Når du ser en bil, er ditt førsteinntrykk sannsynligvis fargen på karosseriet. I dag er en vakker, skinnende lakk en av de grunnleggende standardene for bilproduksjon. Men for mer enn hundre år siden var det ikke lett å lakkere en bil, og den var langt mindre vakker enn den er i dag. Hvordan utviklet billakken seg i den grad den har i dag? Surley vil fortelle deg historien om utviklingen av teknologi for billakkbelegg.
Ti sekunder for å forstå hele teksten:
1,Lakkoppsto i Kina, Vesten ledet an etter den industrielle revolusjonen.
2. Det naturlige basismaterialet maling tørker sakte, noe som påvirker effektiviteten i bilproduksjonsprosessen. DuPont oppfant hurtigtørkendenitromaling.
3, Sprøytepistolererstatter pensler, og gir en mer jevn malingsfilm.
4, Fra alkyd til akryl, jakten på holdbarhet og mangfold pågår.
5, Fra «sprøyting» til «dyppebelegg»Med lakkbad kommer den kontinuerlige jakten på malingskvaliteten nå til fosfatering og elektroavsetning.
6, Erstatning medvannbasert malingi jakten på miljøvern.
7, Nå og i fremtiden blir maleteknologien mer og mer utenfor fantasien,selv uten maling.
Malingens hovedrolle er anti-aldring
De fleste tror at malingens rolle er å gi gjenstander strålende farger, men fra et industrielt produksjonssynspunkt er farge faktisk et sekundært behov; rust og anti-aldring er hovedformålet. Fra de tidlige dagene med jern-tre-kombinasjoner til dagens rene metallhvite karosserier, trenger bilkarosseriet lakk som et beskyttende lag. Utfordringene som lakklaget må møte er naturlig slitasje som sol, sand og regn, fysiske skader som skraping, gnissing og kollisjon, og erosjon som salt og dyreavføring. I utviklingen av lakkeringsteknologi utvikler prosessen sakte mer effektive, slitesterke og vakrere skall for karosseriet for å bedre møte disse utfordringene.
Lakk fra Kina
Lakk har en svært lang historie, og skammelig nok hadde Kina den ledende posisjonen innen lakkteknologi før den industrielle revolusjonen. Bruken av lakk går helt tilbake til den neolittiske tiden, og etter krigens stater brukte håndverkere tungolje utvunnet fra frøene til tungtreet og tilsatte naturlig rålakk for å lage en blanding av maling, selv om lakk på den tiden var en luksusvare for adelen. Etter etableringen av Ming-dynastiet begynte Zhu Yuanzhang å etablere en statlig lakkindustri, og malingsteknologien utviklet seg raskt. Det første kinesiske verket om malingsteknologi, «Maleriboken», ble samlet av Huang Cheng, en lakkmaker i Ming-dynastiet. Takket være den tekniske utviklingen og intern og ekstern handel hadde lakkvarer utviklet et modent håndverksindustrisystem i Ming-dynastiet.
Den mest sofistikerte tungoljemalingen fra Ming-dynastiet var nøkkelen til skipsproduksjon. Den spanske forskeren Mendoza fra 1500-tallet nevnte i «History of the Greater China Empire» at kinesiske skip belagt med tungolje hadde dobbelt så lang levetid som europeiske skip.
Midt på 1700-tallet mestret Europa endelig teknologien bak tungoljemaling, og den europeiske malingsindustrien tok gradvis form. Råmaterialet tungolje var, i tillegg til å bli brukt til lakk, også et viktig råmateriale for andre industrier, fortsatt monopolisert av Kina, og ble et viktig industrielt råmateriale for de to industrielle revolusjonene frem til tidlig på 1900-tallet, da tungtrærne som ble omplantet i Nord- og Sør-Amerika tok form, noe som brøt Kinas monopol på råvarer.
Tørking tar ikke lenger opptil 50 dager
Tidlig på 1900-tallet ble biler fortsatt laget med naturlige basismalinger som linolje som bindemiddel.
Selv Ford, som var pionerer innen produksjonslinjen for å bygge biler, brukte nesten helt til det ekstreme bare japansk svartmaling for å oppnå produksjonshastighet fordi den tørker raskest, men det er tross alt fortsatt et naturlig basismateriale for maling, og malingslaget trenger fortsatt mer enn en uke på å tørke.
På 1920-tallet jobbet DuPont med en hurtigtørkende nitrocellulosemaling (også kjent som nitrocellulosemaling) som fikk bilprodusentene til å smile, siden de ikke lenger måtte jobbe med biler med så lange lakkeringssykluser.
I 1921 var DuPont allerede ledende innen produksjon av nitratbaserte filmer, ettersom de gikk over til nitrocellulosebaserte ikke-eksplosive produkter for å absorbere de enorme anleggene de hadde bygget under krigen. En varm fredag ettermiddag i juli 1921 la en arbeider ved en DuPont-filmfabrikk en tønne med nitratbasert bomullsfiber igjen på kaia før han forlot jobben. Da han åpnet den igjen mandag morgen, oppdaget han at bøtta hadde blitt til en klar, tyktflytende væske som senere skulle bli grunnlaget for nitrocellulosemaling. I 1924 utviklet DuPont DUCO nitrocellulosemaling, ved å bruke nitrocellulose som hovedråmateriale og tilsette syntetiske harpikser, myknere, løsemidler og fortynningsmidler for å blande den. Den største fordelen med nitrocellulosemaling er at den tørker raskt. Sammenlignet med naturlig basismaling, som tar en uke eller til og med uker å tørke, tar nitrocellulosemaling bare 2 timer å tørke, noe som økte lakkeringshastigheten betraktelig. I 1924 brukte nesten alle produksjonslinjer hos General Motors Duco nitrocellulosemaling.
Naturligvis har nitrocellulosemaling sine ulemper. Hvis den sprøytes i et fuktig miljø, vil filmen lett bli hvit og miste glansen. Den dannede malingsoverflaten har dårlig korrosjonsbestandighet mot petroleumsbaserte løsemidler, som bensin, som kan skade malingsoverflaten, og oljegassen som lekker ut under påfylling kan akselerere forringelsen av den omkringliggende malingsoverflaten.
Utskifting av pensler med sprøytepistoler for å løse ujevne malingslag
I tillegg til selve malingens egenskaper, er også lakkeringsmetoden svært viktig for malingsoverflatens styrke og holdbarhet. Bruken av sprøytepistoler var en viktig milepæl i lakkeringsteknologiens historie. Sprøytepistolen ble fullt introdusert i det industrielle lakkeringsfeltet i 1923 og i bilindustrien i 1924.
Familien DeVilbiss grunnla dermed DeVilbiss, et verdenskjent selskap som spesialiserer seg på forstøvingsteknologi. Senere ble Alan DeVilbiss' sønn, Tom DeVilbiss, født. Dr. Alan DeVilbiss' sønn, Tom DeVilbiss, tok farens oppfinnelse utover det medisinske feltet. DeVilbiss tok farens oppfinnelser utover det medisinske feltet og forvandlet den originale forstøveren til en sprøytepistol for malingspåføring.
Innen industrimaling blir pensler raskt foreldet i forhold til sprøytepistoler. deVilbiss har jobbet innen forstøving i over 100 år og er nå ledende innen industrielle sprøytepistoler og medisinske forstøvere.
Fra alkyd til akryl, mer holdbar og sterkere
På 1930-tallet ble alkydharpiksemaljemaling, omtalt som alkyd-emaljemaling, introdusert i billakkeringsprosessen. Metalldelene på bilkarosseriet ble sprayet med denne typen maling og deretter tørket i en ovn for å danne en svært slitesterk lakkfilm. Sammenlignet med nitrocellulosemaling er alkyd-emaljemaling raskere å påføre, og krever bare 2 til 3 trinn sammenlignet med 3 til 4 trinn for nitrocellulosemaling. Emaljemaling tørker ikke bare raskt, men er også motstandsdyktig mot løsemidler som bensin.
Ulempen med alkyd-emaljer er imidlertid at de er redde for sollys, og i sollys vil malingsfilmen oksideres i en akselerert hastighet, og fargen vil snart falme og bli matt. Noen ganger kan denne prosessen til og med skje i løpet av bare noen få måneder. Til tross for ulempene har ikke alkydharpikser blitt fullstendig eliminert og er fortsatt en viktig del av dagens beleggteknologi. Termoplastiske akrylmalinger dukket opp på 1940-tallet, noe som forbedret dekorativiteten og holdbarheten til overflaten betraktelig, og i 1955 begynte General Motors å male biler med en ny akrylharpiks. Reologien til denne malingen var unik og krevde sprøyting med lavt tørrstoffinnhold, noe som krevde flere strøk. Denne tilsynelatende ufordelaktige egenskapen var en fordel på den tiden fordi den tillot inkludering av metallflak i belegget. Akryllakken ble sprøytet med en veldig lav initial viskositet, slik at metallflakene kunne flates ut for å danne et reflekterende lag, og deretter økte viskositeten raskt for å holde metallflakene på plass. Dermed ble metallmaling født.
Det er verdt å merke seg at denne perioden så en plutselig fremgang innen akrylmalingsteknologi i Europa. Dette stammet fra restriksjonene som ble pålagt de europeiske akselandene etter andre verdenskrig, som begrenset bruken av noen kjemiske materialer i industriell produksjon, for eksempel nitrocellulose, et råmateriale som trengs for nitrocellulosemaling, som kunne brukes til å lage eksplosiver. Med denne restriksjonen begynte selskaper i disse landene å fokusere på emaljemalingsteknologi og utviklet et akryluretanmalingssystem. Da europeiske malinger kom inn i USA i 1980, var amerikanske bilmalingssystemer langt fra europeiske rivaler.
Automatisert prosess med fosfatering og elektroforese for å oppnå avansert malingskvalitet
De to tiårene etter andre verdenskrig var en periode med økt kvalitet på karosseribelegg. På denne tiden i USA hadde biler, i tillegg til transport, også den egenskapen at de forbedret sosial status, så bileiere ønsket at bilene deres skulle se mer eksklusive ut, noe som krevde at lakken så mer skinnende ut og hadde vakrere farger.
Fra 1947 begynte bilprodusenter å fosfatere metalloverflater før lakkering, som en måte å forbedre lakkens heft og korrosjonsbestandighet. Grunningen ble også endret fra spray til dyppbelegg, noe som betyr at karosseridelene dyppes i en mengde maling, noe som gjør den mer jevn og belegget mer omfattende, noe som sikrer at vanskelig tilgjengelige steder som hulrom også kan lakkeres.
På 1950-tallet oppdaget bilprodusenter at selv om dyppebeleggmetoden ble brukt, ville en del av lakken fortsatt bli vasket av i den påfølgende prosessen med løsemidler, noe som reduserte effektiviteten av rustforebyggingen. For å løse dette problemet slo Ford seg i 1957 sammen med PPG under ledelse av Dr. George Brewer. Under ledelse av Dr. George Brewer utviklet Ford og PPG elektroavsetningsbeleggmetoden som nå er vanlig brukt.
Ford etablerte deretter verdens første anodiske elektroforetiske lakkeringsverksted i 1961. Den opprinnelige teknologien var imidlertid mangelfull, og PPG introduserte et overlegent katodisk elektroforetisk beleggsystem og tilsvarende belegg i 1973.
Maling som varer vakkert for å redusere forurensning med vannbasert maling
Midt og sent på 70-tallet hadde bevisstheten om energisparing og miljøvern som følge av oljekrisen også stor innvirkning på malingsindustrien. På 80-tallet innførte land nye forskrifter for flyktige organiske forbindelser (VOC), som gjorde akrylmaling med høyt VOC-innhold og lav holdbarhet uakseptabelt for markedet. I tillegg forventer forbrukerne at effekten av karosserimaling skal vare i minst 5 år, noe som krever at man tar hensyn til holdbarheten til malingsoverflaten.
Med det transparente lakklaget som beskyttende lag trenger ikke den indre fargemalingen å være like tykk som før, bare et ekstremt tynt lag er nødvendig for dekorative formål. UV-absorbenter tilsettes også lakklaget for å beskytte pigmentene i det transparente laget og grunningen, noe som øker levetiden til grunningen og fargemalingen betydelig.
Lakkeringsteknikken er i utgangspunktet kostbar og brukes vanligvis bare på high-end-modeller. Klarlakkens holdbarhet var også dårlig, og den flasser snart av og må lakkeres på nytt. I det påfølgende tiåret jobbet imidlertid bilindustrien og lakkindustrien med å forbedre lakkeringsteknologien, ikke bare ved å redusere kostnadene, men også ved å utvikle nyere overflatebehandlinger som dramatisk forbedret klarlakkens levetid.
Den stadig mer fantastiske maleteknologien
Fremtidig beleggutvikling er en mainstream-trend, og noen i bransjen tror at teknologi uten lakkering er en vanlig trend. Denne teknologien har faktisk trengt inn i livene våre, og både hverdagslige og husholdningsapparater har brukt teknologi uten lakkering. Skallene tilfører den tilsvarende fargen av nano-nivå metallpulver i sprøytestøpeprosessen, og danner direkte skallene med strålende farger og metallisk tekstur, som ikke lenger trenger å lakkeres i det hele tatt, noe som reduserer forurensningen som produseres av lakkering betraktelig. Naturligvis er det også mye brukt i biler, for eksempel lister, griller, bakspeilskall, osv.
Et lignende prinsipp brukes i metallsektoren, noe som betyr at metallmaterialer som brukes uten maling i fremtiden allerede vil ha et beskyttende lag eller til og med et fargelag på fabrikken. Denne teknologien brukes for tiden i luftfarts- og militærsektoren, men den er fortsatt langt fra tilgjengelig for sivil bruk, og det er ikke mulig å tilby et bredt utvalg av farger.
SammendragFra pensler til pistoler til roboter, fra naturlig plantemaling til høyteknologisk kjemisk maling, fra jakten på effektivitet til jakten på kvalitet til jakten på miljøhelse, har ikke jakten på lakkeringsteknologi i bilindustrien stoppet, og teknologinivået blir stadig høyere. Lakkererne som pleide å holde pensler og jobbe i det tøffe miljøet, ville ikke forvente at dagens billakk har vært så avansert og fortsatt er i utvikling. Fremtiden vil være en mer miljøvennlig, intelligent og effektiv æra.
Publisert: 20. august 2022
