Als je een auto ziet, is je eerste indruk waarschijnlijk de kleur van de carrosserie.Tegenwoordig is het hebben van een mooie glanzende lak een van de basisnormen voor autoproductie.Maar meer dan honderd jaar geleden was het schilderen van een auto geen gemakkelijke taak, en het was veel minder mooi dan het nu is.Hoe evolueerde autolak tot de huidige omvang?Surley vertelt u de geschiedenis van de ontwikkeling van autolakcoatingtechnologie.
Tien seconden om de volledige tekst te begrijpen:
1,Lakontstaan in China, het Westen leidde na de industriële revolutie.
2, de verf van het natuurlijke basismateriaal droogt langzaam, wat de efficiëntie van het productieproces van auto's beïnvloedt, DuPont heeft sneldrogend uitgevondennitro verf.
3, Spuitpistolenvervangt borstels, waardoor een meer uniforme verffilm ontstaat.
4, Van alkyd tot acryl, het streven naar duurzaamheid en diversiteit gaat door .
5, Van "spuiten" tot "dompelcoaten"met lakbad komt het continue streven naar de kwaliteit van verf nu tot fosfateren en elektrodepositie.
6, vervanging doorverf op waterbasisbij het nastreven van milieubescherming.
7, Nu en in de toekomst wordt de schildertechnologie steeds meer onvoorstelbaar,zelfs zonder verf.
De belangrijkste rol van verf is anti-aging
De perceptie van de meeste mensen van de rol van verf is om items briljante kleuren te geven, maar vanuit het oogpunt van industriële productie is kleur eigenlijk een secundaire behoefte;roest en anti-aging is het belangrijkste doel.Van de vroege dagen van de combinatie van ijzer en hout tot de puur metalen witte carrosserie van vandaag, de carrosserie heeft lak nodig als beschermende laag.De uitdagingen waar de verflaag mee te maken krijgt zijn natuurlijke slijtage zoals zon, zand en regen, fysieke beschadigingen zoals schrapen, wrijven en stoten en erosie zoals zout en uitwerpselen van dieren.In de evolutie van de verftechnologie ontwikkelt het proces langzaamaan steeds efficiëntere en duurzamere en mooie huiden voor de carrosserie om deze uitdagingen beter aan te gaan.
Lak uit China
Lak heeft een zeer lange geschiedenis en, beschamend, behoorde de leidende positie in laktechnologie toe aan China vóór de industriële revolutie.Het gebruik van lak gaat terug tot het Neolithicum, en na de periode van de Strijdende Staten gebruikten ambachtslieden tungolie gewonnen uit de zaden van de tungboom en voegden ze natuurlijke ruwe lak toe om een mengsel van verven te maken, hoewel lak in die tijd een luxeartikel voor de adel.Na de oprichting van de Ming-dynastie begon Zhu Yuanzhang een overheidslakindustrie op te zetten en ontwikkelde de verftechnologie zich snel.Het eerste Chinese werk over verftechnologie, "The Book of Painting", werd samengesteld door Huang Cheng, een lakmaker in de Ming-dynastie.Dankzij de technische ontwikkeling en interne en externe handel had lakwerk in de Ming-dynastie een volwassen handwerkindustriesysteem ontwikkeld.
De meest geavanceerde tungolieverf van de Ming-dynastie was de sleutel tot de scheepsbouw.De zestiende-eeuwse Spaanse geleerde Mendoza vermeldde in "History of the Greater China Empire" dat Chinese schepen bedekt met tungolie twee keer zo lang meegaan als Europese schepen.
In het midden van de 18e eeuw kraakte en beheerste Europa eindelijk de technologie van tungolieverf en kreeg de Europese verfindustrie geleidelijk vorm.De grondstof tungolie was niet alleen gebruikt voor lak, maar ook een belangrijke grondstof voor andere industrieën, nog steeds gemonopoliseerd door China, en werd een belangrijke industriële grondstof voor de twee industriële revoluties tot het begin van de 20e eeuw, toen de tungbomen in Noord- en Zuid-Amerika vorm kreeg, waarmee het grondstoffenmonopolie van China werd doorbroken.
Het drogen duurt niet langer tot 50 dagen
In het begin van de 20e eeuw werden auto's nog gemaakt met natuurlijke basisverven zoals lijnolie als bindmiddel.
Zelfs Ford, dat een pionier was in de productielijn om auto's te bouwen, gebruikte bijna tot het uiterste alleen Japanse zwarte verf om de productiesnelheid na te streven, omdat het het snelst droogt, maar het is tenslotte nog steeds een natuurlijk basismateriaal verf en de verflaag blijft heeft meer dan een week nodig om te drogen.
In de jaren 1920 werkte DuPont aan een sneldrogende nitrocelluloseverf (ook wel nitrocelluloseverf genoemd) waar autofabrikanten om moesten glimlachen, omdat ze niet langer aan auto's met zulke lange verfcycli hoefden te werken.
In 1921 was DuPont al een leider in de productie van nitraatfilms, toen het overging op op nitrocellulose gebaseerde niet-explosieve producten om de enorme capaciteitsfaciliteiten die het tijdens de oorlog had gebouwd te absorberen.Op een hete vrijdagmiddag in juli 1921 liet een arbeider van een filmfabriek van DuPont een vat nitraatkatoenvezel achter op de kade voordat hij van zijn werk ging.Toen hij het maandagochtend weer opendeed, ontdekte hij dat de emmer was veranderd in een heldere, stroperige vloeistof die later de basis zou worden voor nitrocelluloseverf.In 1924 ontwikkelde DuPont DUCO nitrocelluloseverf, waarbij nitrocellulose als belangrijkste grondstof werd gebruikt en synthetische harsen, weekmakers, oplosmiddelen en verdunners werden toegevoegd om het te mengen.Het grootste voordeel van nitrocelluloseverf is dat het snel droogt, in vergelijking met natuurlijke basisverf die een week of zelfs weken nodig heeft om te drogen, heeft nitrocelluloseverf slechts 2 uur nodig om te drogen, waardoor de schildersnelheid aanzienlijk wordt verhoogd.in 1924 gebruikten bijna alle productielijnen van General Motors Duco nitrocelluloseverf.
Natuurlijk heeft nitrocelluloseverf zijn nadelen.Indien gespoten in een vochtige omgeving, zal de film gemakkelijk wit worden en zijn glans verliezen.Het gevormde verfoppervlak heeft een slechte corrosieweerstand tegen op aardolie gebaseerde oplosmiddelen, zoals benzine, die het verfoppervlak kunnen beschadigen, en het oliegas dat uitlekt tijdens het tanken kan de achteruitgang van het omringende verfoppervlak versnellen.
Vervanging van borstels door spuitpistolen om ongelijkmatige verflagen op te lossen
Naast de eigenschappen van de verf zelf is ook de verfmethode van groot belang voor de sterkte en duurzaamheid van het verfoppervlak.Het gebruik van spuitpistolen was een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van de verftechniek.Het spuitpistool werd in 1923 volledig geïntroduceerd op het gebied van industriële verf en in 1924 in de auto-industrie.
Zo richtte de familie DeVilbiss DeVilbiss op, een wereldberoemd bedrijf gespecialiseerd in verstuivingstechnologie.Later werd de zoon van Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, geboren.De zoon van dr. Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, bracht de uitvinding van zijn vader verder dan het medische veld.DeVilbiss bracht de uitvindingen van zijn vader verder dan het medische veld en transformeerde de originele verstuiver in een spuitpistool voor het aanbrengen van verf.
Op het gebied van industrieel schilderen raken penselen snel achterhaald door spuitpistolen.deVilbiss is al meer dan 100 jaar actief op het gebied van verneveling en is nu toonaangevend op het gebied van industriële spuitpistolen en medische verstuivers.
Van alkyd tot acryl, duurzamer en sterker
In de jaren 1930 werd alkydhars-emailverf, ook wel alkyd-emailverf genoemd, geïntroduceerd in het autolakproces.De metalen delen van de carrosserie werden met dit type verf gespoten en vervolgens in een oven gedroogd tot een zeer duurzame verffilm.In vergelijking met nitrocelluloseverven zijn alkyd-emailverven sneller aan te brengen en zijn er slechts 2 tot 3 stappen nodig in vergelijking met 3 tot 4 stappen voor nitrocelluloseverven.Emailverf droogt niet alleen snel, maar is ook bestand tegen oplosmiddelen zoals benzine.
Het nadeel van alkydlakken is echter dat ze bang zijn voor zonlicht, en in zonlicht zal de verffilm versneld oxideren en zal de kleur snel vervagen en dof worden, soms kan dit proces zelfs binnen enkele maanden zijn .Ondanks hun nadelen zijn alkydharsen niet volledig geëlimineerd en vormen ze nog steeds een belangrijk onderdeel van de huidige coatingtechnologie.Thermoplastische acrylverf verscheen in de jaren 40, waardoor de decoratieve en duurzaamheid van de afwerking aanzienlijk verbeterde, en in 1955 begon General Motors auto's te schilderen met een nieuwe acrylhars.De reologie van deze verf was uniek en vereiste spuiten met een laag gehalte aan vaste stoffen, waardoor meerdere lagen nodig waren.Deze ogenschijnlijk nadelige eigenschap was in die tijd een voordeel omdat hierdoor metaalschilfers in de coating konden worden opgenomen.De acrylvernis werd gespoten met een zeer lage beginviscositeit, waardoor de metaalschilfers konden worden afgevlakt om een reflecterende laag te vormen, waarna de viscositeit snel toenam om de metaalschilfers op hun plaats te houden.Zo werd metallic lak geboren.
Het is vermeldenswaard dat er in deze periode een plotselinge vooruitgang was in de acrylverftechnologie in Europa.Dit vloeide voort uit de beperkingen die na de Tweede Wereldoorlog aan de Europese As-landen werden opgelegd, waardoor het gebruik van sommige chemische materialen bij de industriële productie werd beperkt, zoals nitrocellulose, een grondstof die nodig is voor nitrocelluloseverf, die kan worden gebruikt om explosieven te maken.Met deze beperking begonnen bedrijven in deze landen zich te concentreren op emailverftechnologie en ontwikkelden ze een acrylurethaanverfsysteem.toen in 1980 Europese verven de Verenigde Staten binnenkwamen, waren Amerikaanse verfsystemen voor auto's verre van Europese rivalen.
Geautomatiseerd proces van fosfateren en elektroforese voor het nastreven van de geavanceerde verfkwaliteit
De twee decennia na de Tweede Wereldoorlog waren een periode van verbeterde kwaliteit van carrosseriecoatings.Op dit moment in de Verenigde Staten hadden auto's naast transport ook de eigenschap om de sociale status te verbeteren, dus autobezitters wilden dat hun auto's er luxer uitzagen, waardoor de lak er glanzender uit moest zien en in mooiere kleuren.
Vanaf 1947 begonnen autofabrikanten metalen oppervlakken te fosfateren voordat ze werden geverfd, als een manier om de hechting en corrosieweerstand van de verf te verbeteren.Ook is de primer gewijzigd van spray- naar dompelcoating, wat betekent dat de carrosseriedelen in een plas verf worden gedompeld, waardoor deze uniformer wordt en de coating uitgebreider, waardoor ook moeilijk bereikbare plaatsen zoals holtes kunnen worden geverfd .
In de jaren vijftig ontdekten autofabrikanten dat, hoewel de dompelcoatingmethode werd gebruikt, een deel van de verf nog steeds zou worden weggewassen in het daaropvolgende proces met oplosmiddelen, waardoor de effectiviteit van roestpreventie afnam.Om dit probleem op te lossen, bundelde Ford in 1957 de krachten met PPG onder leiding van Dr. George Brewer.Onder leiding van Dr. George Brewer ontwikkelden Ford en PPG de elektrodepositiecoatingmethode die nu algemeen wordt gebruikt.
Ford richtte vervolgens in 1961 's werelds eerste anodische elektroforetische lakstraat op. De initiële technologie was echter gebrekkig en PPG introduceerde in 1973 een superieur kathodisch elektroforetisch coatingsysteem en bijbehorende coatings.
Verf om lang mooi te blijven om vervuiling voor verf op waterbasis te verminderen
Halverwege tot eind jaren '70 had het bewustzijn van energiebesparing en milieubescherming als gevolg van de oliecrisis ook een grote impact op de verfindustrie.In de jaren 80 voerden landen nieuwe voorschriften voor vluchtige organische stoffen (VOS) in, waardoor acrylverfcoatings met een hoog VOS-gehalte en een zwakke duurzaamheid onaanvaardbaar waren voor de markt.Bovendien verwachten consumenten ook dat de lakeffecten van de carrosserie ten minste 5 jaar aanhouden, wat vraagt om aandacht voor de duurzaamheid van de lakafwerking.
Met de transparante laklaag als beschermlaag hoeft de binnenkleurverf niet zo dik te zijn als voorheen, er is slechts een extreem dunne laag nodig voor decoratieve doeleinden.Aan de laklaag worden ook UV-absorbers toegevoegd om de pigmenten in de transparante laag en de primer te beschermen, waardoor de levensduur van de primer en kleurverf aanzienlijk wordt verlengd.
De verftechniek is aanvankelijk kostbaar en wordt over het algemeen alleen op high-end modellen gebruikt.Ook was de duurzaamheid van de blanke lak slecht en zou deze snel afbladderen en opnieuw geverfd moeten worden.In het volgende decennium werkten de auto-industrie en de verfindustrie echter aan het verbeteren van de coatingtechnologie, niet alleen door de kosten te verlagen, maar ook door nieuwere oppervlaktebehandelingen te ontwikkelen die de levensduur van de blanke lak aanzienlijk verbeterden.
De steeds verbazingwekkender wordende verftechnologie
Toekomstige coating mainstream ontwikkelingstrend, sommige mensen in de industrie zijn van mening dat er geen verftechnologie is.Deze technologie is echt doorgedrongen in ons leven, en de schelpen van alledaagse tot huishoudelijke apparaten hebben eigenlijk no-painting-technologie gebruikt.De schelpen voegen de overeenkomstige kleur van metaalpoeder op nanoniveau toe tijdens het spuitgietproces, waardoor de schelpen direct worden gevormd met briljante kleuren en metaalachtige textuur, die helemaal niet meer hoeven te worden geverfd, waardoor de vervuiling door schilderen aanzienlijk wordt verminderd.Natuurlijk wordt het ook veel gebruikt in auto's, zoals bekleding, grille, achteruitkijkspiegelschalen, enz.
In de metaalsector wordt een soortgelijk principe gehanteerd, waardoor in de toekomst metalen materialen die lakvrij worden toegepast al in de fabriek een beschermlaag of zelfs een kleurlaag hebben.Deze technologie wordt momenteel gebruikt in de ruimtevaart- en militaire sector, maar is nog lang niet beschikbaar voor civiel gebruik en het is niet mogelijk om een breed scala aan kleuren aan te bieden.
Samenvatting: Van penselen tot pistolen tot robots, van natuurlijke plantaardige verf tot hightech chemische verf, van het streven naar efficiëntie tot het streven naar kwaliteit tot het streven naar milieugezondheid, het streven naar verftechnologie in de auto-industrie is niet gestopt, en de graad van technologie wordt steeds hoger.De schilders die vroeger penselen vasthielden en in de ruige omgeving werkten, hadden niet verwacht dat de autolak van vandaag zo geavanceerd is en nog steeds in ontwikkeling is.De toekomst zal een milieuvriendelijker, intelligenter en efficiënter tijdperk zijn.
Posttijd: 20 aug. 2022
