1. Bức vẽ
- Định nghĩa: Sơn là thuật ngữ chung chỉ các thao tác được thực hiện để tạo thành một lớp màng phủ bằng sơn nhằm mục đích che phủ bề mặt của một vật thể để bảo vệ và tạo tính thẩm mỹ, v.v.
- Mục đích: Mục đích của việc sơn không chỉ là để làm đẹp mà còn để bảo vệ và do đó, nâng cao chất lượng sản phẩm.
1) Bảo vệ: Hầu hết các vật liệu chính cấu thành ô tô là thép tấm, và khi một chiếc xe được làm bằng thép tấm làm lớp phủ, nó sẽ phản ứng với hơi ẩm hoặc oxy trong không khí để tạo ra gỉ sét. Mục đích quan trọng nhất của việc sơn là bảo vệ vật thể bằng cách ngăn ngừa sự gỉ sét đó.
2) Tính thẩm mỹ: Hình dáng của một chiếc xe hơi có nhiều loại bề mặt và đường nét khác nhau như bề mặt ba chiều, bề mặt phẳng, bề mặt cong, đường thẳng và đường cong. Bằng cách sơn một vật thể có hình dạng phức tạp như vậy, người ta thể hiện được gu thẩm mỹ về màu sắc, giúp hài hòa với hình dáng của xe và đồng thời nâng cao tính thẩm mỹ của xe.
3) Nâng cao khả năng tiếp thị: Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại ô tô khác nhau, nhưng khi so sánh các loại xe có hình dáng và chức năng tương đồng, ví dụ như xe sơn hai màu, thì giá trị của chúng tăng lên. Vì vậy, việc sơn lại cũng là một trong những mục tiêu hướng đến. Thêm vào đó, độ bền của ngoại thất ô tô ngày càng được yêu cầu cao hơn do những thay đổi nhanh chóng của môi trường hiện nay. Ví dụ, nhu cầu về các loại sơn chức năng giúp ngăn ngừa hư hại lớp phủ do mưa axit và giảm độ bóng ban đầu do bàn chải rửa xe tự động đang tăng lên, từ đó nâng cao khả năng tiếp thị.Cả phương pháp sơn tự động và sơn thủ công đều được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu về chất lượng lớp phủ.
2. Thành phần của sơnThành phần của sơn: Sơn là một chất lỏng nhớt, trong đó ba thành phần là chất màu, nhựa và dung môi được trộn đều (phân tán).
- Bột màu: Là một loại bột màu không tan trong dung môi hoặc nước. Khác với thuốc nhuộm là chúng được phân tán dưới dạng các hạt mà không tan trong nước hoặc dung môi. Kích thước hạt dao động từ vài micromet đến vài chục micromet. Hơn nữa, chúng có nhiều hình dạng khác nhau, chẳng hạn như hình tròn, hình que, hình kim và hình vảy. Đó là một loại bột (bột) tạo màu (khả năng tạo màu) và khả năng che phủ (khả năng che phủ và làm mờ bề mặt vật thể) cho lớp phủ, và có hai loại: vô cơ và hữu cơ. Bột màu (bột đánh bóng) và bột màu phụ gia được sử dụng để cải thiện cảm giác bề mặt. Sơn không màu và trong suốt được gọi là sơn trong suốt (clear) trong số các loại sơn, khi bột màu được loại bỏ khỏi các thành phần cấu tạo nên sơn.
Nó được dùng để làm cho lớp màng phủ có độ bóng cao hơn.
1) Chức năng của sắc tố
* Sắc tố màu: tạo màu, khả năng che phủ
Các chất tạo màu vô cơ: Chủ yếu là các chất tạo màu tự nhiên như trắng, vàng và nâu đỏ. Chúng là các hợp chất kim loại như kẽm, titan, chì, sắt, đồng, v.v. Nhìn chung, chúng có khả năng chống chịu thời tiết và chịu nhiệt tuyệt vời, cũng như khả năng che phủ tốt, nhưng về độ rực rỡ của màu sắc thì không tốt bằng chất tạo màu hữu cơ. Đối với sơn ô tô, người ta không chỉ sử dụng chất tạo màu vô cơ. Hơn nữa, xét từ góc độ ngăn ngừa ô nhiễm môi trường, các chất tạo màu chứa kim loại nặng độc hại như cadmium và chromium hiện nay không được sử dụng.
Bạn. Màu hữu cơ: Được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hữu cơ thông qua các phản ứng hóa học định kỳ, và là một chất được tạo thành từ hợp chất kim loại hoặc có nguồn gốc tự nhiên. Nhìn chung, khả năng che phủ không tốt lắm, nhưng vì cho màu sắc rõ nét nên nó được sử dụng rộng rãi để sơn màu đặc, màu kim loại và màu mica cho ngoại thất ô tô.
* Chất tạo màu chống gỉ: ngăn ngừa gỉ sét
* Chất tăng cường sắc tố: Có thể tạo ra một lớp màng phủ cứng, ngăn ngừa sự phân hủy của lớp màng phủ và cải thiện độ bền.
- Nhựa: Là một chất lỏng trong suốt liên kết các hạt màu với nhau, tạo độ bóng, độ cứng và độ bám dính cho màng phủ. Tên gọi khác của nó là chất kết dính. Đặc tính khô và độ bền của màng phủ phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính của nhựa.
1) Nhựa tự nhiên: Chủ yếu được chiết xuất hoặc tiết ra từ thực vật và được sử dụng trong sản xuất các loại sơn như sơn dầu, vecni và sơn mài.
2) Nhựa tổng hợp: Đây là thuật ngữ chung dùng để chỉ các loại nhựa được tổng hợp thông qua các phản ứng hóa học từ nhiều nguyên liệu hóa học khác nhau. Nó là một hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử rất lớn so với nhựa tự nhiên. Ngoài ra, nhựa tổng hợp được chia thành nhựa nhiệt dẻo (mềm và tan chảy khi đun nóng) và nhựa nhiệt rắn (cứng lại bằng phản ứng hóa học khi đun nóng, và không mềm và tan chảy ngay cả khi đun nóng lại sau khi nguội).
- Dung môi: Là một chất lỏng trong suốt giúp làm tan chảy nhựa để chất màu và nhựa dễ dàng trộn lẫn. Sau khi sơn, nó bay hơi như chất pha loãng và không lưu lại trên màng sơn.
Ctranh vẽ
1. Tổng quan và định nghĩa về sơnTừ góc độ mang lại khả năng "chống gỉ" và "làm đẹp", sơn ô tô đã đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng tiếp thị của ô tô bằng cách áp dụng các công nghệ tiên tiến nhất thời bấy giờ. Trong các hạng mục chất lượng sau đây, sơn và hệ thống lớp phủ được thiết kế để đạt được các đặc tính phủ này một cách tiết kiệm nhất.
Sơn thường có tính chất dễ chảy và có thể phủ lên bề mặt vật cần phủ, tạo thành một lớp màng liên tục (màng phủ) thông qua quá trình sấy khô và đóng rắn. Dựa trên các đặc tính vật lý và hóa học của màng phủ được hình thành theo cách này, vật cần phủ sẽ được trang bị khả năng "chống gỉ" và "độ dẻo".
2. Quy trình sơn ô tôĐể đạt được chất lượng lớp phủ xe mục tiêu một cách tiết kiệm nhất, quy trình phủ và các thông số kỹ thuật phủ được thiết lập, và mỗi đặc tính quan trọng được gán cho lớp màng phủ thu được trong mỗi quy trình. Ngoài ra, vì đặc tính của lớp màng phủ phụ thuộc vào khả năng làm việc tốt hay xấu của quy trình, nên loại sơn được sử dụng trong mỗi quy trình được thiết kế sao cho chức năng chính được gán có thể được tối đa hóa khi xem xét các điều kiện của quy trình.Quy trình thi công được kiểm soát chặt chẽ tại xưởng sơn.
Quy trình trên là hệ thống sơn phủ 3 lớp hoặc 4 lớp thường được sử dụng nhất để sơn phủ các tấm ngoại thất ô tô, và màng sơn được hình thành trong mỗi quy trình thể hiện các chức năng sẽ được mô tả sau đây và thiết lập chất lượng sơn phủ của ô tô như một hệ thống sơn phủ toàn diện. Đối với xe tải và xe hạng nhẹ, có những trường hợp sử dụng hệ thống sơn phủ hai lớp, trong đó một bước trung gian được bỏ qua trong quá trình sơn phủ. Ngoài ra, đối với các dòng xe cao cấp, có thể đạt được chất lượng tốt hơn bằng cách sơn lớp trung gian hoặc lớp phủ trên cùng hai lần.
Ngoài ra, gần đây, một quy trình nhằm giảm chi phí sơn phủ bằng cách tích hợp các quy trình sơn phủ trung gian và sơn phủ bề mặt đã được nghiên cứu và áp dụng.
- Quy trình xử lý bề mặt: Quy trình này cải thiện khả năng chống gỉ bằng cách ức chế phản ứng ăn mòn kim loại và tăng cường độ bám dính giữa lớp phủ nền (màng mạ điện) và vật liệu (chất nền). Hiện nay, kẽm photphat là thành phần chính của màng, và phương pháp nhúng là phương pháp chủ đạo để có thể xử lý hiệu quả các chi tiết có cấu trúc phức tạp. Đặc biệt, đối với mạ điện cation, các kim loại như Fe, Ni và Mn ngoài Zn được trộn vào lớp phủ để tăng cường hơn nữa khả năng chống ăn mòn.
- Lớp phủ mạ điện (Sơn lót mạ điện loại cation): Lớp phủ gầm chủ yếu có chức năng chống gỉ. Bên cạnh đặc tính chống gỉ tuyệt vời, sơn mạ điện cation gốc nhựa epoxy còn có những ưu điểm sau trong lớp phủ gầm ô tô: ① Không xảy ra hiện tượng rửa trôi lớp màng xử lý kẽm photphat trong quá trình mạ điện. ② Có tác dụng ức chế phản ứng ăn mòn do tính kiềm trong cấu trúc nhựa. ③ Đặc tính chống gỉ tuyệt vời nhờ khả năng duy trì độ bám dính do khả năng kháng kiềm cao của nhựa epoxy.
1) Ưu điểm của quá trình điện phân lắng đọng cation
* Ngay cả những hình dạng phức tạp cũng có thể được phủ một lớp màng có độ dày đồng đều.
* Khả năng thẩm thấu sâu vào các bộ phận và khớp nối phức tạp một cách xuất sắc.
* Vẽ tự động
* Dễ dàng bảo trì và quản lý dây chuyền.
* Khả năng sơn phủ tốt.
* Có thể áp dụng hệ thống rửa nước khép kín UF (giảm thiểu hao hụt sơn và ô nhiễm nước thải)
* Hàm lượng dung môi thấp và mức độ ô nhiễm không khí thấp.
* Đây là loại sơn gốc nước, nên nguy cơ cháy nổ rất thấp.
2) Sơn mạ điện cation: Nhìn chung, đó là một loại nhựa polyamino thu được bằng cách thêm các amin bậc một đến bậc bốn vào nhựa epoxy. Nó được trung hòa bằng axit (axit axetic) để làm cho nó tan trong nước. Ngoài ra, phương pháp đóng rắn của màng sơn là phản ứng liên kết ngang urethane sử dụng Isocyanate bị khóa làm chất đóng rắn.
3) Cải thiện chức năng của sơn mạ điện: Loại sơn này được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới như một lớp sơn lót cho ô tô, nhưng công tác nghiên cứu và phát triển vẫn đang tiếp tục nhằm cải thiện không chỉ khả năng chống ăn mòn của toàn bộ xe mà còn cả chất lượng của lớp trát.
* Chức năng chống gỉlớp bảo vệ
Đi thôi. Có đặc tính phủ tuyệt vời, khả năng chống thấm của các mối nối, khả năng chống sứt mẻ.
Bạn. Khả năng chống gỉ của tấm thép (chống nước, chống xoắn).
Thực hiện. Làm cứng ở nhiệt độ thấp (Cải thiện khả năng chống gỉ của các bộ phận gắn cao su, v.v.)
* Chức năng thẩm mỹ/trang trí
Tiếp tục. Tính chất lớp phủ của tấm thép có độ nhám cao (góp phần cải thiện độ nhẵn và độ bóng, v.v.)
Bạn. Khả năng chống ố vàng (ức chế sự ố vàng của lớp lông trắng bên ngoài)
- Lớp sơn trung gian: Lớp sơn trung gian đóng vai trò hỗ trợ, tối đa hóa chức năng chống gỉ của lớp sơn lót (mạ điện) và chức năng trát vữa của lớp sơn phủ, đồng thời có chức năng nâng cao chất lượng sơn của toàn bộ hệ thống sơn. Ngoài ra, quá trình sơn trung gian còn góp phần giảm thiểu các khuyết tật của lớp sơn phủ vì nó che phủ được một phần các khuyết tật không thể tránh khỏi của lớp sơn lót (vết xước, bám bụi, v.v.) trong quá trình sơn thực tế.
Sơn trung gian là loại sơn sử dụng nhựa polyester không dầu làm nhựa nền và được xử lý nhiệt bằng cách thêm nhựa melamine và gần đây là urethane (Bl). Gần đây, để cải thiện khả năng chống bong tróc, một lớp sơn lót chống bong tróc đôi khi được phủ lên bằng phương pháp sơn ướt chồng ướt trong quá trình xử lý trung gian.
1) Độ bền của lớp phủ trung gian
* Khả năng chống nước: độ thấm hút thấp và hạn chế sự hình thành mụn nước.
* Khả năng chống sứt mẻ: Hấp thụ năng lượng va đập khi đá bị ném và giảm thiểu hư hại cho lớp phủ, từ đó giảm tiếng ồn và ngăn ngừa sự hình thành lớp gỉ.
* Khả năng chống chịu thời tiết: Giảm thiểu sự xuống cấp do tia UV và hạn chế hiện tượng bong tróc lớp sơn phủ khi tiếp xúc với môi trường ngoài trời.
2) Chức năng trát vữa của lớp vữa trung gian
* Đặc tính lớp phủ lót: Góp phần làm mịn bề mặt ngoại thất hoàn thiện bằng cách che phủ độ nhám bề mặt của lớp phủ mạ điện.
* Khả năng chống dung môi: Bằng cách ngăn chặn sự trương nở và hòa tan của lớp phủ trung gian đối với dung môi của lớp phủ trên cùng, chất lượng bề mặt có độ tương phản cao được đạt được.
* Điều chỉnh màu sắc: Lớp sơn giữa thường có màu xám, nhưng gần đây có thể phủ thêm một lớp sơn phủ có độ che phủ thấp bằng cách pha màu (chất bịt kín màu).
3) Sơn trung gian
*Yêu cầu về chất lượng đối với lớp phủ trung gian: khả năng chống bong tróc, độ che phủ lớp nền, độ bám dính với lớp mạ điện, độ mịn, không bị mất ánh sáng, độ bám dính với lớp phủ ngoài, khả năng chống hư hại do ánh sáng.
- Lớp phủ ngoài: Chức năng quan trọng nhất của lớp phủ ngoài là tạo vẻ đẹp thẩm mỹ, bảo vệ và duy trì bề mặt. Lớp phủ này chú trọng đến các yếu tố chất lượng như màu sắc, độ mịn bề mặt, độ bóng và chất lượng hình ảnh (khả năng làm nổi bật hình ảnh vật thể trên lớp màng phủ). Ngoài ra, lớp phủ ngoài còn cần có khả năng bảo vệ và duy trì tính thẩm mỹ của xe trong thời gian dài.
- Lớp phủ ngoài: Chức năng quan trọng nhất của lớp phủ ngoài là tạo vẻ đẹp thẩm mỹ, bảo vệ và duy trì bề mặt. Lớp phủ này chú trọng đến các yếu tố chất lượng như màu sắc, độ mịn bề mặt, độ bóng và chất lượng hình ảnh (khả năng làm nổi bật hình ảnh vật thể trên lớp màng phủ). Ngoài ra, lớp phủ ngoài còn cần có khả năng bảo vệ và duy trì tính thẩm mỹ của xe trong thời gian dài.
1) Lớp phủ ngoài: Màu sắc được phân loại theo chất tạo màu gốc được sử dụng trong sơn, và chủ yếu được chia thành màu mica, màu kim loại và màu đặc tùy thuộc vào việc có sử dụng các chất tạo màu dạng vảy như vảy bột nhôm hay không.
* Chất lượng bề ngoài: độ mịn, độ bóng, độ sống động, cảm giác bề mặt
* Độ bền: duy trì độ bóng và bảo vệ, chống phai màu, phai màu.
* Độ bám dính: Độ bám dính lớp sơn phủ lại, độ bám dính hai màu, độ bám dính với chất kết dính
* Khả năng chống dung môi
* Khả năng kháng hóa chất
* Đặc tính chức năng: khả năng chống rửa xe, chống mưa axit, chống bong tróc.
2) Sơn thân thiện với môi trường
* Sơn hàm lượng chất rắn cao: Đây là loại sơn có hàm lượng chất rắn cao, đáp ứng các quy định về VOC (Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) và là loại sơn giúp giảm lượng dung môi hữu cơ sử dụng. Sơn có đặc điểm là bề mặt nhẵn mịn và sử dụng nhựa có trọng lượng phân tử thấp.
* Loại sơn gốc nước (sơn gốc nước): Đây là loại sơn giảm thiểu lượng dung môi hữu cơ sử dụng và dùng nước (nước tinh khiết) làm chất pha loãng. Đặc điểm của loại sơn này là cần có thiết bị làm nóng sơ bộ (IR_Preheat) để làm bay hơi nước trong quá trình sơn, do đó cần phải cải tạo lại thiết bị và máy phun sơn cũng cần phương pháp điện cực dành cho sơn gốc nước.
3) Sơn chức năng
* CCS (Hệ thống liên kết chéo phức hợp, sơn loại liên kết chéo phức hợp): Đây là một loại nhựa urethane (isocyanate) hoặc silane trong đó một phần nhựa melamine, vốn dễ bị ảnh hưởng bởi mưa axit trong hệ thống nhựa acrylic/melamine, được thay thế, giúp cải thiện khả năng chống axit và chống trầy xước.
* NCS (Hệ thống liên kết ngang mới, Sơn loại liên kết ngang mới): Sơn không chứa melamine được sản xuất bằng phương pháp đóng rắn epoxy axit trên nhựa acrylic. Sơn có khả năng chống axit, chống trầy xước và chống bám bẩn tuyệt vời.
- Khả năng thi công của lớp sơn phủ: Để đạt được hiệu quả kinh tế về mặt chi phí và khả năng tái tạo tốt của lớp sơn phủ mục tiêu, khả năng thi công tốt của sơn (phân tán, độ chảy, lỗ kim, độ mịn, v.v.) là rất cần thiết. Vì vậy, việc điều chỉnh đặc tính độ nhớt trong quá trình tạo màng đa lớp từ khi sơn đến khi sấy và làm cứng là rất quan trọng. Các điều kiện môi trường sơn như nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió trong buồng sơn cũng là những yếu tố quan trọng.
1) Độ nhớt của nhựa: trọng lượng phân tử, khả năng tương thích (thông số độ hòa tan: giá trị SP)
2) Sắc tố: khả năng hấp thụ dầu, nồng độ sắc tố (PWC), kích thước hạt phân tán
3) Phụ gia: chất làm tăng độ nhớt, chất làm phẳng bề mặt, chất khử bọt, chất ức chế tách màu, v.v.
4) Tốc độ đóng rắn: nồng độ các nhóm chức trong nhựa nền, khả năng phản ứng của chất liên kết ngang
Ngoài ra, độ dày của lớp màng phủ có ảnh hưởng lớn đến bề ngoài của lớp phủ hoàn thiện. Gần đây, chất làm tăng độ nhớt cấu trúc như vi gel cho phép đạt được cả tính chất dễ chảy và tự san phẳng, đồng thời cải thiện bề ngoài hoàn thiện nhờ lớp phủ màng dày.
- Khả năng chống chịu thời tiết của lớp sơn phủ: Mặc dù ô tô tiếp xúc với nhiều môi trường khác nhau, lớp sơn phủ vẫn chịu tác động của ánh sáng, nước, oxy, nhiệt độ, v.v. Kết quả là, một số hiện tượng bất lợi xảy ra làm ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ.
1) Hiện tượng quang học
* Giảm độ bóng: Độ mịn của bề mặt lớp phủ bị hư hại, và sự phản xạ ánh sáng khuếch tán từ bề mặt tăng lên. Thành phần của nhựa rất quan trọng, nhưng tác động của chất tạo màu cũng đóng vai trò quan trọng.
* Sự biến đổi màu sắc: Màu sắc của lớp phủ ban đầu thay đổi theo sự lão hóa của chất tạo màu hoặc nhựa trong màng phủ. Đối với các ứng dụng trong ngành ô tô, nên chọn loại chất tạo màu có khả năng chống chịu thời tiết tốt nhất.
2) hiện tượng cơ học
* Nứt: Nứt xuất hiện trên lớp bề mặt hoặc toàn bộ màng phủ do sự thay đổi các tính chất vật lý của màng phủ do quá trình oxy hóa quang học hoặc thủy phân (giảm độ giãn dài, độ bám dính, v.v.) và ứng suất bên trong. Đặc biệt, hiện tượng này thường xảy ra ở màng phủ trong suốt có ánh kim loại, và ngoài việc điều chỉnh các tính chất vật lý của màng phủ bằng cách thay đổi thành phần nhựa acrylic, việc sử dụng chất hấp thụ tia cực tím và chất chống oxy hóa cũng rất hiệu quả.
* Bong tróc: Lớp màng phủ bị bong tróc một phần do độ bám dính của màng phủ giảm hoặc do tính chất lưu biến giảm, và do tác động của các lực bên ngoài như bắn tóe hoặc rung động của đá.
3) hiện tượng hóa học
* Nhiễm bẩn: Nếu muội than, xác côn trùng hoặc mưa axit bám vào bề mặt lớp phủ, chi tiết sẽ bị ố và đổi màu thành các đốm. Cần phải sử dụng chất tạo màu và nhựa chống trầy xước, chống kiềm. Một trong những lý do lớp phủ trong suốt được phủ lên màu kim loại là để bảo vệ bột nhôm.
- Những thách thức trong tương lai của lớp phủ bề mặt: Tính thẩm mỹ và thiết kế ngày càng trở nên quan trọng trong việc nâng cao các đặc tính thương mại của ô tô. Trong khi đáp ứng sự đa dạng hóa nhu cầu và những thay đổi về vật liệu như nhựa, cần phải đáp ứng các yêu cầu xã hội như sự xuống cấp của môi trường tiếp xúc với ô tô và giảm ô nhiễm không khí. Trong bối cảnh đó, nhiều loại lớp phủ bề mặt khác nhau cho ô tô thế hệ tiếp theo đang được xem xét.
Hãy cùng xem xét kỹ hơn các quy trình sơn ô tô điển hình và xem quá trình truyền nhiệt và truyền khối đóng vai trò quan trọng trong những ứng dụng nào. Quy trình sơn ô tô nói chung như sau.
① Tiền xử lý
② Mạ điện (lớp sơn lót)
③ Sơn phủ bảo vệ
④ Lớp phủ lót
⑤ Tranh sáp
⑥ Lớp sơn lót chống bong tróc
⑦ Mồi
⑧ Lớp phủ ngoài
⑨ Loại bỏ khuyết điểm và đánh bóng
Quy trình sản xuất ô tô mất khoảng 20 giờ, trong đó 10 giờ, tức là một nửa, các công đoạn được liệt kê ở trên mất khoảng 10 giờ. Trong đó, các công đoạn quan trọng và đáng kể nhất là xử lý sơ bộ, mạ điện (lớp phủ lót), lớp phủ sơn lót và lớp phủ sơn hoàn thiện. Chúng ta hãy tập trung vào các công đoạn này.
Thời gian đăng bài: 08/11/2022
