Aplikasi Otomotif dari Pelapis yang Dikeringkan dengan Sinar UV

Teknologi UV dianggap oleh banyak orang sebagai teknologi "yang sedang naik daun" untuk pengeringan lapisan industri. Meskipun mungkin baru bagi banyak orang di industri pelapisan industri dan otomotif, teknologi ini telah ada selama lebih dari tiga dekade di industri lain…

Teknologi UV dianggap oleh banyak orang sebagai teknologi "yang sedang naik daun" untuk pengeringan lapisan industri. Meskipun mungkin baru bagi banyak orang di industri pelapisan industri dan otomotif, teknologi 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 kita. Teknologi pengeringan UV juga memainkan peran utama dalam industri elektronik konsumen. Misalnya, dalam kasus telepon seluler, teknologi UV digunakan dalam pelapisan casing plastik, pelapis untuk melindungi elektronik internal, komponen yang direkatkan dengan perekat UV, dan bahkan dalam produksi layar warna yang terdapat pada beberapa telepon. 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 pengembangannya.

Jadi, apa itu pengeringan UV? Sederhananya, ini adalah proses untuk mengikat silang (mengeringkan) lapisan melalui proses kimia yang dimulai dan dipertahankan oleh energi UV. Dalam waktu kurang dari satu menit, lapisan tersebut berubah dari cair menjadi padat. Terdapat perbedaan mendasar dalam beberapa bahan baku dan fungsi resin dalam lapisan tersebut, tetapi perbedaan ini tidak terlihat oleh pengguna lapisan tersebut.

Peralatan aplikasi konvensional seperti pistol semprot udara, HVLP, bel putar, pelapisan aliran, pelapisan rol, dan peralatan lainnya mengaplikasikan lapisan UV. Namun, alih-alih masuk ke dalam oven termal setelah aplikasi lapisan dan penguapan pelarut, lapisan tersebut dikeringkan dengan energi UV yang dihasilkan oleh sistem lampu UV yang diatur sedemikian rupa sehingga menerangi lapisan dengan jumlah energi minimum yang diperlukan untuk mencapai pengeringan.

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

Memanfaatkan Atribut UV

Apa saja atribut kunci yang dapat dimanfaatkan? Pertama, seperti yang disebutkan sebelumnya, pengeringan sangat cepat dan dapat dilakukan pada suhu ruangan. Hal ini memungkinkan pengeringan substrat yang sensitif terhadap panas secara efisien, dan semua lapisan dapat dikeringkan dengan sangat cepat. Pengeringan UV merupakan kunci produktivitas jika kendala (kemacetan) dalam proses Anda adalah waktu pengeringan yang lama. Selain itu, kecepatannya memungkinkan proses dengan jejak yang jauh lebih kecil. Sebagai perbandingan, lapisan konvensional yang membutuhkan waktu pemanggangan 30 menit dengan kecepatan jalur 15 fpm membutuhkan 450 kaki konveyor di dalam oven, sedangkan lapisan yang dikeringkan dengan UV mungkin hanya membutuhkan 25 kaki (atau kurang) konveyor.

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

Atribut-atribut ini menjadi pendorong bagi pengembangan dan penetrasi teknologi UV yang berkelanjutan untuk pelapis otomotif. Tentu saja, ada tantangan yang terkait dengan pengeringan UV pada pelapis industri. Kekhawatiran utama bagi pemilik proses adalah kemampuan untuk memaparkan semua area bagian yang kompleks terhadap energi UV. Seluruh permukaan pelapis harus terpapar energi UV minimum yang diperlukan untuk mengeringkan pelapis. Hal ini membutuhkan analisis yang cermat terhadap bagian tersebut, penataan bagian, dan pengaturan lampu untuk menghilangkan area bayangan. Namun, telah ada peningkatan signifikan pada lampu, bahan baku, dan produk yang diformulasikan yang mengatasi sebagian besar kendala ini.

Lampu Penerangan Depan Otomotif

Aplikasi otomotif spesifik di mana UV telah menjadi teknologi standar adalah di industri penerangan depan otomotif, di mana lapisan UV telah digunakan selama lebih dari 15 tahun dan sekarang menguasai 80% pasar. Lampu depan terdiri dari dua komponen utama yang perlu dilapisi — lensa polikarbonat dan rumah reflektor. Lensa membutuhkan lapisan yang sangat keras dan tahan gores untuk melindungi polikarbonat dari elemen dan kerusakan 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% dikeringkan dengan UV. Alasan utama adopsinya adalah peningkatan produktivitas, jejak proses yang kecil, dan sifat kinerja lapisan yang unggul.

Meskipun lapisan yang digunakan dikeringkan dengan sinar UV, lapisan tersebut tetap mengandung pelarut. Namun, sebagian besar lapisan yang berlebihan dapat dikumpulkan kembali dan didaur ulang ke dalam proses, sehingga mencapai efisiensi transfer mendekati 100%. Fokus pengembangan di masa mendatang adalah meningkatkan kandungan padatan hingga 100% dan menghilangkan kebutuhan akan oksidator.

Bagian Plastik Eksterior

Salah satu aplikasi yang kurang dikenal adalah penggunaan lapisan bening yang dapat dikeringkan dengan sinar UV di atas lis bodi samping yang dicetak menyatu dengan warna bodi. Awalnya, lapisan ini dikembangkan untuk mengurangi penguningan akibat paparan eksterior pada lis bodi samping berbahan vinil. Lapisan tersebut harus sangat kuat dan fleksibel agar tetap menempel tanpa retak akibat benturan benda pada lis. Faktor pendorong penggunaan lapisan UV dalam aplikasi ini adalah kecepatan pengeringan (jejak proses yang kecil) dan sifat kinerja yang unggul.

Panel Bodi SMC

Sheet molding compound (SMC) adalah material komposit yang telah digunakan sebagai alternatif baja selama lebih dari 30 tahun. SMC terdiri dari resin poliester berisi serat kaca yang dicetak menjadi lembaran. Lembaran-lembaran ini kemudian ditempatkan dalam cetakan kompresi dan dibentuk menjadi panel bodi. SMC dapat dipilih karena menurunkan biaya perkakas untuk produksi dalam jumlah kecil, mengurangi berat, memberikan ketahanan terhadap penyok dan korosi, serta memberikan keleluasaan lebih besar kepada para perancang. Namun, salah satu tantangan dalam menggunakan SMC adalah penyelesaian bagian tersebut di pabrik perakitan. SMC adalah substrat berpori. Ketika panel bodi, yang sekarang terpasang pada kendaraan, melewati oven cat lapisan bening, cacat cat yang dikenal sebagai "porositas pop" dapat terjadi. Ini akan memerlukan setidaknya perbaikan sebagian, atau jika ada cukup banyak "pop", pengecatan ulang seluruh bodi.

Tiga tahun lalu, dalam upaya untuk menghilangkan cacat ini, BASF Coatings mengkomersialkan sealer hibrida UV/termal. Alasan penggunaan pengeringan hibrida adalah agar lapisan yang berlebihan akan mengering pada permukaan yang tidak kritis. Langkah kunci untuk menghilangkan "porositas yang menonjol" adalah paparan energi UV, yang secara signifikan meningkatkan kepadatan ikatan silang lapisan yang terpapar pada permukaan kritis. Jika sealer tidak menerima energi UV minimum, lapisan tersebut tetap memenuhi semua persyaratan kinerja lainnya.

Penggunaan teknologi dual-cure dalam hal ini memberikan sifat pelapisan baru dengan memanfaatkan pengeringan UV sekaligus memberikan faktor keamanan untuk pelapisan dalam aplikasi bernilai tinggi. Aplikasi ini tidak hanya menunjukkan bagaimana teknologi UV dapat memberikan sifat pelapisan yang unik, tetapi juga menunjukkan bahwa sistem pelapisan yang dikeringkan dengan UV layak digunakan pada komponen otomotif bernilai tinggi, bervolume tinggi, besar, dan kompleks. Pelapisan ini telah digunakan pada sekitar satu juta panel bodi.

Lapisan Pelindung 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 pelapis yang didemonstrasikan adalah lapisan bening yang dikeringkan dengan UV, yang diformulasikan dan dipasok oleh Akzo Nobel Coatings. Pelapis ini diaplikasikan dan dikeringkan pada panel bodi individual yang terbuat dari berbagai material.

Di Surcar, konferensi pelapis otomotif global terkemuka yang diadakan setiap dua tahun sekali di Prancis, baik DuPont Performance Coatings maupun BASF memberikan presentasi pada tahun 2001 dan 2003 tentang teknologi pengeringan UV untuk lapisan bening otomotif. Pendorong pengembangan ini adalah untuk meningkatkan masalah kepuasan pelanggan utama untuk cat—ketahanan terhadap goresan dan lecet. Kedua perusahaan telah mengembangkan pelapis pengeringan hibrida (UV & termal). Tujuan dari mengejar jalur teknologi hibrida adalah untuk meminimalkan kompleksitas sistem pengeringan UV sambil mencapai sifat kinerja yang ditargetkan.

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

Dari sisi teknik, Dürr System GmbH memberikan presentasi tentang konsep pabrik perakitan untuk pengeringan UV. Salah satu variabel kunci dalam konsep ini adalah lokasi proses pengeringan UV di jalur penyelesaian. Solusi rekayasa mencakup penempatan lampu UV sebelum, di dalam, atau setelah oven termal. Dürr merasa bahwa ada solusi rekayasa untuk sebagian besar opsi proses yang melibatkan formulasi terkini yang sedang dikembangkan. Fusion UV Systems juga mempresentasikan alat baru — simulasi komputer dari proses pengeringan UV untuk bodi otomotif. Pengembangan ini dilakukan untuk mendukung dan mempercepat adopsi teknologi pengeringan UV di pabrik perakitan.

Aplikasi Lainnya

Pengembangan terus berlanjut untuk pelapis plastik yang digunakan pada interior otomotif, pelapis untuk velg dan penutup roda, lapisan bening pada bagian cetakan berwarna berukuran besar, dan untuk bagian di bawah kap mesin. Proses UV terus divalidasi sebagai platform pengeringan yang stabil. Yang benar-benar berubah adalah pelapis UV kini digunakan pada bagian yang lebih kompleks dan bernilai lebih tinggi. Stabilitas dan keberlanjutan jangka panjang proses ini telah dibuktikan dengan aplikasi penerangan depan. Proses ini dimulai lebih dari 20 tahun yang lalu dan sekarang menjadi standar industri.

Meskipun teknologi UV memiliki apa yang dianggap sebagian orang sebagai faktor "keren", tujuan industri dengan teknologi ini adalah untuk memberikan solusi terbaik bagi permasalahan para pelaku finishing. Tidak ada yang menggunakan teknologi hanya demi teknologi itu sendiri. Teknologi harus memberikan nilai. Nilai tersebut dapat berupa peningkatan produktivitas yang terkait dengan kecepatan pengeringan. Atau dapat berupa peningkatan atau sifat baru yang belum dapat dicapai dengan teknologi yang ada saat ini. Nilai tersebut dapat berupa kualitas pertama yang lebih tinggi karena lapisan tersebut terpapar kotoran dalam waktu yang lebih singkat. Teknologi ini juga dapat memberikan cara untuk mengurangi atau menghilangkan VOC di fasilitas Anda. Teknologi ini dapat memberikan nilai. Industri UV dan para pelaku finishing perlu terus bekerja sama untuk menciptakan solusi yang meningkatkan keuntungan para pelaku finishing.