Przejdź do głównej treści
+41 52 511 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Pełna księga Pci

Magazyn branżowy Paint & Coatings: W kierunku zerowych problemów z jakością lakierów samochodowych dzięki monitorowaniu lepkości w czasie rzeczywistymoring i kontrola

W stronę zera problemów z jakością lakieru samochodowego dzięki monitorowaniu lepkości w czasie rzeczywistymoring i kontrola

Przez cały postęp w projektowaniu i produkcji samochodów na przestrzeni lat istniała jedna stała - estetyka pojazdu jest kluczowym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji zakupowych przez konsumentów. Konsystencja, jakość i różnorodność finiszu odgrywają najważniejszą rolę podczas zakupu. Procesy lakierowania i wykańczania samochodów wykorzystują zaawansowane technologie do wytwarzania trwałych powierzchni, wysokiej jakości wykończeń, przy jednoczesnej maksymalizacji wydajności i zgodności z przepisami ochrony środowiska. Ilość i jakość farb i powłok mają oczywisty wpływ na koszty produkcji, sprzedaży i konserwacji. Problemy z jakością mogą szybko doprowadzić do niezadowolenia klienta, kosztownych wycofań i problemów z odpowiedzialnością. Jednak zapewnienie właściwej jakości farby i powłoki jest łatwe i tak proste, jak jedno kliknięcie przycisku.

Prawidłowa lepkość farby jest kluczem do dobrej jakości wykończenia. Wszystkie parametry wydajności są bezpośrednio powiązane z lepkością ciekłej powłoki w miejscu aplikacji. Obejmują one grubość powłoki, wydajność nanoszenia farby, grubość powłoki i jej osadzanie, dopasowanie koloru, jakość wykończonej powierzchni i odporność chemiczną. Lepkość jest głównym czynnikiem wpływającym na grubość i przyczepność powłoki. Właściwa kontrola lepkości zapewnia jakość i żywotność powłoki, pomagając spełnić najwyższe wymagania dotyczące jakości i produktywności procesu malowania.

W nowoczesnych procesach lakierniczych w samochodach powłoka zapobiegająca odpryskiwaniu, podkład gruntujący, lakier bazowy i lakier bezbarwny są zwykle nakładane metodą natryskową, co wymaga użycia rozpylaczy. Jakość rozpylania wpływa na jakość natryskiwanej powłoki. Aplikacja natryskowa wymaga możliwie najniższej lepkości, aby zoptymalizować rozpylanie. Jeśli jednak lepkość jest zbyt niska, na pionowych powierzchniach będzie występować zwiotczenie błony, co prowadzi do nierówności powłoki. Wymaga to wykończeń o złożonych właściwościach reologicznych. Muszą mieć niską lepkość podczas natryskiwania i znacznie wyższą lepkość, gdy materiał osiada na powlekanej powierzchni. Ponadto lepkość farby zależy od temperatury, więc utrzymanie jakości wykończenia wymaga kompensacji lepkości w zależności od temperatury otoczenia.

Tradycyjnie, lepkość w operacjach malowania natryskowego jest określana za pomocą kubka wypływowego. Operator napełnia kubek farbą i mierzy czas potrzebny do opróżnienia kubka. Im dłuższy czas, tym wyższa lepkość. Odbywa się to zwykle w odstępach co 15 minut, dzięki czemu odchylenia lepkości farby można wykryć dopiero po rozpyleniu znacznej ilości farby. Również kontrola temperatury pomiarów kubka jest trudna, jeśli nie niemożliwa, co prowadzi do prawdopodobnie dużych rozbieżności między zmierzonymi wartościami a rzeczywistą lepkością w miejscu aplikacji.

Dla kontrastu monitoring Lepkość powłoki inline skutkuje wyższą jakością powłoki, zwiększoną wydajnością, znacznymi oszczędnościami w stosowaniu powłok i rozpuszczalników oraz minimalizuje przestoje w procesie powlekania w porównaniu z tradycyjnymi pomiarami off-line za pomocą kubka wypływowego.

Wahania temperatury prowadzą do zmian lepkości materiałów malarskich, co prowadzi do różnic strukturalnych lub ugięcia. W większości systemów malarskich występuje tendencja do sedymentacji zawartego spoiwa i składników pigmentu. Niejednorodny materiał do malowania nieuchronnie prowadzi do nieodpowiedniego efektu malowania. Osadzone składniki lakieru mogą prowadzić do zatorów i stopniowego zatykania się linii. Łuszczące się składniki lakieru powodują zabrudzenie powłoki lakieru. Tabela 1 przedstawia niektóre typowe wady lakieru i powłoki samochodowej oraz ich przyczyny.

Konsystencję powłoki na liniach lakierniczych w fabryce można osiągnąć nawet w zmiennych temperaturach i warunkach parowania poprzez automatyzację systemu dozowania ze sterownikiem wykorzystującym ciągłe pomiary lepkości w czasie rzeczywistym.

Wyzwania związane z procesem malowania i powlekania

Firmy motoryzacyjne i lakiernie zdają sobie sprawę z potrzeby monitorowania lepkości, ale dokonywanie tego pomiaru poza laboratorium przez lata stanowiło wyzwanie dla inżynierów procesu i działów jakości. Istniejące laboratoryjne wiskozymetry rotacyjne, reometry i monitory temperaturyoring systemy mają niewielką wartość w środowiskach procesowych. Na lepkość bezpośrednio wpływa temperatura, szybkość ścinania, warunki przepływu, ciśnienie i inne zmienne, które w przypadku próbek laboratoryjnych bardzo różnią się od tych występujących w rzeczywistym procesie. Tradycyjne przyrządy, takie jak kubki przepływowe, kubki zanurzeniowe, wiskozymetry rotacyjne, wiskozymetry stożkowe i płytkowe oraz wiskozymetry pęcherzykowe są powolne, pracochłonne, czasochłonne i podatne na niedokładności.

Farby są zwykle rozcieńczane ścinaniem, mając mniejszą lepkość przy wyższych szybkościach ścinania. Jest to korzystne dla właściwości farby, ponieważ ważne jest, aby farba była nakładana jako jednolita powłoka i pozostawała na miejscu po nałożeniu. Jednak konwencjonalne wiskozymetry nie osiągają wysokich prędkości ścinania występujących w procesie natryskiwania, więc mogą tylko pośrednio dostarczyć informacji o właściwościach farby w miejscu jej nałożenia. Temperatura jest również kluczową zmienną przy określaniu lepkości, ale pomiary kubka nie mają pomiaru ani kontroli temperatury, więc nie można ich bezpośrednio porównać z rzeczywistą temperaturą natryskiwania. Może to prowadzić do różnic w jakości powłoki w miarę zmian temperatury procesu.

Dokładny i czuły pomiar lepkości w linii

Zautomatyzowany pomiar lepkości w linii umożliwia ciągłe monitorowanieoring farby w miejscu aplikacji. Umożliwia kontrolę lepkości farby w celu zapewnienia jednolitej jakości gotowego produktu. RheonicsWiskozymetr SRV jest zrównoważonym rezonatorem skrętnym kompaktowy wiskozymetr procesowy in-line z wbudowanym pomiarem temperatury płynu (rysunek 1). Przy czasie pomiaru wynoszącym jedną sekundę wykrywa wahania lepkości w strumieniu procesowym w czasie rzeczywistym, umożliwiając podjęcie działań korygujących, gdy tylko pojawią się odchylenia. Zarządzanie lepkością w trybie inline za pomocą Rheonics SRV może pomóc złagodzić najczęstsze problemy z powłoką samochodową, takie jak skórka pomarańczowa, zmętnienie i plamienie, różnice kolorystyczne i wypryski rozpuszczalnika, które mogą negatywnie wpływać na jakość wykończenia samochodu.

 

SRV - 3/4 "NPT - Wbudowany procesowy czujnik lepkości do drukowania, powlekania, żywności, mieszania i szlifowania

RYSUNEK 1: Rheonics Wiskozymetr liniowy, SRV.

 

Kompaktowa obudowa SRV umożliwia bezpośrednią instalację w linii lakierniczej, blisko punktu aplikacji. System pozostaje zamknięty; Farba nie wymaga przenoszenia ani przenoszenia, aby dokonać pomiaru lepkości. Czujniki o niewielkich rozmiarach, odpowiednie do środowisk niebezpiecznych, ułatwiają instalację i konserwację. Nie ma żadnych materiałów eksploatacyjnych, pobierania próbek ani czyszczenia. Pomiar jest ciągły i daje wyraźny sygnał lepkości, który można wykorzystać do monitorowaniaoring oraz kontrolowanie lepkości farby i rejestrowanie lepkości, aby pomóc w diagnozowaniu problemów z jakością.

Rheonics czujniki rezonansowe charakteryzują się z natury wysokimi szybkościami ścinania, sięgającymi plateau wysokiego ścinania typowych systemów malarskich. Te czujniki rezonansowe mierzą lepkość, która odzwierciedla zachowanie farb przy szybkościach ścinania stosowanych w ich zastosowaniu, zamiast podawać pomiary pośrednie, które należy korygować metodą prób i błędów, aby odzwierciedlić rzeczywiste warunki malowania.

Zapewnia odczyty lepkości z kompensacją temperatury

Rheonics czujniki posiadają wbudowany pomiar temperatury, co pozwala na monitorowanie temperatury farby w miejscu aplikacji. Umożliwia to dostosowanie odczytów lepkości do wartości lepkości skompensowanej temperaturowo, co jest niezbędne do oszacowania zawartości pigmentu na podstawie pomiarów w czasie rzeczywistym.

Unikalne zalety SRV do zastosowań w lakierach i powłokach samochodowych obejmują:

  • Działa dokładnie zarówno z farbami i powłokami na bazie rozpuszczalników, jak i na bazie wody.
  • Wytrzymała, hermetycznie zamknięta głowica czujnika. SRV można czyścić w linii produkcyjnej lub za pomocą szmatki zwilżonej rozpuszczalnikiem, bez konieczności demontażu lub ponownej kalibracji.
  • Żadnych ruchomych części starzejących się lub zanieczyszczających osadami farby.
  • Niezależny od warunków montażu - może być zamontowany w dowolnej części systemu malarskiego.
  • Niewrażliwy na cząstki stałe; nie ma problemu z zabrudzeniem lub wąskimi przerwami w czujniku.
  • Wszystkie części zwilżane są wykonane ze stali nierdzewnej 316L - brak problemów korozyjnych w przypadku dostępnych w handlu farb, dodatków lub rozpuszczalników.
  • Certyfikowany zgodnie z ATEX i IECEx as
    iskrobezpieczny - może być stosowany we wszystkich
    operacje na rozpuszczalnikach.
  • Szeroki zakres działania i prosta integracja - Elektronika czujnika i opcje komunikacji sprawiają, że integracja i uruchamianie w przemysłowych PLC i systemach sterowania jest niezwykle łatwe.
  • Potężne oprogramowanie – Rheonics Oprogramowanie PaintTrack jest wygodne i intuicyjne oraz opiera się na zastrzeżonym, zaawansowanym systemie sztucznej inteligencji piątej generacji, który umożliwia proste kliknięcie, zablokowanie i uruchomienie. Obsługuje wiele interfejsów HMI dla operatora, kierownika produkcji, menedżera jakości i widoku zarządzania. Zaprojektowany do zautomatyzowanego sterowania przyrządami i gromadzenia danych w środowisku fabrycznym (rysunek 2).

RYSUNEK 2: Rheonics Wiskozymetr inline i system PaintTrack pokazujący integrację wiskozymetru inline w procesie powlekania pojazdów.

Pełny przegląd systemu i sterowanie predykcyjne

Rheonics czujniki rezonansowe wraz z Rheonics System sterowania i oprogramowanie PaintTrack umożliwiają kontrolę on-line lepkości gruntów i powłok z kompensacją temperatury w wielu liniach malarskich. Spójność powłoki na liniach malarskich w fabryce można osiągnąć nawet przy różnych temperaturach i warunkach parowania poprzez automatyzację systemu dozowania ze sterownikiem wykorzystującym ciągłe pomiary lepkości w czasie rzeczywistym.

Kluczowe zalety systemu sterowania i oprogramowania PaintTrack obejmują:

  • Skróć i wyeliminuj czasy konfiguracji i odpady, ładując zadania przed uruchomieniem dla powtarzających się zamówień.
  • Popraw jakość malowania i obniż koszty: Osiągnij spójność koloru, zmniejsz liczbę błędów podczas powlekania, zapewniając prawidłowe właściwości farby podczas procesu.
  • Pełna automatyzacja dla lepszej produktywności i wydajności: Zmaksymalizuj prędkość malowania, zmniejsz zależność od ręcznych regulacji maszyny i ręcznych technik pomiarowych.
  • Wysoka dokładność i powtarzalność: bez konserwacji, bez ponownej kalibracji = bez uwagi.
  • Lepkość skompensowana temperaturą z opatentowaną funkcją Predictive Tracking Control: rozwiązanie, które precyzyjnie blokuje kolor i jakość powłoki od początku do końca w każdym zadaniu, zapewniając powtarzalne wyniki.
  • Możesz wyjąć kubek z równania: proces powlekania jest zgodny ze standardami naukowymi, 100 razy większa dokładność i rozdzielczość niż przeciętne kubki wypływowe.

Wnioski

  1. Wiskozymetry wibracyjne, np Rheonics SRV, są bardziej zbliżone do wysokich szybkości ścinania w przypadku aplikacji farby natryskowej niż wiskozymetry rotacyjne lub kubkowe. Dlatego pomiary za pomocą SRV są najbliższe przewidywaniu zachowania farby w rzeczywistych warunkach natryskiwania.
  2. Inline kontrola lepkości za pomocą SRV i Rheonics PaintTrack umożliwia ciągłą kontrolę lepkości, dokonując niezbędnych rozcieńczeń w czasie rzeczywistym. Jakość powłoki jest gwarantowana od początku nowego bębna do jego końca.
  3. Rheonics SRV i PaintTrack kontrolują rzeczywistą lepkość kompensowaną temperaturą, kluczowy czynnik predykcyjny zawartości pigmentu i końcowej jakości powłoki.

Referencje

  1. https://www.autoblog.com/2020/05/04/tesla-model-y-paint-issues-fix-detail-video/
  2. Wiskozymetr inline SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
  3. Zasada działania SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Przegląd

Magazyn poświęcony branży farb i powłok - PCI (https://www.pcimag.com/) publikuje obszerny artykuł dotyczący Rheonics Wiskozymetr wbudowany SRV i PaintTrack. W artykule omówiono, w jaki sposób można uzyskać konsystencję powłoki na liniach malarskich w fabryce, nawet przy zmiennych temperaturach i warunkach parowania, poprzez automatyzację układu dozowania ze sterownikiem wykorzystującym ciągłe pomiary lepkości w czasie rzeczywistym.

Znajdź link do publikacji.

PCI - funkcja strony internetowej
PCI - publikacja z listopada 2020 r
Pobierz publikację

Powiązana nota aplikacyjna

Kontrola i optymalizacja jakości lakierowania samochodowego i lakierowania

Kontrola i optymalizacja jakości lakierowania samochodowego i lakierowania

Przez cały postęp w projektowaniu i produkcji samochodów na przestrzeni lat istniała jedna stała - estetyka pojazdu jest kluczowym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji o zakupie przez konsumenta. Spójność, jakość i różnorodność wykończenia pojazdów odgrywają najważniejszą rolę podczas…

Czytaj więcej
Szukaj