Kun näet auton, ensimmäinen vaikutelmasi on luultavasti korin väri. Nykyään kaunis kiiltävä maalipinta on yksi autonvalmistuksen perusvaatimuksista. Mutta yli sata vuotta sitten auton maalaaminen ei ollut helppo tehtävä, ja se oli paljon vähemmän kaunis kuin nykyään. Miten auton maalipinta kehittyi nykyiseen mittaansa? Surley kertoo sinulle auton maalipinnoiteteknologian kehityksen historiasta.
Kymmenen sekuntia koko tekstin ymmärtämiseen:
1,Lakkasai alkunsa Kiinasta, länsi johti teollisen vallankumouksen jälkeen.
2. Luonnollinen pohjamateriaalimaali kuivuu hitaasti, mikä vaikuttaa autojen valmistusprosessin tehokkuuteen. DuPont keksi nopeasti kuivuvan.nitro-maali.
3, Ruiskupistoolitkorvaa siveltimet ja antaa tasaisemman maalikalvon.
4, Alkydista akryyliinKestävyyden ja monimuotoisuuden tavoittelu jatkuu.
5, "Ruiskutuksesta" "uppopinnoitukseen"Lakkakylvyn kanssa maalin laadun jatkuva tavoittelu tulee nyt fosfatointiin ja elektrodepositioon.
6, Korvaaminenvesipohjainen maaliympäristönsuojelun tavoittelussa.
7, Nyt ja tulevaisuudessa maalaustekniikka on yhä enemmän mielikuvituksen ulottumattomissa,jopa ilman maalia.
Maalin päärooli on ikääntymisen estäminen
Useimpien ihmisten käsitys maalin roolista on antaa esineille loistavat värit, mutta teollisen valmistuksen näkökulmasta väri on itse asiassa toissijainen tarve; ruosteenesto ja ikääntymisen esto ovat päätarkoitus. Rauta-puu-yhdistelmän alkuajoista nykypäivän puhtaan metallinvalkoiseen koriin asti auton kori tarvitsee maalia suojakerroksena. Maalikerroksen haasteita ovat luonnollinen kuluminen, kuten aurinko, hiekka ja sade, fyysiset vauriot, kuten naarmuuntuminen, hankaus ja törmäykset, sekä eroosio, kuten suola ja eläinten ulosteet. Maalaustekniikan kehityksen myötä prosessi kehittää hitaasti yhä tehokkaampia, kestävämpiä ja kauniimpia pinnoitteita korille, jotka vastaavat paremmin näihin haasteisiin.
Lakka Kiinasta
Lakalla on hyvin pitkä historia, ja häpeällisesti johtava asema lakkateknologiassa kuului Kiinalle ennen teollista vallankumousta. Lakan käyttö juontaa juurensa jo neoliittiseen aikaan, ja sotivien valtioiden ajan jälkeen käsityöläiset käyttivät kiinanpuun siemenistä uutettua tungöljyä ja lisäsivät siihen luonnonmukaista raakalakkaa maalien valmistamiseksi, vaikka tuolloin lakka oli aateliston ylellisyystuote. Ming-dynastian perustamisen jälkeen Zhu Yuanzhang alkoi perustaa valtion lakkateollisuutta, ja maaliteknologia kehittyi nopeasti. Ensimmäisen kiinalaisen maaliteknologiaa käsittelevän teoksen, "Maalauskirjan", kokosi Huang Cheng, Ming-dynastian lakanvalmistaja. Teknisen kehityksen ja sisäisen ja ulkoisen kaupan ansiosta lakkateollisuus oli kehittänyt kypsän käsityöteollisuusjärjestelmän Ming-dynastiassa.
Ming-dynastian kehittynein tungöljymaali oli laivanrakennuksen avain. 1500-luvulla elänyt espanjalainen oppinut Mendoza mainitsi teoksessaan "Suur-Kiinan valtakunnan historia", että kiinalaisten tungöljyllä päällystettyjen alusten käyttöikä oli kaksinkertainen eurooppalaisiin laivoihin verrattuna.
1700-luvun puolivälissä Eurooppa lopulta omaksui ja hallitsi tungöljymaalin teknologian, ja eurooppalainen maaliteollisuus alkoi vähitellen muotoutua. Raaka-aine, tungöljy, oli lakan lisäksi tärkeä raaka-aine myös muille teollisuudenaloille, jotka olivat edelleen Kiinan monopoliasemassa. Siitä tuli tärkeä teollinen raaka-aine kahdessa teollisessa vallankumouksessa aina 1900-luvun alkuun asti, jolloin Pohjois- ja Etelä-Amerikkaan istutetut tungpuut alkoivat muotoutua ja rikkoivat Kiinan raaka-ainemonopolin.
Kuivuminen ei enää vie jopa 50 päivää
1900-luvun alkupuolella autoja valmistettiin edelleen käyttäen sideaineena luonnonmukaisia pohjamaaleja, kuten pellavaöljyä.
Jopa Ford, joka oli autojen tuotantolinjan edelläkävijä, käytti lähes äärimmilleen vain japanilaista mustaa maalia tavoitellakseen valmistusnopeutta, koska se kuivuu nopeimmin. Mutta loppujen lopuksi se on silti luonnollinen pohjamaali, ja maalikerroksen kuivuminen kestää silti yli viikon.
1920-luvulla DuPont kehitti nopeasti kuivuvaa nitroselluloosamaalia (eli nitroselluloosamaalia), joka sai autonvalmistajat hymyilemään, sillä heidän ei enää tarvinnut työskennellä autojen parissa, joilla oli niin pitkät maalausjaksot.
Vuoteen 1921 mennessä DuPont oli jo johtava nitraattielokuvien valmistaja, sillä se siirtyi käyttämään nitroselluloosapohjaisia räjähtämättömiä tuotteita sodan aikana rakentamiensa valtavien kapasiteettitilojen hyödyntämiseen. Kuumana perjantai-iltapäivänä heinäkuussa 1921 DuPontin elokuvatehtaan työntekijä jätti tynnyrin nitraattipuuvillakuitua laiturille ennen töistä lähtöään. Kun hän avasi sen uudelleen maanantaiaamuna, hän huomasi, että sanko oli muuttunut kirkkaaksi, viskoosiksi nesteeksi, josta myöhemmin tuli nitroselluloosamaalin pohja. Vuonna 1924 DuPont kehitti DUCO-nitroselluloosamaalin käyttäen nitroselluloosaa pääraaka-aineena ja lisäämällä synteettisiä hartseja, pehmittimiä, liuottimia ja ohentimia sekoittaakseen sitä. Nitroselluloosamaalin suurin etu on, että se kuivuu nopeasti. Luonnolliseen pohjamaaliin verrattuna, jonka kuivuminen kestää viikon tai jopa viikkoja, nitroselluloosamaalin kuivuminen kestää vain 2 tuntia, mikä nopeuttaa maalausta huomattavasti. Vuonna 1924 lähes kaikki General Motorsin tuotantolinjat käyttivät Duco-nitroselluloosamaalia.
Nitroselluloosamaalilla on luonnollisesti haittapuolensa. Kosteassa ympäristössä ruiskutettaessa kalvo muuttuu helposti valkoiseksi ja menettää kiiltonsa. Muodostuneella maalipinnalla on huono korroosionkestävyys öljypohjaisille liuottimille, kuten bensiinille, jotka voivat vahingoittaa maalipintaa, ja tankkauksen aikana vuotava öljykaasu voi kiihdyttää ympäröivän maalipinnan heikkenemistä.
Siveltimien korvaaminen ruiskupistoolilla epätasaisten maalikerrosten ratkaisemiseksi
Maalin itsensä ominaisuuksien lisäksi myös maalausmenetelmällä on suuri merkitys maalipinnan lujuudelle ja kestävyydelle. Ruiskupistoolien käyttö oli tärkeä virstanpylväs maalaustekniikan historiassa. Ruisku otettiin kokonaisuudessaan käyttöön teollisessa maalauksessa vuonna 1923 ja autoteollisuudessa vuonna 1924.
DeVilbissin perhe perusti näin DeVilbissin, maailmankuulun sumutustekniikkaan erikoistuneen yrityksen. Myöhemmin Alan DeVilbissin poika, Tom DeVilbiss, syntyi. Tohtori Alan DeVilbissin poika, Tom DeVilbiss, vei isänsä keksinnön lääketieteen alan ulkopuolelle. DeVilbiss vei isänsä keksinnöt lääketieteen alan ulkopuolelle ja muutti alkuperäisen sumuttimen maalinlevitykseen tarkoitetuksi ruiskupistooliksi.
Teollisuusmaalauksessa siveltimet ovat nopeasti jäämässä vanhaksi ruiskupistoolien jalkoihin. deVilbiss on työskennellyt sumutuslaitteiden parissa yli 100 vuotta ja on nyt johtava teollisuusruiskupistoolien ja lääketieteellisten sumuttimien toimittaja.
Alkydista akryyliin, kestävämpää ja vahvempaa
1930-luvulla alkydihartsiemali, jota kutsutaan alkydiemalimaaliksi, otettiin käyttöön automaalausprosessissa. Auton korin metalliosat ruiskutettiin tällä maalilla ja kuivattiin sitten uunissa, jolloin muodostui erittäin kestävä maalikalvo. Nitroselluloosamaaleihin verrattuna alkydiemalimaalit ovat nopeampia levittää, ja ne vaativat vain 2–3 vaihetta, kun taas nitroselluloosamaalien 3–4 vaihetta. Emalimaalit eivät ainoastaan kuivu nopeasti, vaan ne ovat myös kestäviä liuottimille, kuten bensiinille.
Alkydimaalien haittapuolena on kuitenkin se, että ne pelkäävät auringonvaloa, ja auringonvalossa maalikalvo hapettuu kiihtyvällä nopeudella ja väri haalistuu nopeasti ja himmenee, joskus tämä prosessi voi tapahtua jopa muutamassa kuukaudessa. Haitoistaan huolimatta alkydihartseja ei ole täysin eliminoitu, ja ne ovat edelleen tärkeä osa nykypäivän pinnoitustekniikkaa. Termoplastiset akryylimaalit ilmestyivät 1940-luvulla, mikä paransi huomattavasti pinnan koristeellisuutta ja kestävyyttä, ja vuonna 1955 General Motors alkoi maalata autoja uudella akryylihartsilla. Tämän maalin reologia oli ainutlaatuinen ja edellytti ruiskuttamista alhaisella kiintoainepitoisuudella, mikä vaati useita kerroksia. Tämä näennäisesti epäedullinen ominaisuus oli tuolloin etu, koska se mahdollisti metallihiutaleiden sisällyttämisen pinnoitteeseen. Akryylilakka ruiskutettiin erittäin alhaisella alkuviskositeetilla, jolloin metallihiutaleet litistyivät heijastavan kerroksen muodostamiseksi, ja sitten viskositeetti kasvoi nopeasti pitääkseen metallihiutaleet paikoillaan. Näin syntyi metallimaali.
On syytä huomata, että tänä aikana akryylimaaliteknologia kehittyi äkillisesti Euroopassa. Tämä johtui toisen maailmansodan jälkeen Euroopan akselivalloille asetettavista rajoituksista, jotka rajoittivat joidenkin kemiallisten aineiden, kuten nitroselluloosan, käyttöä teollisessa valmistuksessa. Nitroselluloosa on nitroselluloosamaalin raaka-aine, jota voitaisiin käyttää räjähteiden valmistukseen. Tämän rajoituksen myötä näiden maiden yritykset alkoivat keskittyä emalimaaliteknologiaan ja kehittivät akryyliuretaanimaalijärjestelmän. Kun eurooppalaiset maalit tulivat Yhdysvaltoihin vuonna 1980, amerikkalaiset automaalijärjestelmät olivat kaukana eurooppalaisista kilpailijoista.
Automatisoitu fosfatointi- ja elektroforeesiprosessi edistyneen maalilaadun saavuttamiseksi
Kaksi vuosikymmentä toisen maailmansodan jälkeen olivat koripinnoitteiden laadun parantumisen aikaa. Yhdysvalloissa autoilla oli tuolloin liikenteen lisäksi myös sosiaalista asemaa parantava ominaisuus, joten autojen omistajat halusivat autojensa näyttävän ylellisemmiltä, mikä edellytti maalipinnan kiiltävämpää ja kauniimpia värejä.
Vuodesta 1947 lähtien autovalmistajat alkoivat fosfatoida metallipintoja ennen maalausta parantaakseen maalin tarttuvuutta ja korroosionkestävyyttä. Myös pohjamaali vaihdettiin ruiskumaalauksesta upotusmaalaukseen, mikä tarkoittaa, että korin osat kastetaan maalilammikkoon, mikä tekee siitä tasaisemman ja pinnoitteesta kattavamman, varmistaen, että myös vaikeasti tavoitettavat kohdat, kuten kolot, voidaan maalata.
1950-luvulla autovalmistajat havaitsivat, että vaikka upotusmenetelmää käytettiin, osa maalista huuhtoutui silti pois myöhemmässä prosessissa liuottimien kanssa, mikä heikensi ruosteenestosuojan tehokkuutta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi Ford yhdisti voimansa PPG:n kanssa vuonna 1957 tohtori George Brewerin johdolla. Tohtori George Brewerin johdolla Ford ja PPG kehittivät elektrodepositiopinnoitusmenetelmän, jota käytetään nykyään yleisesti.
Ford perusti sitten maailman ensimmäisen anodisen elektroforeettisen maalaamon vuonna 1961. Alkuperäinen teknologia oli kuitenkin puutteellinen, ja PPG esitteli vuonna 1973 erinomaisen katodisen elektroforeettisen pinnoitusjärjestelmän ja vastaavat pinnoitteet.
Maali kestää kauniisti ja vähentää vesiohenteisen maalin saastumista
1970-luvun puolivälissä ja lopulla öljykriisin mukanaan tuoma tietoisuus energiansäästöstä ja ympäristönsuojelusta vaikutti suuresti myös maaliteollisuuteen. 1980-luvulla eri maat säätivät uusia haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) säännöksiä, jotka tekivät korkean VOC-pitoisuuden ja heikon kestävyyden omaavista akryylimaalipinnoitteista markkinoiden kelpaamattomia. Lisäksi kuluttajat odottavat maalipinnan kestävyyden kestävän vähintään viisi vuotta, mikä edellyttää maalipinnan kestävyyden huomioon ottamista.
Kun läpinäkyvä lakkakerros toimii suojakerroksena, sisäisen maalikerroksen ei tarvitse olla yhtä paksu kuin ennen, vaan koristetarkoituksiin tarvitaan vain erittäin ohut kerros. Lakkakerrokseen lisätään myös UV-säteilyä absorboivia aineita suojaamaan läpinäkyvän kerroksen ja pohjamaalin pigmenttejä, mikä pidentää merkittävästi pohjamaalin ja värimaalin käyttöikää.
Maalaustekniikka on aluksi kallis ja sitä käytetään yleensä vain huippumalleissa. Lisäksi kirkaslakan kestävyys oli heikko, ja se hilseili pian pois ja vaati uudelleenmaalausta. Seuraavan vuosikymmenen aikana autoteollisuus ja maaliteollisuus kuitenkin pyrkivät parantamaan pinnoitustekniikkaa paitsi vähentämällä kustannuksia myös kehittämällä uudempia pintakäsittelyjä, jotka paransivat merkittävästi kirkaslakan käyttöikää.
Yhä hämmästyttävämpi maalaustekniikka
Tulevaisuuden pinnoitteiden valtavirran kehitystrendi, jotkut alan toimijat uskovat maalaamattoman teknologian käyttöön. Tämä teknologia on todellakin tunkeutunut elämäämme, ja arkipäivän kodinkoneiden kuorissa on itse asiassa käytetty maalaamatonta teknologiaa. Kuoret lisäävät ruiskuvaluprosessissa vastaavan väristä nanotason metallijauhetta, jolloin kuoret saavat kirkkaat värit ja metallisen tekstuurin, eikä niitä enää tarvitse maalata ollenkaan, mikä vähentää huomattavasti maalaamisen aiheuttamaa saastumista. Luonnollisesti sitä käytetään laajalti myös autoissa, kuten koristeissa, etusäleikössä, taustapeilien kuorissa jne.
Samankaltaista periaatetta käytetään metallialalla, mikä tarkoittaa, että tulevaisuudessa maalaamattomissa metallimateriaaleissa on jo tehtaalla suojakerros tai jopa värikerros. Tätä teknologiaa käytetään tällä hetkellä ilmailu- ja avaruustekniikassa sekä sotilasalalla, mutta se on vielä kaukana siviilikäytöstä, eikä laajaa värivalikoimaa voida tarjota.
YhteenvetoSiveltimistä aseisiin ja robotteihin, luonnonkasvimaaleista huipputeknologisiin kemiallisiin maaleihin, tehokkuuden tavoittelusta laadun tavoitteluun ja ympäristöterveyden edistämiseen, maalausteknologian kehittäminen autoteollisuudessa ei ole pysähtynyt, ja teknologian aste nousee jatkuvasti. Maalaajat, jotka aiemmin pitivät siveltimiä ja työskentelivät ankarissa olosuhteissa, eivät odottaneet, että nykyajan automaalit ovat niin kehittyneitä ja kehittyvät edelleen. Tulevaisuus on ympäristöystävällisempi, älykkäämpi ja tehokkaampi aikakausi.
Julkaisun aika: 20. elokuuta 2022
