Wyzwania związane z procesem malowania i powlekania

Firmy motoryzacyjne i lakiernie dostrzegają potrzebę monitorowania lepkości, ale dokonywanie tego pomiaru poza laboratorium stanowiło przez lata wyzwanie dla inżynierów procesowych i działów jakości. Istniejące laboratoryjne wiskozymetry rotacyjne, reometry i systemy monitorowania temperatury mają niewielką wartość w środowiskach procesowych. Na lepkość bezpośrednio wpływa temperatura, szybkość ścinania, warunki przepływu, ciśnienie i inne zmienne, które w przypadku próbek laboratoryjnych znacznie różnią się od tych w rzeczywistym procesie. Tradycyjne urządzenia, takie jak kubki przepływowe, kubki zanurzeniowe, wiskozymetry rotacyjne, wiskozymetry stożkowo-płytkowe i 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 produkcyjnej umożliwia ciągły monitoring farby w miejscu aplikacji. Pozwala to na kontrolę lepkości farby, zapewniając jednolitą jakość gotowego produktu. RheonicsWiskozymetr SRV ² jest zrównoważonym rezonatorem skrętnym ³ 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.

 

RYSUNEK 1: Rheonics Wiskozymetr liniowy, SRV.

 

Kompaktowa obudowa SRV umożliwia bezpośrednią instalację w linii lakierniczej, blisko miejsca aplikacji. System pozostaje zamknięty; nie ma potrzeby manipulowania ani przenoszenia farby w celu wykonania pomiaru lepkości. Niewielkie czujniki, odpowiednie do pracy w środowiskach niebezpiecznych, ułatwiają instalację i konserwację. Nie ma potrzeby stosowania materiałów eksploatacyjnych, pobierania próbek ani czyszczenia. Pomiar jest ciągły, dając wyraźny sygnał lepkości, który można wykorzystać do monitorowania i kontrolowania lepkości farby oraz do rejestrowania lepkości, co ułatwia diagnozowanie 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 PaintTrack oprogramowanie jest wygodne i intuicyjne, a także jest zasilane przez zastrzeżony, zaawansowany system AI piątej generacji do prostego blokowania i uruchamiania za pomocą kliknięcia. Obsługuje wiele interfejsów HMI dla operatora, kierownika produkcji, kierownika ds. jakości i widoku zarządzania. Zaprojektowane do zautomatyzowanej kontroli instrumentów i akwizycji danych w środowisku fabrycznym (rysunek 2).

RYSUNEK 2: Rheonics wiskozymetr liniowy i PaintTrack system pokazujący integrację wiskozymetru w procesie lakierowania samochodów.

Pełny przegląd systemu i sterowanie predykcyjne

Rheonics czujniki rezonansowe wraz z Rheonics PaintTrack system sterowania i oprogramowanie umożliwiają kontrolę on-line lepkości podkładów i powłok z kompensacją temperatury na wielu liniach malarskich. Spójność powłoki na liniach malarskich w fabryce można osiągnąć nawet przy zmiennych temperaturach i warunkach parowania dzięki automatyzacji systemu dozowania za pomocą sterownika wykorzystującego ciągłe pomiary lepkości w czasie rzeczywistym.

Kluczowe zalety PaintTrack system sterowania i oprogramowanie 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.

Wniosek

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, co umożliwia dokonywanie niezbędnych rozcieńczeń w czasie rzeczywistym. Jakość powłoki jest gwarantowana od początku nowego bębna do jego końca.
3. Rheonics SRV i PaintTrack kontrolować rzeczywistą lepkość kompensowaną temperaturowo, kluczowy wskaźnik zawartości pigmentu i ostatecznej 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/

Magazyn poświęcony branży farb i powłok - PCI (https://www.pcimag.com/) publikuje obszerny artykuł dotyczący Rheonics Wiskozymetr wbudowany SRV i PaintTrackW artykule omówiono, w jaki sposób można osiągnąć spójność powłoki na liniach lakierniczych w fabryce, nawet przy zmiennych temperaturach i warunkach parowania, poprzez automatyzację systemu dozowania z kontrolerem wykorzystującym ciągłe pomiary lepkości w czasie rzeczywistym.

Znajdź link do publikacji.