Aplikasi Otomotif dari Lapisan UV-Cured

Teknologi UV dianggap oleh banyak orang sebagai teknologi “yang sedang naik daun” untuk pengawetan lapisan industri. Meskipun mungkin merupakan hal baru bagi banyak orang di industri pelapis industri dan otomotif, hal ini telah ada selama lebih dari tiga dekade di industri lain…

Teknologi UV dianggap oleh banyak orang sebagai teknologi “yang sedang naik daun” untuk pengawetan lapisan industri. Meskipun mungkin merupakan hal baru bagi banyak orang di industri pelapis industri dan otomotif, hal ini telah ada selama lebih dari tiga dekade di industri lain. Orang-orang berjalan di atas produk lantai vinil berlapis UV setiap hari, dan banyak dari kita memilikinya di rumah. Teknologi pengawetan UV juga memainkan peran utama dalam industri elektronik konsumen. Misalnya, dalam kasus ponsel, teknologi UV digunakan dalam pelapisan wadah plastik, pelapis untuk melindungi perangkat elektronik internal, komponen yang direkatkan dengan perekat UV, dan bahkan dalam produksi layar berwarna yang terdapat pada beberapa ponsel. Demikian pula, industri serat optik dan DVD/CD menggunakan pelapis dan perekat UV secara eksklusif dan tidak akan ada seperti yang kita kenal sekarang jika teknologi UV tidak memungkinkan perkembangannya.

Jadi apa yang dimaksud dengan penyembuhan UV? Sederhananya, ini adalah proses pengikatan silang (pengeringan) lapisan dengan proses kimia yang dimulai dan didukung oleh energi UV. Dalam waktu kurang dari satu menit lapisan tersebut diubah dari cair menjadi padat. Terdapat perbedaan mendasar pada beberapa bahan baku dan fungsi resin dalam pelapis, namun hal ini transparan bagi pengguna pelapis.

Peralatan aplikasi konvensional seperti pistol semprot atomisasi udara, HVLP, bel putar, pelapis aliran, pelapis gulungan, dan peralatan lainnya menerapkan pelapis UV. Namun, alih-alih dimasukkan ke dalam oven termal setelah aplikasi pelapisan dan kilatan pelarut, lapisan tersebut diawetkan dengan energi UV yang dihasilkan oleh sistem lampu UV yang diatur sedemikian rupa sehingga menerangi lapisan dengan jumlah energi minimum yang diperlukan untuk mencapai proses penyembuhan.

Perusahaan dan industri yang memanfaatkan atribut teknologi UV telah memberikan nilai luar biasa dengan memberikan efisiensi produksi yang unggul dan produk akhir yang unggul sekaligus meningkatkan keuntungan.

Memanfaatkan Atribut UV

Apa saja atribut utama yang dapat dieksploitasi? Pertama, seperti disebutkan sebelumnya, proses pengawetan sangat cepat dan dapat dilakukan pada suhu ruangan. Hal ini memungkinkan proses pengeringan yang efisien pada substrat yang sensitif terhadap panas, dan semua lapisan dapat disembuhkan dengan sangat cepat. Proses pengawetan dengan sinar UV adalah kunci produktivitas jika kendala (kemacetan) dalam proses Anda adalah waktu pengeringan yang lama. Selain itu, kecepatannya memungkinkan proses dengan tapak yang jauh lebih kecil. Sebagai perbandingan, pelapis konvensional yang memerlukan pemanggangan selama 30 menit pada kecepatan garis 15 fpm memerlukan konveyor sepanjang 450 kaki di dalam oven, sedangkan pelapis yang diawetkan dengan UV mungkin hanya memerlukan konveyor sepanjang 25 kaki (atau kurang).

Reaksi ikatan silang UV dapat menghasilkan lapisan dengan ketahanan fisik yang jauh lebih unggul. Meskipun pelapis dapat diformulasikan agar keras untuk aplikasi seperti lantai, pelapis juga dapat dibuat sangat fleksibel. Kedua jenis pelapis tersebut, keras dan fleksibel, digunakan dalam aplikasi otomotif.

Atribut-atribut ini menjadi pendorong berlanjutnya pengembangan dan penetrasi teknologi UV untuk pelapis otomotif. Tentu saja, ada tantangan yang terkait dengan proses pengawetan UV pada lapisan industri. Kekhawatiran utama pemilik proses adalah kemampuan untuk mengekspos seluruh area bagian kompleks terhadap energi UV. Seluruh permukaan lapisan harus terkena energi UV minimum yang diperlukan untuk menyembuhkan lapisan. Hal ini memerlukan analisis yang cermat terhadap bagian tersebut, penyusunan bagian, dan penataan lampu untuk menghilangkan area bayangan. Namun, terdapat perbaikan signifikan pada lampu, bahan mentah, dan produk formula yang dapat mengatasi sebagian besar kendala ini.

Penerangan Depan Otomotif

Aplikasi otomotif spesifik di mana UV telah menjadi teknologi standarnya adalah dalam industri pencahayaan depan otomotif, di mana pelapis UV telah digunakan selama lebih dari 15 tahun dan kini menguasai 80% pasar. Lampu depan terdiri dari dua komponen utama yang perlu dilapisi — lensa polikarbonat dan rumah reflektor. Lensa memerlukan lapisan yang sangat keras dan tahan gores untuk melindungi polikarbonat dari cuaca dan kekerasan fisik. Rumah reflektor memiliki lapisan dasar UV (primer) yang menyegel substrat dan memberikan permukaan yang sangat halus untuk metalisasi. Pasar lapisan dasar reflektor sekarang pada dasarnya 100% disembuhkan dari sinar UV. Alasan utama penerapannya adalah peningkatan produktivitas, jejak proses yang kecil, dan sifat kinerja pelapisan yang unggul.

Meskipun pelapis yang digunakan adalah pelapis UV, namun mengandung pelarut. Namun, sebagian besar penyemprotan berlebih direklamasi dan didaur ulang kembali ke dalam proses, sehingga mencapai efisiensi transfer hampir 100%. Fokus pengembangan di masa depan adalah meningkatkan padatan hingga 100% dan menghilangkan kebutuhan akan oksidator.

Bagian Plastik Eksterior

Salah satu penerapan yang kurang dikenal adalah penggunaan lapisan bening yang dapat disembuhkan dengan sinar UV pada cetakan samping bodi yang dicetak dengan warna. Awalnya, lapisan ini dikembangkan untuk mengurangi warna kuning pada paparan eksterior cetakan samping bodi vinil. Lapisan tersebut harus sangat kuat dan fleksibel untuk mempertahankan daya rekat tanpa retak akibat benda yang mengenai cetakan. Pendorong penggunaan lapisan UV dalam aplikasi ini adalah kecepatan pengeringan (jejak proses yang kecil) dan sifat kinerja yang unggul.

Panel Tubuh SMC

Sheet moulding compound (SMC) merupakan material komposit yang telah digunakan sebagai alternatif pengganti baja selama lebih dari 30 tahun. SMC terdiri dari resin poliester berisi serat kaca yang telah dicetak menjadi lembaran. Lembaran ini kemudian ditempatkan dalam cetakan kompresi dan dibentuk menjadi panel bodi. SMC dapat dipilih karena menurunkan biaya perkakas untuk proses produksi kecil, mengurangi bobot, memberikan ketahanan terhadap penyok dan korosi, serta memberikan keleluasaan lebih besar bagi penata gaya. Namun salah satu tantangan dalam penggunaan SMC adalah penyelesaian part di pabrik perakitan. SMC adalah substrat berpori. Ketika panel bodi, yang sekarang ada pada kendaraan, melewati oven cat clearcoat, cacat cat yang dikenal sebagai “porositas pop” dapat terjadi. Ini akan memerlukan setidaknya perbaikan di tempat, atau jika ada cukup “pop”, pengecatan ulang seluruh cangkang bodi.

Tiga tahun lalu, dalam upaya menghilangkan cacat ini, BASF Coatings mengkomersialkan sealer hibrida UV/termal. Alasan penggunaan bahan pengawet hibrid adalah karena penyemprotan berlebih akan dapat disembuhkan pada permukaan yang tidak kritis. Langkah kunci untuk menghilangkan “porositas yang muncul” adalah paparan energi UV, yang secara signifikan meningkatkan kepadatan ikatan silang lapisan yang terbuka pada permukaan kritis. Jika sealer tidak menerima energi UV minimum, pelapisan masih memenuhi semua persyaratan kinerja lainnya.

Penggunaan teknologi dual-cure dalam hal ini memberikan sifat pelapisan baru dengan memanfaatkan UV curing sekaligus memberikan faktor keamanan pelapisan pada aplikasi bernilai tinggi. Penerapan ini tidak hanya menunjukkan bagaimana teknologi UV dapat memberikan sifat pelapisan yang unik, namun juga menunjukkan bahwa sistem pelapisan UV-cured dapat digunakan pada suku cadang otomotif yang bernilai tinggi, bervolume tinggi, berukuran besar, dan kompleks. Lapisan ini telah digunakan pada sekitar satu juta panel bodi.

Lapisan bening OEM

Bisa dibilang, segmen pasar teknologi UV dengan visibilitas tertinggi adalah pelapis panel bodi eksterior otomotif Kelas A. Ford Motor Company memamerkan teknologi UV pada kendaraan prototipe, mobil Concept U, di North American International Auto Show pada tahun 2003. Teknologi pelapisan yang ditunjukkan adalah clearcoat yang diawetkan dengan UV, diformulasikan dan dipasok oleh Akzo Nobel Coatings. Lapisan ini diaplikasikan dan diawetkan pada panel bodi individual yang terbuat dari berbagai bahan.

Di Surcar, konferensi pelapisan otomotif global terkemuka yang diselenggarakan setiap dua tahun sekali di Perancis, DuPont Performance Coatings dan BASF memberikan presentasi pada tahun 2001 dan 2003 mengenai teknologi pengawetan UV untuk clearcoat otomotif. Pendorong pengembangan ini adalah untuk memperbaiki masalah kepuasan pelanggan yang utama dalam hal cat—ketahanan terhadap goresan dan noda. Kedua perusahaan telah mengembangkan lapisan penyembuhan hibrida (UV & termal). Tujuan penerapan jalur teknologi hibrid adalah untuk meminimalkan kompleksitas sistem pengawetan UV sekaligus mencapai sifat kinerja target.

Baik DuPont maupun BASF telah memasang jalur percontohan di fasilitas mereka. Produk DuPont di Wuppertal memiliki kemampuan untuk menyembuhkan seluruh tubuh. Perusahaan pelapis tidak hanya harus menunjukkan kinerja pelapisan yang baik, mereka juga harus menunjukkan solusi garis cat. Salah satu manfaat lain dari pengawetan UV/termal yang disebutkan oleh DuPont adalah panjang bagian lapisan bening pada garis finishing dapat dikurangi hingga 50% hanya dengan mengurangi panjang oven termal.

Dari sisi teknik, Dürr System GmbH memberikan presentasi mengenai konsep pabrik perakitan untuk pengawetan UV. Salah satu variabel kunci dalam konsep ini adalah lokasi proses pengawetan UV pada garis finishing. Solusi rekayasa termasuk menempatkan lampu UV sebelum, di dalam, atau setelah oven termal. Dürr merasa bahwa ada solusi teknis untuk sebagian besar opsi proses yang melibatkan formulasi yang sedang dikembangkan. Fusion UV Systems juga menghadirkan alat baru — simulasi komputer dari proses pengawetan UV untuk badan otomotif. Pengembangan ini dilakukan untuk mendukung dan mempercepat adopsi teknologi UV-curing di pabrik perakitan.

Aplikasi Lainnya

Pekerjaan pengembangan terus dilakukan untuk pelapis plastik yang digunakan pada interior otomotif, pelapis untuk velg dan penutup roda, pelapis bening pada komponen besar yang dicetak berwarna, dan untuk komponen di bawah kap mesin. Proses UV terus divalidasi sebagai platform pengawetan yang stabil. Yang benar-benar berubah adalah lapisan UV berpindah ke bagian yang lebih kompleks dan bernilai lebih tinggi. Stabilitas dan kelangsungan proses dalam jangka panjang telah dibuktikan dengan penerapan pencahayaan ke depan. Ini dimulai lebih dari 20 tahun yang lalu dan sekarang menjadi standar industri.

Meskipun teknologi UV memiliki apa yang dianggap beberapa orang sebagai faktor “keren”, apa yang industri ingin lakukan dengan teknologi ini adalah memberikan solusi terbaik untuk masalah penyelesaian akhir. Tidak ada seorang pun yang menggunakan teknologi demi teknologi. Itu harus memberikan nilai. Nilainya bisa berupa peningkatan produktivitas terkait kecepatan penyembuhan. Atau bisa juga berasal dari peningkatan atau properti baru yang belum dapat Anda capai dengan teknologi saat ini. Ini bisa berasal dari kualitas pertama yang lebih tinggi karena lapisannya terbuka terhadap kotoran dalam waktu yang lebih singkat. Hal ini dapat memberikan cara untuk mengurangi atau menghilangkan VOC di fasilitas Anda. Teknologi dapat memberikan nilai. Industri UV dan pembuat pelapis akhir harus terus bekerja sama untuk menciptakan solusi yang meningkatkan laba produk pelapis akhir.