, ne-li nemožná, což vede k možným velkým rozdílům mezi naměřenými hodnotami a skutečnou viskozitou v místě aplikace.

Naproti tomu sledování inline viskozity povlaku vede k vyšší kvalitě povlaku, zvýšeným výtěžkům, významným úsporám při použití povlaků a rozpouštědel a minimalizaci prostojů procesu nanášení ve srovnání s tradičními off-line měřeními s efluxním kalíškem.

Kolísání teploty vede ke změnám viskozity v nátěrových hmotách, což má za následek strukturální rozdíly nebo prohýbání. U většiny nátěrových systémů existuje tendence k sedimentaci obsažených pojivových a pigmentových složek. Nehomogenní nátěrový materiál nevyhnutelně vede k nedostatečnému výsledku lakování. Usazené komponenty barvy mohou vést k zablokování a postupnému blokování čar. Vločkové komponenty barvy mají za následek znečištění barvy. Tabulka 1 ukazuje některé typické vady laku a laku automobilu a jejich příčiny.

Konzistence nátěru napříč lakovacími linkami v továrně lze dosáhnout i za měnících se teplot a podmínek odpařování automatizací dávkovacího systému s regulátorem pomocí kontinuálního měření viskozity v reálném čase.

Výzvy procesu lakování a nátěru

Automobilové společnosti a lakovny si uvědomují potřebu monitorovat viskozitu, ale provádění tohoto měření mimo laboratoř v průběhu let zpochybnilo procesní inženýry a oddělení kvality. Stávající laboratorní rotační viskozimetry, reometry a systémy monitorování teploty mají v procesních prostředích malou hodnotu. Viskozita je přímo ovlivněna teplotou, smykovou rychlostí, podmínkami proudění, tlakem a dalšími proměnnými, které se u laboratorních vzorků velmi liší od skutečných hodnot. Tradiční přístroje, jako jsou průtokové kelímky, ponorné kelímky, rotační viskozimetry, kuželové a deskové viskozimetry a bublinkové viskozimetry, jsou pomalé, náročné na práci, časově náročné a náchylné k nepřesnostem.

Nátěrové hmoty jsou typicky střihové, mají nižší viskozitu při vyšších střihových rychlostech. To je výhodné pro výkon barvy, protože je důležité, aby se barva nanášela jako jednotný nátěr a aby po nanesení zůstala na svém místě. Ale konvenční viskozimetry nedosahují vysokých střihových rychlostí zjištěných při procesu stříkání, takže mohou poskytnout nepřímo informace o vlastnostech barvy v místě aplikace. Teplota je také rozhodující proměnnou při určování viskozity, ale měření kalíšků nemají ani měření teploty, ani kontrolu, takže je nelze přímo porovnávat se skutečnou teplotou stříkání. To může vést ke změnám v kvalitě povlaku, protože se mění teplota procesu.

Přesné a citlivé in-line měření viskozity

Automatizované in-line měření viskozity umožňuje nepřetržité sledování barvy v místě aplikace. Umožňuje kontrolu viskozity barvy pro zajištění jednotné kvality hotového výrobku. Vheometr SRV společnosti Rheonics je vyvážený torzní rezonátor kompaktní in-line procesní viskozimetr se zabudovaným měřením teploty kapaliny (obrázek 1). S časem měření jedné sekundy detekuje kolísání viskozity v proudu procesu v reálném čase, což umožňuje přijmout nápravná opatření, jakmile dojde k odchylkám. Inline řízení viskozity s Rheonics SRV může pomoci zmírnit nejběžnější problémy s povrchovou úpravou automobilů, jako je pomerančová kůra, zakalení a mramorování, barevné variace a popel rozpouštědla, které mohou negativně ovlivnit kvalitu povrchu automobilu.

 

SRV - 3/4 "NPT - Inline procesní snímač viskozity pro tisk, potahování, potraviny, míchání a mletí

OBRÁZEK ​​1: Rheonics inline viskozimetr, SRV.

 

Kompaktní tvarový faktor SRV umožňuje přímou instalaci do lakovací linky v blízkosti místa aplikace. Systém zůstává zavřený; k měření viskozity není nutné s barvou manipulovat nebo ji přenášet. Senzory malé velikosti, vhodné do nebezpečného prostředí, usnadňují instalaci a údržbu. Nejsou zde žádné spotřební materiály, vzorkování a není nutné žádné čištění. Měření je kontinuální a poskytuje jasný signál viskozity, který lze použít pro monitorování a řízení viskozity barvy a pro protokolování viskozity, které pomáhají při diagnostice problémů s kvalitou.

Rezonanční snímače Rheonics mají skutečně vysoké smykové rychlosti, a to až na vysokou smykovou plošinu typických nátěrových systémů. Tyto rezonanční senzory měří viskozity, které odrážejí chování barev při jejich smykových rychlostech, namísto nepřímých měření, která musí být korigována metodou pokusu a omylu, aby odrážely skutečné podmínky lakování.

Poskytuje hodnoty viskozity kompenzované teplotou

Senzory Rheonics mají zabudované měření teploty, což umožňuje sledovat teplotu barvy v místě aplikace. To umožňuje úpravu naměřených hodnot viskozity na teplotně kompenzovanou hodnotu viskozity, která je nezbytná pro odhad zatížení pigmentu z měření v reálném čase.

Mezi jedinečné výhody SRV pro automobilové barvy a laky patří:

  • Funguje přesně s barvami a nátěry na bázi rozpouštědel i na bázi vody.
  • Robustní, hermeticky uzavřená hlava senzoru. SRV lze čistit inline nebo hadrem navlhčeným rozpouštědlem, není třeba jej demontovat ani překalibrovat.
  • Žádné pohyblivé části nestárnou ani nejsou znečištěné usazeninami barvy.
  • Bez vlivu na montážní podmínky - lze namontovat do kterékoli části lakovacího systému.
  • Necitlivý na pevné částice; žádný problém se znečištěním nebo úzkými mezerami v senzoru.
  • Všechny smáčené části jsou z nerezové oceli 316L - žádné problémy s korozí u komerčních barev, přísad nebo rozpouštědel.
  • Certifikováno podle ATEX a IECEx as
    jiskrově bezpečné - lze použít ve všech
    operace na bázi rozpouštědel.
  • Široký provozní rozsah a jednoduchá integrace - Elektronika senzoru a komunikační možnosti extrémně usnadňují integraci a provoz v průmyslových PLC a řídicích systémech.
  • Výkonný software - software Rheonics PaintTrack je pohodlný a intuitivní a je poháněn proprietárním pokročilým systémem AI páté generace pro jednoduché uzamčení a spuštění kliknutím. Podporuje více HMI pro pohled operátora, vedoucího výroby, manažera kvality a managementu. Navrženo pro automatizované řízení přístrojů a sběr dat v továrním prostředí (obrázek 2).

OBRÁZEK ​​2: Inline viskozimetr Rheonics a systém PaintTrack ukazující inline integraci viskozimetru do procesu nanášení povlaku v automobilovém průmyslu.

Kompletní přehled systému a prediktivní ovládání

Rezonanční senzory Rheonics společně s řídicím systémem a softwarem Rheonics PaintTrack umožňují on-line řízení teplotně kompenzované viskozity primerů a vrstev ve více lakovacích linkách. Konzistence nátěru napříč lakovacími linkami v továrně lze dosáhnout i za měnících se teplot a podmínek odpařování automatizací dávkovacího systému s regulátorem pomocí kontinuálního měření viskozity v reálném čase.

Mezi hlavní výhody řídicího systému a softwaru PaintTrack patří:

  • Zkraťte a eliminujte časy instalace a šrot načítáním předspuštěných úloh pro opakované objednávky.
  • Zlepšete kvalitu nátěru a snižte náklady: Dosáhněte konzistence barev, snižte chyby nátěru zajištěním správných vlastností nátěru během procesu.
  • Kompletní automatizace pro vyšší produktivitu a efektivitu: Maximalizujte rychlost provozu laku, snižte závislost na ručním nastavení stroje a technikách ručního měření.
  • Robustní přesnost a opakovatelnost: Žádná údržba, žádná rekalibrace = žádná pozornost.
  • Teplotně kompenzovaná viskozita s proprietárním Predictive Tracking Control: Řešení, které přesně uzamkne barvu a kvalitu srsti od začátku do konce u každé úlohy s opakovatelnými výsledky.
  • Šálek můžete vyjmout z rovnice: Proces nanášení je nastaven na vědecké standardy, stokrát vyšší přesnost a rozlišení než průměrné šálky.

závěr

  1. Vibrační viskozimetry, jako je Rheonics SRV, se blíží shodě s vysokými střihovými rychlostmi při nanášení stříkací barvou než rotační nebo miskové viskozimetry. Proto se měření pomocí SRV nejblíže předpovídají chování barvy za skutečných podmínek stříkání.
  2. Inline řízení viskozity pomocí SRV a Rheonics PaintTrack umožňuje kontinuální řízení viskozity, takže je nutné ředit v reálném čase. Kvalita nátěru je zaručena od začátku nového bubnu až do jeho konce.
  3. Rheonics SRV a PaintTrack řídí skutečnou teplotně kompenzovanou viskozitu, klíčový prediktor obsahu pigmentu a konečné kvality nátěru.

Reference

  1. https://www.autoblog.com/2020/05/04/tesla-model-y-paint-issues-fix-detail-video/
  2. Řadový viskozimetr SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
  3. Princip fungování SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

O programu

Časopis Paint & Coatings zaměřený na průmysl - PCI (https://www.pcimag.com/) publikuje hlavní článek pokrývající inline viskozimetr Rheonics SRV a PaintTrack. Článek pojednává o tom, jak lze dosáhnout konzistence nátěru napříč lakovacími linkami v továrně i za různých teplot a podmínek odpařování automatizací dávkovacího systému s regulátorem pomocí kontinuálního měření viskozity v reálném čase.

Najděte odkaz na publikaci.

PCI - funkce webových stránek
Zveřejnění PCI - listopad 2020
Stáhnout publikaci

Poznámka k související aplikaci

Kontrola a optimalizace kvality lakování a lakování v automobilovém průmyslu

Kontrola a optimalizace kvality lakování a lakování v automobilovém průmyslu

Přes veškerý pokrok v automobilovém designu a výrobě v průběhu let došlo k jedné konstantě - estetika vozidla je rozhodujícím faktorem při rozhodování spotřebitele o koupi. Konzistence, kvalita a rozmanitost povrchové úpravy vozidel hrají hlavní roli během…

čtěte více
Vyhledávání