新材料与工艺手册

[会员灌水] Hardcoat硬涂层技术在汽车轻量化制造中的应用

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发表于 2016-7-23 23:04:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

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      在全球节能减排的大背景下,汽车行业目前也面临比较严峻的新形势。而汽车的轻量化则是节能减排最直接有效的措施。Hardcoat硬涂层技术在汽车PC零部件上的应用正是由此发展出来的新技术。
      聚碳酸酯(以下简称PC)作为一种高性能工程塑料已经广泛应用于汽车内饰件,近来由于其重量轻、良好的抗冲击性逐渐应用于柱板和前后盖板等外饰件。并且其以1/2的重量和90%±1%接近于玻璃的透光性正在部分区域取代普通玻璃,比如天窗玻璃。
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       美国迈图公司研发的Hardcoat涂料在提升PC材料的耐候性能和表面防刮性有着卓越的表现(见图1、图2)。

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       德国艾森曼公司针对该Hardcoat涂装工艺有着一整套解决方案和丰富的项目实践经验(见图3)。艾森曼将在以下4个核心方面帮助客户提升生产效率和产品竞争力。
      
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洁净度控制
       工业环境空气中的细微颗粒可能会在PC工件注塑后马上粘附到表面,在工件的运送过程中也会接触到不同程度的污染。在涂层之后,新鲜供风和涂装设备所产生的粉尘也可能掉落在工件表面上。而直径在5μm的颗粒都有可能影响涂层的成膜,产生瑕疵并最终影响产品质量。
      洁净室的设计需要按区域层级考虑,从万级、千级直至最高百级的洁净度要求。由于70%以上的颗粒污染都是由外界进入到线体内部,线体内合理的人流和物流走向也在设计之内,以减少工件的多次污染。

温湿度控制
       Hardcoat涂料的施工工艺对于环境温湿度的稳定度和精确度提出了更高的要求。其中包括淋涂和流平区域的温湿度要求以及烘烤和冷却区域的温度曲线要求。
       淋涂环境中的温湿度会影响涂料的粘度和性能,进而影响涂层的成膜厚度和质量。在低湿度环境下,比如25℃/40%下,含湿量为7.87g/kg,温度每向下变化1℃,相对湿度将会提高2.5%,这对于涂装设备的硬件和控制提出了更高的要求。艾森曼的设备在喷涂环境中可以最高做到温度±1℃,相对湿度±2%~3%。

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      在烘烤和冷却中,PC工件的升温和降温曲线则需要控制在一定合理范围内(见图4)。在PC注塑时产生的内应力可能因为在涂装过程中不理想的温度变化而释放出来,工件材料本身和表面因而发生瑕疵。
Hardcoat的涂敷工艺
      Hardcoat涂敷工艺中有单面涂层和双面涂层的不同要求。
      针对单面涂层,艾森曼开发的淋幕室具有淋涂流量大、投资成本较低等特点(见图5)。结合定制的链式输送系统,生产产量较高,适合于小工件大批量生产。

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      而针对双面涂层,可以采用的是机器人淋涂,通过机器人轨迹编程来实现更加柔性化的生产。配合滑撬式输送系统,适用于大工件高质量要求的场合(见图6)。

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涂料的循环
      在一条涂装生产线中,涂料的供应和循环一直是比较重要的一个环节。Hardcoat技术中关于涂料的循环主要考虑的是涂料的回收和供应配比。
      基于生产成本的考虑,淋涂完的涂料需要回收再利用。过量的涂料流落到回收槽内,再通过隔膜泵打到涂料混合槽进行搅拌混合,重新处理符合要求后再输送到使用端。在涂料的循环使用中需要采用多个不同种类的过滤器,避免影响涂料的使用性能,保证最终的供应涂料中的杂质控制在可接受范围内。
      除此之外,Hardcoat涂料供应需要精确的供应配比。涂料中的各个组分在循环过程中有不同程度的消耗,或被工件携带或挥发。因此涂料组分需要一直处于监控之中,并且不时进行调整,使之处于最优的配比状态中保证涂层成膜质量。
      总之,艾森曼为客户提供的不仅仅是高质量和高可靠性的涂装设备,更是Hardcoat新技术的一套完善的技术解决方案,帮忙客户提升在汽车行业新趋势下的技术优势和市场竞争力。

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