Khi bạn nhìn thấy một chiếc ô tô, ấn tượng đầu tiên của bạn có lẽ sẽ là màu sắc của thân xe.Ngày nay, việc có một lớp sơn bóng đẹp là một trong những tiêu chuẩn cơ bản để sản xuất ô tô.Nhưng hơn một trăm năm trước, sơn một chiếc ô tô không phải là một việc dễ dàng và nó kém đẹp hơn nhiều so với ngày nay.Sơn ô tô đã phát triển như thế nào đến mức như ngày nay?Surley sẽ kể cho bạn nghe về lịch sử phát triển của công nghệ sơn phủ gầm ô tô.
Mười giây để hiểu toàn văn:
1,sơn màicó nguồn gốc từ Trung Quốc, phương Tây dẫn đầu sau cuộc cách mạng công nghiệp.
2, Sơn vật liệu gốc tự nhiên khô chậm, ảnh hưởng đến hiệu quả của quy trình sản xuất ô tô, DuPont đã phát minh ra sơn khô nhanhsơn nitro.
3, súng phunthay thế chổi quét, cho màng sơn đều hơn.
4, Từ alkyd đến acrylic, việc theo đuổi độ bền và sự đa dạng đang diễn ra .
5, Từ "phun" đến "phủ nhúng"với dung dịch sơn mài, việc theo đuổi liên tục chất lượng của sơn hiện nay là quá trình phốt phát và định vị điện cực.
6, Thay thế bằngSơn nướctrong việc theo đuổi bảo vệ môi trường.
7, Hiện tại và tương lai, công nghệ vẽ tranh ngày càng vượt xa sức tưởng tượng,ngay cả khi không có sơn.
Vai trò chính của sơn là chống lão hóa
Nhận thức của hầu hết mọi người về vai trò của sơn là mang lại cho các vật phẩm màu sắc rực rỡ, nhưng từ quan điểm sản xuất công nghiệp, màu sắc thực sự là một nhu cầu thứ yếu;rỉ sét và chống lão hóa là mục đích chính.Từ thuở sơ khai kết hợp gỗ lim cho đến thân xe trắng tinh như kim loại ngày nay, thân xe đều cần sơn như một lớp bảo vệ.Những thách thức mà lớp sơn phải đối mặt là hao mòn tự nhiên như nắng, cát và mưa, hư hỏng vật lý như cạo, cọ xát và va chạm, và xói mòn như muối và phân động vật.Trong quá trình phát triển của công nghệ sơn, quy trình này đang dần phát triển ngày càng hiệu quả hơn, đồng thời bền và đẹp hơn cho thân xe để đáp ứng tốt hơn những thách thức này.
Sơn mài từ Trung Quốc
Sơn mài có một lịch sử rất lâu đời và đáng tiếc thay, vị trí dẫn đầu về công nghệ sơn mài lại thuộc về Trung Quốc trước Cách mạng Công nghiệp.Việc sử dụng sơn mài có từ thời kỳ đồ đá mới, và sau thời Chiến Quốc, những người thợ thủ công đã sử dụng dầu tung được chiết xuất từ hạt của cây tung và thêm sơn mài thô tự nhiên để tạo ra hỗn hợp sơn, mặc dù vào thời điểm đó sơn mài là một món đồ xa xỉ dành cho giới quý tộc.Sau khi nhà Minh thành lập, Zhu Yuanzhang bắt đầu thành lập ngành công nghiệp sơn mài của chính phủ và công nghệ sơn phát triển nhanh chóng.Tác phẩm đầu tiên của Trung Quốc về công nghệ sơn, "Tranh thư", được biên soạn bởi Huang Cheng, một thợ sơn mài thời nhà Minh.Nhờ sự phát triển kỹ thuật và thương mại trong và ngoài nước, đồ sơn mài đã phát triển thành một hệ thống thủ công mỹ nghệ trưởng thành vào thời nhà Minh.
Loại sơn dầu tung tinh xảo nhất của thời nhà Minh là chìa khóa để sản xuất tàu.Học giả người Tây Ban Nha thế kỷ 16 Mendoza đã đề cập trong "Lịch sử của Đế quốc Đại Trung Hoa" rằng các con tàu Trung Quốc phủ dầu tung có tuổi thọ gấp đôi các con tàu châu Âu.
Vào giữa thế kỷ 18, châu Âu cuối cùng đã nứt vỡ và làm chủ công nghệ sơn dầu tung, và ngành công nghiệp sơn châu Âu dần hình thành.Dầu tung nguyên liệu, ngoài việc được sử dụng cho sơn mài, còn là nguyên liệu quan trọng cho các ngành công nghiệp khác, vẫn do Trung Quốc độc quyền, và trở thành nguyên liệu công nghiệp quan trọng cho hai cuộc cách mạng công nghiệp cho đến đầu thế kỷ 20, khi cây tung được cấy ở Bắc và Nam Mỹ đã hình thành, phá vỡ thế độc quyền nguyên liệu thô của Trung Quốc.
Sấy khô không còn mất đến 50 ngày
Vào đầu thế kỷ 20, ô tô vẫn được sản xuất bằng sơn gốc tự nhiên như dầu hạt lanh làm chất kết dính.
Ngay cả Ford, hãng đi tiên phong trong dây chuyền sản xuất ô tô, cũng gần như chỉ sử dụng sơn đen Nhật Bản để chạy theo tốc độ sản xuất vì nó khô nhanh nhất, nhưng xét cho cùng, nó vẫn là sơn vật liệu gốc tự nhiên, và lớp sơn vẫn còn. cần hơn một tuần để khô.
Vào những năm 1920, DuPont đã nghiên cứu một loại sơn nitrocellulose khô nhanh (hay còn gọi là sơn nitrocellulose) khiến các nhà sản xuất ô tô mỉm cười, không còn phải làm việc trên những chiếc xe có chu kỳ sơn dài như vậy nữa.
Đến năm 1921, DuPont đã dẫn đầu trong việc sản xuất phim điện ảnh nitrat, khi hãng này chuyển sang sử dụng các sản phẩm không chứa chất nổ dựa trên nitrocellulose để hấp thụ các cơ sở công suất khổng lồ mà hãng đã xây dựng trong chiến tranh.Vào một buổi chiều thứ Sáu nóng nực của tháng 7 năm 1921, một công nhân tại nhà máy sản xuất phim DuPont đã để lại một thùng sợi bông nitrat trên bến tàu trước khi tan sở.Khi mở nó ra lần nữa vào sáng thứ Hai, ông phát hiện ra rằng chiếc xô đã biến thành một chất lỏng nhớt, trong suốt mà sau này trở thành chất nền cho sơn nitrocellulose.Năm 1924, DuPont đã phát triển sơn DUCO nitrocellulose, sử dụng nitrocellulose làm nguyên liệu chính và thêm nhựa tổng hợp, chất làm dẻo, dung môi và chất pha loãng để pha trộn.Ưu điểm lớn nhất của sơn nitrocellulose là khô nhanh, so với sơn gốc tự nhiên phải mất một tuần, thậm chí vài tuần mới khô thì sơn nitrocellulose chỉ mất 2 giờ để khô, giúp tăng tốc độ sơn lên rất nhiều.năm 1924, hầu hết các dây chuyền sản xuất của General Motors đều sử dụng sơn Duco nitrocellulose.
Đương nhiên, sơn nitrocellulose có nhược điểm của nó.Nếu xịt trong môi trường ẩm ướt, màng sơn dễ ngả sang màu trắng và mất đi độ bóng.Bề mặt sơn được tạo thành có khả năng chống ăn mòn kém đối với các dung môi gốc dầu mỏ, chẳng hạn như xăng, có thể làm hỏng bề mặt sơn và khí dầu rò rỉ ra ngoài trong quá trình tiếp nhiên liệu có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp của bề mặt sơn xung quanh.
Thay cọ bằng súng phun để giải quyết các lớp sơn không đều
Ngoài đặc tính của bản thân sơn, phương pháp sơn cũng rất quan trọng đối với độ bền và độ bền của bề mặt sơn.Việc sử dụng súng phun là một cột mốc quan trọng trong lịch sử công nghệ sơn.Súng phun đã được đưa vào lĩnh vực sơn công nghiệp vào năm 1923 và vào ngành công nghiệp ô tô vào năm 1924.
Do đó, gia đình DeVilbiss đã thành lập DeVilbiss, một công ty nổi tiếng thế giới chuyên về công nghệ nguyên tử hóa.Sau đó, con trai của Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, ra đời.Con trai của Tiến sĩ Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, đã đưa phát minh của cha mình vượt ra ngoài lĩnh vực y tế.DeVilbiss đã đưa những phát minh của cha mình vượt ra ngoài lĩnh vực y tế và biến bộ phun ban đầu thành một khẩu súng phun sơn.
Trong lĩnh vực sơn công nghiệp, cọ vẽ nhanh chóng trở nên lỗi thời bởi súng phun sơn.deVilbiss đã làm việc trong lĩnh vực nguyên tử hóa hơn 100 năm và hiện là công ty hàng đầu trong lĩnh vực súng phun công nghiệp và thiết bị phun y tế.
Từ alkyd đến acrylic, bền hơn và mạnh hơn
Vào những năm 1930, sơn men nhựa alkyd hay còn gọi là sơn men alkyd được đưa vào quy trình sơn ô tô.Các bộ phận kim loại của thân xe được phun loại sơn này sau đó sấy khô trong lò để tạo thành một màng sơn rất bền.So với sơn nitrocellulose, sơn men alkyd thi công nhanh hơn, chỉ cần 2 đến 3 bước so với 3 đến 4 bước đối với sơn nitrocellulose.Sơn men không chỉ khô nhanh mà còn có khả năng chống lại các dung môi như xăng.
Tuy nhiên, nhược điểm của men alkyd là sợ ánh sáng mặt trời, dưới ánh sáng mặt trời màng sơn sẽ bị oxy hóa với tốc độ nhanh và màu sắc sẽ nhanh chóng bị phai và xỉn màu, đôi khi quá trình này diễn ra chỉ trong vài tháng. .Bất chấp những nhược điểm của chúng, nhựa alkyd vẫn chưa được loại bỏ hoàn toàn và vẫn là một phần quan trọng của công nghệ sơn phủ ngày nay.Sơn acrylic nhiệt dẻo xuất hiện vào những năm 1940, giúp cải thiện đáng kể tính trang trí và độ bền của lớp sơn hoàn thiện, và vào năm 1955, General Motors bắt đầu sơn ô tô bằng một loại nhựa acrylic mới.Tính lưu biến của loại sơn này là duy nhất và yêu cầu phun ở hàm lượng chất rắn thấp, do đó cần sơn nhiều lớp.Đặc tính có vẻ bất lợi này lại là một lợi thế vào thời điểm đó vì nó cho phép đưa các mảnh kim loại vào lớp phủ.Vecni acrylic được phun với độ nhớt ban đầu rất thấp, cho phép làm phẳng các vảy kim loại để tạo thành một lớp phản chiếu, sau đó độ nhớt tăng nhanh để giữ các vảy kim loại ở đúng vị trí.Do đó, sơn kim loại đã ra đời.
Điều đáng chú ý là giai đoạn này chứng kiến sự phát triển vượt bậc của công nghệ sơn acrylic ở Châu Âu.Điều này xuất phát từ những hạn chế đối với các quốc gia Trục châu Âu sau Thế chiến II, hạn chế sử dụng một số nguyên liệu hóa học trong sản xuất công nghiệp, chẳng hạn như nitrocellulose, một nguyên liệu thô cần thiết cho sơn nitrocellulose, có thể được sử dụng để chế tạo chất nổ.Với hạn chế này, các công ty ở các quốc gia này bắt đầu tập trung vào công nghệ sơn men, phát triển hệ thống sơn acrylic urethane.Khi sơn châu Âu vào Hoa Kỳ vào năm 1980, hệ thống sơn ô tô của Mỹ đã bỏ xa các đối thủ châu Âu.
Quá trình phốt phát và điện di tự động để theo đuổi chất lượng sơn cao cấp
Hai thập kỷ sau Chiến tranh thế giới thứ hai là thời kỳ chất lượng sơn phủ thân xe ngày càng được nâng cao.Lúc này ở Mỹ, ngoài phương tiện đi lại, ô tô còn có thuộc tính nâng cao địa vị xã hội nên chủ xe muốn xe mình trông cao cấp hơn nên nước sơn phải bóng bẩy, màu sắc đẹp hơn.
Bắt đầu từ năm 1947, các công ty xe hơi bắt đầu phốt phát hóa bề mặt kim loại trước khi sơn, như một cách để cải thiện độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của sơn.Lớp sơn lót cũng được thay đổi từ dạng phun sang dạng nhúng, nghĩa là các bộ phận thân xe được nhúng vào một vũng sơn, giúp đồng đều hơn và lớp sơn phủ toàn diện hơn, đảm bảo có thể sơn cả những vị trí khó tiếp cận như hốc. .
Vào những năm 1950, các công ty sản xuất ô tô phát hiện ra rằng mặc dù đã sử dụng phương pháp sơn nhúng nhưng một phần sơn vẫn bị rửa trôi trong quy trình tiếp theo bằng dung môi, làm giảm hiệu quả chống rỉ sét.Để giải quyết vấn đề này, năm 1957, Ford đã hợp tác với PPG dưới sự lãnh đạo của Tiến sĩ George Brewer.Dưới sự lãnh đạo của Tiến sĩ George Brewer, Ford và PPG đã phát triển phương pháp phủ định vị điện cực hiện đang được sử dụng phổ biến.
Ford sau đó đã thành lập xưởng sơn điện di anốt đầu tiên trên thế giới vào năm 1961. Tuy nhiên, công nghệ ban đầu còn thiếu sót và PPG đã giới thiệu một hệ thống sơn điện di catốt ưu việt và các lớp phủ tương ứng vào năm 1973.
Sơn bền đẹp để giảm ô nhiễm cho sơn gốc nước
Vào giữa đến cuối những năm 70, ý thức tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường do cuộc khủng hoảng dầu mỏ mang lại cũng có tác động lớn đến ngành sơn.Vào những năm 80, các quốc gia đã ban hành các quy định mới về hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), khiến cho sơn acrylic có hàm lượng VOC cao và độ bền yếu không được thị trường chấp nhận.Ngoài ra, người tiêu dùng cũng kỳ vọng hiệu ứng sơn thân xe sẽ kéo dài ít nhất 5 năm, điều này đòi hỏi phải quan tâm đến độ bền của lớp sơn hoàn thiện.
Với lớp sơn bóng trong suốt như một lớp bảo vệ, lớp sơn màu bên trong không cần đánh dày như trước, chỉ cần một lớp cực mỏng để trang trí.Chất hấp thụ tia cực tím cũng được thêm vào lớp sơn mài để bảo vệ các sắc tố trong lớp trong suốt và lớp sơn lót, làm tăng đáng kể tuổi thọ của lớp sơn lót và sơn màu.
Kỹ thuật sơn ban đầu tốn kém và thường chỉ được sử dụng trên các mẫu xe cao cấp.Ngoài ra, độ bền của lớp sơn bóng trong kém, nó sẽ nhanh chóng bong ra và cần phải sơn lại.Tuy nhiên, trong thập kỷ tiếp theo, ngành ô tô và ngành sơn đã nỗ lực cải tiến công nghệ sơn phủ, không chỉ bằng cách giảm chi phí mà còn bằng cách phát triển các phương pháp xử lý bề mặt mới hơn giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ của lớp sơn trong.
Công nghệ sơn ngày càng tuyệt vời
Xu hướng phát triển chủ đạo của sơn phủ trong tương lai, một số người trong ngành tin rằng công nghệ không cần sơn.Công nghệ này đã thực sự thâm nhập vào cuộc sống của chúng ta, và vỏ của các thiết bị gia dụng hàng ngày đã thực sự sử dụng công nghệ không sơn.Vỏ thêm màu tương ứng của bột kim loại cấp độ nano trong quá trình ép phun, trực tiếp tạo thành vỏ có màu sắc rực rỡ và kết cấu kim loại, hoàn toàn không cần sơn, giúp giảm đáng kể ô nhiễm do sơn tạo ra.Đương nhiên, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong ô tô, chẳng hạn như trang trí, lưới tản nhiệt, vỏ gương chiếu hậu, v.v.
Một nguyên tắc tương tự được sử dụng trong lĩnh vực kim loại, có nghĩa là trong tương lai, các vật liệu kim loại được sử dụng mà không cần sơn sẽ có sẵn lớp bảo vệ hoặc thậm chí là lớp màu tại nhà máy.Công nghệ này hiện đang được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và quân sự, nhưng còn lâu mới có thể sử dụng cho mục đích dân sự và không thể cung cấp nhiều loại màu sắc.
Bản tóm tắt: Từ bàn chải đến súng cho đến robot, từ sơn thực vật tự nhiên đến sơn hóa học công nghệ cao, từ theo đuổi hiệu quả đến theo đuổi chất lượng đến theo đuổi sức khỏe môi trường, việc theo đuổi công nghệ sơn trong ngành ô tô vẫn chưa dừng lại, và trình độ công nghệ ngày càng cao.Những người thợ sơn đã từng cầm cọ và làm việc trong môi trường khắc nghiệt sẽ không thể ngờ rằng công nghệ sơn ô tô ngày nay đã tiên tiến đến vậy và vẫn đang tiếp tục phát triển.Tương lai sẽ là một kỷ nguyên thân thiện với môi trường, thông minh và hiệu quả hơn.
Thời gian đăng bài: 20-08-2022
