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Conservazione dei rivestimenti fino al graffio

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Poichè i veicolo-creatori aggiungono i materiali più innovatori nella costruzione di corpo e cambiano i loro processi di produzione per rispettare i nuovi regolamenti ambientali, i fornitori della pittura stanno sforzando di abbinare i loro requisiti

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La maggior parte dei consumatori li prende per assegnato, ma i rivestimenti esteriori devono riguardare molto terreno. Ray Schappert, direttore globale di gestione del prodotto per i rivestimenti automobilistici dell'OEM di PPG, dice: «I rivestimenti automobilistici dell'OEM devono essere abbastanza duri resistere all'abuso quotidiano inflitto sopra i veicoli moderni. Dai bambini che sfregano la sporcizia sui veicoli dei loro genitori, l'esposizione ambientale, l'esposizione per salare e situazioni corrosive, ai dings della porta, il rivestimento deve mantenere l'adesione e resistere ai graffi.» Riassume: «Il rivestimento deve essere abbastanza durevole durare la durata del veicolo, dieci - 15 anni, senza sbiadirsi.»

Più ulteriormente a questi requisiti funzionali, i rivestimenti esteriori devono essere attraenti e – sempre più – distintivi, secondo la testa di BASF, di Wolfgang Reckordt della commercializzazione delle soluzioni automobilistiche Europa, Medio Oriente ed Africa (EMEA) dei rivestimenti: «È importante che il colore misura l'immagine di marca dell'OEM, dell'automobile stessa come pure delle tendenze correnti. Il supporto degli elementi di progettazione e una lucentezza duratura sono ulteriori contributi essenziali per “un nuovo di zecca sguardo”.»

Alla luce di questi diversi requisiti, è appena sorprendente che i processi di rivestimento esteriori sono lunghi e costosi effettuare. Nella pittura automobilistica tradizionale, l'applicazione di un pretrattamento e un electrocoat (e-cappotto) è seguita da un iniettore. Dopo che l'iniettore è curato, un soprabito e un clearcoat inoltre si applicano e curati. Il processo può prendere verso l'alto di 12 ore e il paintshop può rappresentare più di 60% del consumo di energia totale di una pianta.

«È che il colore misura l'immagine di marca dell'OEM, dell'automobile stessa come pure delle tendenze correnti» – Wolfgang Reckordt importante, BASF

Inoltre, questo processo può produrre le vaste quantità di acqua di scarico, di solidi della pittura e di composti organici volatili (VOCs), quali OEM devono sotto pressione ridurrsi, sia dagli enti competenti che dai loro clienti. Schappert spiega: «Gli OEM automobilistici stanno richiedendo i processi più efficienti della pittura che fanno risparmiare i capitali, riducono l'acqua e l'uso di energia e minimizzano i costi dei materiali.»

Di conseguenza, i grandi tre fornitori della pittura – PPG, BASF e sistemi di mano di Axalta – hanno processi di verniciatura più compatti interamente sviluppati e stanno aumentando la loro produzione delle mani a base d'acqua sopra quelle basate sui solventi. In Nord America ed in Europa, molti OEM già hanno convertito le loro piante di assemblea in iniettori e in basecoats a base d'acqua per abbassare le emissioni del COV e questa pratica inoltre sta aumentando in Asia.

Tendenze chiave dei rivestimenti

– Oltre a fornire un rivestimento durevole, pitture deve creare l'estetica attraente – e, sempre più, la caratteristica in relazione con la marca

– Gli odierni OEM e consumatori sia hanno più alta consapevolezza ambientale che nel passato, richiedente ai fornitori di sviluppare i prodotti che sono ecologici nella pianta come pure fuori di

– I fornitori delle mani stanno aiutando gli OEM a comprimere i loro processi della pittura, risparmiando sui costi e sulle risorse

– Lightweighting del veicolo e l'uso collegato dei materiali misti nella costruzione di corpo stanno gettando sulle sfide dell'applicazione per i paintshops ed i fornitori della pittura

– Poichè i veicolo-creatori hanno avanzato verso produzione locale, dipinge i fornitori inoltre sono diventato più globale

Mini

BMW usa il B1 di PPG: Sistema B2 nella sua mini pianta a Oxford, Regno Unito

Compressione del processo della pittura

Schappert continua: «PPG ha messo a punto un ciclo di verniciatura compatto che permette che l'OEM elimini lo strato dell'iniettore e la cabina collegata dell'applicazione dell'iniettore e cuocia il forno.» Facendo uso di questo processo portato dall'acqua – conosciuto come B1: B2 – il primo strato del basecoat (B1) funge da iniettore, che fornisce la resistenza del chip e del materiale da otturazione e dimostra l'opacità sufficiente per proteggere il sistema dalle lunghezze d'onda offensive di radiazione leggera. Il secondo strato (B2) comunica il colore finale ed aumenta la durevolezza della mano. Sia B1 che B2 proteggono lo strato del e-cappotto. B1 e B2 sono bagnato-su-bagnato applicato ed in seguito il veicolo continua seguendo la linea della pittura come in una disposizione tradizionale.

«Questo nuovo ciclo di verniciatura fornisce agli OEM i bassi costi da una più piccola orma del paintshop, il consumo di energia riduttore e può aumentare in alcuni casi la capacità della cabina della pittura, più ulteriore accrescimento l'appello,» dice Schappert.

Nel 2004, la prima generazione di B1: B2 è stato lanciato in Europa ed è stato utilizzato da BMW nella sua mini pianta a Oxford, Regno Unito, in cui ha risparmiato l'energia ed ha ridotto le emissioni di gas effetto serra dei paintshop più di 10%. B1: B2 ha permesso a BMW di assegnare lo spazio e l'infrastruttura precedentemente presi per l'applicazione del cappotto dell'iniettore all'installazione di una linea supplementare del basecoat, aiutante la pianta a arrampicarsi la sua capacità di produzione. BMW deve essere soddisfatto con il risultato, come nel gennaio 2010 la seconda generazione del B1: La tecnologia della pittura B2 è stata lanciata con successo negli Stati Uniti nella pianta dell'assemblea dell'OEM in Spartanburg, Carolina del Sud.

Il Reckordt di BASF dice: «C'è chiaramente una tendenza verso la sostenibilità in varie aree dell'industria di automobile. La consapevolezza per l'ambiente sta sviluppandosi fra la società come pure fra gli OEM. BASF contribuisce alla protezione di clima con le soluzioni innovarici quale il processo integrato II, che elimina un punto trattato e questo modo riduce il consumo di energia.»

Con il processo integrato II (IP II), tanto come B1: B2, la funzionalità dell'iniettore è integrato in uno strato portato dall'acqua del basecoat, che permette al consumo di energia nel paintshop di essere ridotto di 15-20%, secondo BASF. Il e-cappotto del CathoGuard 800 della società può essere utilizzato come componente del IP II. Il rivestimento catodico è esente da latta e contiene i solventi meno di di 1%, garantenti la conformità with la legislazione ambientale europea. Ancora, BASF sostiene che il prodotto ricopre più uniformemente il corpo dell'automobile, di spessore più omogeneo, che altri tecnologie del e-rivestimento e quindi risultati nel risparmio materiale di 25% e una riduzione significativa del costo per gli OEM. Il e-cappotto è stato adottato da General Motors (GM) – nelle sue piante in Russia, in Cina, nel Brasile e Nord America – ed in camion di Volvo in Svezia.

«Gli OEM automobilistici stanno richiedendo i processi più efficienti della pittura che fanno risparmiare i capitali, riducono l'acqua e l'uso di energia e minimizzano i costi dei materiali»

– Ray Schappert, PPG

I sistemi di rivestimento di Axalta ha adottato un approccio leggermente differente nei suoi tentativi di ridurre la complessità del processo di rivestimento convenzionale. Nel ciclo di verniciatura di 2-Wet Monocoat – in primo luogo adottato da Ford nella sua pianta dell'Assemblea di Kansas City per la pittura del transito – un iniettore si applica che richiede soltanto alcuni minuti di tempo d'essiccamento all'aperto. Poi il cappotto di colore, formulato per fornire la stessa estetica come un cappotto tradizionale ma assicurare di colore la protezione di un clearcoat, può applicarsi. In seguito, il corpo dipinto è curato in un forno dello smalto. Le applicazioni ricoprenti sono ridotte da tre a due e dal numero dei punti di essiccazione da due ad uno in confronto ai processi convenzionali.

Ford ha verificato il rivestimento risultante a resistenza alla scheggia ed al graffio, agli agenti inquinanti ed all'esposizione del sole. Le prove di alterazione causata dagli agenti atmosferici avanzate hanno indicato che la pittura applicata con la tecnologia conserva 90% della sua lucentezza dopo quattro anni in servizio rispetto alla conservazione di lucentezza di 1% per pittura applicata facendo uso di un processo convenzionale del monocoat. Ancora, il processo usa meno energia e risparmio d'acqua Ford soldi e riduce la CO2 e le emissioni polverizzate rispetto ai processi convenzionali della pittura. Secondo le stime iniziali dell'OEM, la riduzione delle emissioni di CO2 dei tagli di energia e della pittura da 9,500t e delle emissioni polverizzate da 35t su base annua.

2015 Ford F-150

Il F-150 alluminio-bodied di Ford è un esempio di nuovi materiali che stanno creando le sfide per i fornitori della pittura

Adattandosi ai veicoli del misto-materiale

Contemporaneamente a richiedere i processi più efficienti, molti OEM stanno cambiando i materiali che usano per produrre i loro veicoli. Nel 2014, Ford ha passato dall'acciaio ad alluminio per la produzione del corpo del suo F-150 leader di mercato. Parecchi OEM premio – considerevolmente BMW, Cadillac e Audi – stanno aprendo la strada all'uso di una miscela della plastica carbonio-fibra-di rinforzo (CFRP), di alluminio e d'acciaio per la fabbricazione di loro strutture del veicolo. Reckordt dice: «Secondo – puramente leghe di alluminio o una combinazione – le diverse soluzioni dei rivestimenti usate substrato sono richiesti. Ciò colpisce tutti gli strati: i e-cappotti ed i cappotti dello spruzzo devono adattarsi ai rispettivi parametri trattati per compiere le richieste di alta qualità.»

In particolare, l'uso aumentato di alluminio in una carrozzeria conduce ad un aumento nella quantità di fango generata durante il processo di pretrattamento del fosfato dello zinco. Questo fango rimane nei carri armati della immersione e può ostruire le pompe di circolazione – causando tempo morto costoso – e può condurre alle superfici ruvide ed alle edizioni di adesione della pittura. Schappert dice: «PPG ha sviluppato una famiglia dei prodotti di pretrattamento che specificamente sono progettati per il alto-alluminio-contenuto ed altri veicoli del misto-metallo. Il pretrattamento dello Zircobond di PPG può trattare i veicoli del alto-alluminio-contenuto, fino all'alluminio di 100%, mentre riducendo i residui connessi con il pretrattamento dell'alluminio da 90% in paragone ai pretrattamenti tradizionali del fosfato dello zinco.»

PPG inoltre ha sviluppato una tecnologia di pretrattamento della visita improvvisata che non richiede modifiche di sistema al paintshop automobilistico tradizionale. Versabond chiamato, il pretrattamento è un cinetico, microcristallino, rivestimento del fosfato del tri catione che può trattare il contenuto di alluminio di fino a 60% sui veicoli, come quelli con le pelli di alluminio sulle porte, sui cappucci e sui coperchi della piattaforma. Questa tecnologia inoltre migliora la resistenza della corrosione di alluminio rispetto ai metodi convenzionali e riduce la generazione di spreco e la manutenzione collegata di fino a 50%, secondo la società.

«La costruzione leggera del veicolo definitivamente sta determinando l'innovazione dentro basso cuoce i rivestimenti» – Sven Radek, Axalta

CFRPs può essere particolarmente difficile da dipingere. I substrati del CFRP tendono ad essere ruvidi e porosi e la loro conduttività elettrica non è uniforme, che può condurre ad un rivestimento contradditorio usando i sistemi di verniciatura elettrostatici. Ancora, non possono essere compatibili con cottura ad alta temperatura. Parlando alla conferenza ricoprente automobilistica europea, tenuta a Bonn, la Germania, nel maggio 2016, il capo del gruppo di Axalta per il processo e l'applicazione nella sua regione di EMEA, Sven Radek, hanno detto: «La costruzione leggera del veicolo definitivamente sta determinando l'innovazione dentro basso cuoce le mani.»

Qualità di rivestimento

I consumatori stanno diventando richiedenti e gli OEM ora richiedono i rivestimenti di alta qualità universalmente

Axalta già fornisce basso per cuocere i sistemi che curano rapidamente alle temperature più basse del forno che i sistemi tradizionali per aiutare le case automobilistiche a ridurre i costi energetici ed ad usare i nuovi materiali. La società inoltre ha un programma di sviluppo attivo per i soprabiti ed i e-cappotti a bassa temperatura come pure per i riempitori del due-cappotto (2K); 2K poliuretano, basecoats portati dall'acqua; e i clearcoats 2K che possono curare a 80°C. CFRPs Alto-temperatura-resistente sono attualmente in sviluppo in grado di essere più favorevole a ricoprire in un paintshop. Radek inoltre crede che il problema potrebbe essere risolto mediante l'uso di essiccazione (UV) ultravioletta sulla linea di pittura. Il sistema UV del Monocure di Axalta sostituisce i forni di essiccazione con tale tecnologia di trattamento UV, che può ridurre l'orma di secchezza di zona da fino a 70%.

Schappert dice: «Il rivestimento delle parti di plastica della esteriore-disposizione è completato solitamente ad un fornitore del sotto-insieme; ciò aumenta l'esigenza di efficace corrispondenza del rivestimento della pittura dell'OEM.» Secondo Radek: «Il punto decisivo seguente è l'integrazione di diverse soluzioni a bassa temperatura – materiali, processi, metodi di applicazione – e del loro trasferimento per pilotare la produzione.»

Andare globale come gli OEM

Nell'industria automobilistica, un modello di integrazione regionale sta intensificando dalla metà del 1980 la produzione locale dello S. presenta molti vantaggi, ma getta su parecchie variabili che potrebbero essere problematiche per i paintshops, quali le condizioni ambientali differenti. Ancora, secondo Schappert: «I consumatori stanno diventando più specializzati nella valutazione del rivestimento della pittura di un veicolo, particolarmente nelle regioni in via di sviluppo. Questi consumatori e gli OEM automobilistici ora stanno richiedendo i rivestimenti di livello internazionale della pittura in ogni regione del globo.»

Di conseguenza, i fornitori della pittura hanno dovuto diventare globali quanto i veicolo-creatori. «La qualità di un prodotto delle mani è urtata come molto dalla progettazione del prodotto poichè è a proposito si applica al veicolo. PPG ha tecnico regionale e centri di applicazione Nord America, Europa ed in Asia che sostengono i nostri clienti dell'OEM dovunque stiano fabbricando i veicoli,» Schappert dice.

Nel febbraio 2016, PPG ha completato un aggiornamento di $7.8m al suo centro di innovazione dei rivestimenti in Allison Park, Pensilvania, una breve distanza dalle sue sedi globali a Pittsburgh. Il centro ora caratterizza due cabine di spruzzo robot con i controlli ambientali per variare la temperatura, l'umidità ed il flusso d'aria. Le cabine permettono a PPG di ripiegare gli ambienti di fabbricazione dei clienti intorno al mondo per verificare l'applicazione dei prodotti automobilistici dei rivestimenti in una vasta gamma di termine, quale umidità relativa che varia da 15% a 95%.

Schappert continua: «Il servizio tecnico di PPG e di sostegno del personale lavoro anche accanto ai nostri partner dell'OEM ogni giorno nei loro paintshops, contribuenti ad assicurare un rivestimento della pittura di qualità su ogni veicolo. PPG investe molto in un programma di formazione globale avanzato per i nostri soci di servizio; questo programma assicura che i nostri gruppi conoscano il più recente nelle tendenze di tecnologia e stiano applicando i best practice globalmente.»

Axalta Wuppertal

Axalta ha una funzione a Wuppertal, Germania, che è dedicata ai rivestimenti portati dall'acqua. La società attualmente sta espandendosi

Per parte sua, Axalta recentemente ha aperto il suo centro di tecnologia europeo ampliato (ecc) a Wuppertal, Germania, che giocherà l'ospite alle facilità di ricerca del liquido-rivestimento della società per la regione di EMEA. Il centro ora include i laboratori per la ricerca della pittura del luminoso veicolo e la ricerca industriale del e-cappotto, i laboratori in espansione per refinish le pitture e le facilità dello sviluppo di colore per sia refinish che i mercati del veicolo industriale. La società inoltre sta costruendo un centro di innovazione globale in Filadelfia, Pensilvania, che sarà il hub della sua rete mondiale della tecnologia, più un centro di tecnologia a Shanghai, che sosterrà le applicazioni della tecnologia attraverso la regione Asia-Pacifico.

«Come società globale, BASF è rappresentato in tutte le regioni del mondo ed è quindi sempre vicino al cliente,» aggiunge Reckordt. «La nostri buona infrastruttura e concetto di lavoro permettono che noi offriamo la stessa qualità ai nostri clienti dell'OEM, dovunque decidano di produrre.»