МОДУЛЬНЫЙ ОКРАСОЧНЫЙ УЗЕЛ И СПОСОБ ОКРАШИВАНИЯ ПЛАСТИКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
MODULAR PAINTING UNIT AND METHOD OF COLOURING PLASTIC PARTS

Изобретение относится к модульному узлу для окрашивания пластиковых деталей согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения. Помимо этого, изобретение относится к способу окрашивания пластиковых деталей.
Уровень техники
Наряду с формой и техническим оснащением, безупречная окраска также является важным аспектом при покупке автомобиля. Покраска должна быть безупречной и должна обеспечивать от антикоррозионной защиты до защиты от механических и вредных погодных воздействий. При серийном окрашивании используются разные технологии, которые при их взаимодействии сначала делают автомобильную краску великолепной и ведут к тому, что кузов оптимально защищен, выглядит блестящим и вносит свой вклад в долговременное сохранение ценности автомобиля.
Как правило, сегодня серийная автомобильная краска состоит из четырех слоев, которые наносятся за несколько рабочих проходов различными способами. Сначала обезжиренный и очищенный кузов посредством электрохимической окрасочной системы покрывается замкнутой пленкой краски до последней скрытой полости. Это катодное окрашивание окунанием, кратко KTL, является основой полной антикоррозионной защиты. При этом катодный, то есть, отрицательно заряженный кузов провозится сквозь водную электропроводную краску для окунания, в которой положительно заряженные частицы краски прилипают к кузову и образуют замкнутое и равномерное покрытие.
Далее следует нанесение так называемого заполнителя, который предназначен для одновременного решения нескольких задач. Наряду с обеспечением защиты от ударов камней, он выравнивает небольшие неровности на поверхности, так сказать, заполняет их. К тому же он обеспечивает то, что следующий за ним покрывной лак может лучше держаться.
Только теперь вместе с базовой краской кузов получает свой цвет. На автомобильных заводах окрасочные роботы окрашивают весь кузов в соответственно актуальные цветовые тона. Данные окрасочные системы, сегодня на водной основе, могут содержать эффектные пигменты (эффект-пигменты) или, как в случае красок "металлик", алюминиевые пластинки. Конечную стадию образует нанесение распылением бесцветного прозрачного лака. Функция прозрачного лака заключается в том, чтоб защитить придающий цвет слой от таких внешних воздействий, таких как УФ-излучение, органические или химические загрязнения или прочие повреждения.
В ходе данных четырех шагов окраска кузова полностью завершена. Только затем монтируются такие внешние и внутренние части оснащения, такие как внешние зеркала заднего вида или бамперы. Зачастую они состоят из пластика и окрашиваются отдельно. Несмотря на различные основания и производственные условия, цветовые тона должны точно подходить к кузову.
В окрасочных установках для пластиковых деталей для автомобильной индустрии используются предварительно подготовленные, подмешанные в базовую краску краски от субпоставщиков краски, причем краски смешиваются согласно инструкциям к окрасочной установке, а также инструкции от изготовителя сырья и конечного заказчика у изготовителя. Подгонка при запусках новой серии непосредственно выполняется согласно инструкциям к образцам цвета и требованиям окрасочных установок и вследствие этого очень трудоемка и затратна, так как нужно провести лишь относительно мало соответственных поточных изготовлений и нужно подготовить и держать в запасе большую палитру цветов.
При поточном изготовлении малых и особо малых количеств это ведет к складскому хранению очень большого количества различных небольших резервуаров с различными красками.
Краски представлены в виде готовых смесей, и как возможность подгонки после получения разрешенного образца цвета, так и возможность доводки при небольших отклонениях цветового тона отсутствует. Для поставщиков пластиковых деталей, которые подлежат окрашиванию, возникает проблема в том, что нужно держать на складе цвета всех заказчиков, и при возникновении проблем всегда обращаться к поставщикам краски.
Из DE 102008053178 А1 известен способ, в котором для достижения конечного результата в возникающие при разбрызгивании пары или же на окрашенные поверхности нужно подмешивать базовые цвета. Во всяком случае, для этого используются цветовые композиции, которые уже предварительно смешаны до готовности. При этом состав цвета из базовых цветов не прост и на практике так не используется.
Поэтому задачей изобретения является получение экономного окрашивания пластиковых компонентов с гибкими возможностями регулировки и вмешательства в область обработки краски, а также цветового тока окрасочных материалов.
Изобретение следует идее самоответственного смешивания и сборки различных компонентов in situ (на месте) в окрасочной установке в готовую окрасочную смесь и ее использование.
Задача решена с помощью модульного окрасочного узла по меньшей мере с одним модулем в качестве окрасочного модуля для окрашивания по меньшей мере одной обрабатываемой детали из пластика и одним смесителем, причем в окрасочном узле присутствует по меньшей мере один модуль для приготовления краски для окрашивания, причем подлежащая нанесения готовая краска из базового материала из нелетучих компонентов смешивается из первого резервуара, причем к базовому материалу в модуле для приготовления краски являются подмешиваемыми растворитель или вода из второго резервуара и концентрированные цветовые пигменты и/или эффектные пигменты из третьего резервуара.
При этом преимуществом является то, что готовая краска базируется на базовом материале, который может быть изготовлен очень благоприятно и благоприятно для транспортировки имеет небольшой объем и другие свойства, например финальный цветовой тон только подмешивается и таким образом прямо на месте может быть подогнан окрашивающим лицом. Также путем более позднего подмешивания растворителя или воды обращение с материалом упрощается и, прежде всего, при использовании воды общий транспортный объем уменьшается.
Предпочтительным образом, готовая краска состоит из базового материала из первого резервуара (8), а также растворителя или воды (L) из второго резервуара (9), в объемной доле по меньшей мере 80%. За счет этого изготовителем лака может быть использовано очень благоприятный базовый материал, который по различным цветовым тонам или свойствам готовой краски может быть одинаковым, и затем финальная конечная подгонка достигается посредством подмешивания растворителя или воды и концентрированных цветовых пигментом и/или эффектных пигментов в окрасочном узле.
За счет этого создается несколько преимуществ, которые, прежде всего, лежат в области оптимизации затрат, но и преимущества обработки, так как посредством этого возможности вмешательства обработчика непосредственно на окрасочной установке расширяются.
Является преимуществом, если смеситель получает доступ к первому резервуару для базового материала, ко второму резервуару с растворителем или водой и к соответственно третьему резервуару для концентрированных цветовых пигментов и/или эффектных пигментов (Р).
Предпочтительным образом, смеситель находятся в связи с окрасочным устройством, причем также возможно, что смеситель интегрирован в окрасочное устройство.
Предлагаемый способ окрашивания пластиковых деталей с помощью модульного окрасочного узла предусматривает, что используемая готовая краска смешивается in situ в окрасочном узле из базового материала, растворителя или воды и концентрированных цветовых сегментов и/или эффектных сегментов.
При этом является преимущественным, что готовая краска смешивается в смесителе в модуле для приготовления краски и в виде готовой краски транспортируется к окрасочному узлу.
Альтернативно, также возможно, что краска смешивается в смесителе в окрасочном узле.
Даже без предварительно включенного в цепочку смесителя преимуществом является, если готовая краска подмешивается в возникающие при разбрызгивании пары окрасочного узла за счет того, что компоненты одновременно с правильным соотношением смешивания подаются по меньшей мере в одну распылительную головку. При этом возникающие при разбрызгивании пары следует рассматривать как смеситель.
Способ имеет дополнительное преимущество в том, что краска не подмешивается заранее, а компоненты наносятся друг за другом с правильными интервалами нанесения.
В зависимости от концепции окрасочной установки нанесение различных компонентов также может производиться и без собственно смесителя. При этом происходит своего рода предварительное окрашивание с помощью первого робота или же окрасочных элементов благоприятной базовой краской, и финальная настройка цветового тона производится в конце путем нанесения концентрата.
Таким образом, темные цветовые тона и многослойные краски и краски "металлик" могут изготавливаться экономно. Для красок "металлик", например, предварительное окрашивание может производиться без алюминиевых или металлических хлопьев, а дорогие компоненты красок "металлик" наносятся на базовую краску лишь небольшим тонким слоем.
В отношении красок речь идет только об затвердевающих посредством испарения красках, то есть, то есть, однокомпонентные системы, не двухкомпонентные системы с отвердеванием путем химической реакции.
Описание изобретения
Далее, изобретение примерно описывается со ссылкой на приложенный чертеж.
Фиг. 1 схематично показана окрасочная установка по уровню техники.
Фиг. 2 и фиг. 3 соответствующее схематичное изображение примерной формы осуществления окрасочного узла.
Фиг. 4 схематичный показ хода способа.
Фиг. 5 показано в качестве примера распределение цветовых пигментов в слое краски.
На фиг. 1 показана обычная окрасочная установка, как она используется, например, для окрашивания внешних конструктивных элементов в автомобилестроении. При этом изначально все равно, окрашиваются ли металлические узлы или узлы из пластика. При этом окрасочная установка имеет окрасочный модуль и состоит по существу из окрасочного устройства 11, которое с помощью робота или же стационарно установленного устройства может распылять возникающие при окрашивании пары 10 над обрабатываемой деталью 4. При этом окрасочное устройство 11 является распылительным пистолетом на манипуляторе робота или распылительной головкой на окрасочном мосту. Естественно, модуль показан лишь примерно. Параллельно или последовательно также может быть применено множество окрасочных модулей.
Краска, которую распыляет распылительный пистолет или окрасочный мост, подается через резервуар для краски 5. Данные резервуары содержат готовые краски, которые поставляются изготовителем краски в готовом смешанном виде.
Окрасочное устройство может быть соединено со всеми резервуарами для подлежащей применению краски 5. То есть, если, например, окрашиваются бамперы, то используются соответствующие краски из соответствующих резервуаров и заменяются в соответствии с группой или же отдельными обрабатываемыми деталями.
При этом краски поставляются изготовителем в готовом смешанном виде. Из-за этого возникают большие объемы накопленных готовых красок, так как каждый заказчик требует свой собственный красный цвет, свой собственный черный цвет и т.п.
На фиг. 2 показан первый вариант решения согласно изобретению. Вместо того чтобы использовать краску как готовую смесь, в модуле для приготовления краски 2 используется смеситель 8. Это смеситель 8 соединен с резервуаром 7 для базового материала В, а также с резервуаром 9 для растворителя или воды и также имеет соединения с резервуарам 6, 6', 6'', 6'''… с концентрированными цветовыми пигментами и/или эффектными пигментами.
Краска состоит из летучего растворителя и нелетучих компонентов. Растворитель как летучий компонент во время процесса сушки испаряется, причем нелетучие компоненты в виде гладкой пленки прилипают к окрашенному объекту. Нелетучими компонентами являются связующие, пигменты, масла, смола, наполнители и добавки. Связующее обеспечивает хорошую равномерную суспензию с пигментами и растворителем в краске, отвечает за оптимальный процесс сушки и за блеск после сушки. Основной базой краски является связующее и растворитель. Пигменты не являются необходимыми компонентами краски.
На один автомобиль используется около 15 кг краски в мокром весе, что впоследствии результируется примерно в 5 кг сухого веса. В готовых красках определяется высокая доля растворителя. Путем разделения компонентов на нелетучие компоненты и растворитель/воду и концентрированные цветовые пигменты и/или эффектные пигменты оптимизируется обращение, транспортировка и возможности смешивания окрасочной установки.
Базовый материал в первом резервуара 7 состоит по существу из нелетучих компонентов без концентрированных цветовых пигментов и/или эффектных пигментов, причем для дальнейшей обработки базового материала имеет смысл использовать небольшую процентную долю растворителя.
В третьем резервуаре 9 находится соответствующий растворитель, если используется красочная смесь на водной основе, то резервуар 3 следует рассматривать как подключение воды. В этом случае обращение с базовым материалом еще эффективнее, так как больше не нужно транспортировать растворитель.
Вторые резервуары 6… содержат краски с высокой плотностью цветовых пигментов или же металлических частиц, которые требуются для красок "металлик". В смесителе 8 смешиваются компоненты, базовый материал, растворитель или вода и концентрированные цветовые пигменты и/или эффектные пигменты, чтобы получить желаемый результат окрашивания в виде готовой краски.
При этом соотношение смешивания примерно 80% базового материала + растворитель/вода 20% концентрированных цветовых пигментов и/или эффектных пигментов является преимуществом. Естественно, хотелось бы использовать наибольшее количество базового материала + растворитель, что является экономнее, чем цветовые пигменты. Но также может быть возможным подмешивания к этому достаточного количества цветовых и/или металлических частиц, чтобы достичь подходящего цветового впечатления для всей цветовой палитры, которая должна быть предложена.
Оптимальным является диапазон 10-20% базового материала, 60-70% растворителя/воды, 10-30% концентрированных цветовых и/или металлических пигментов.
Предварительно смешанная в смесителе 8 готовая краска подается в окрасочное устройство 11 и наносится на обрабатываемую деталь 4.
Альтернативно подобной конструкции также возможно разместить функцию смешивания в виде смесителя 8 непосредственно в окрасочном устройстве 11, вблизи или непосредственно на распылительном пистолете, что показано на фиг. 3.
В продолжение данного тезиса три компонента без отдельного смесителя подмешиваются непосредственно в возникающие при разбрызгивании пары 10, что возможно посредством подходящего дизайна сопел. За счет этого сами возникающие при разбрызгивании пары работают как смеситель.
Описанные до этого установки и способы смешивают базовый материал + растворитель/воду и концентрированные цветовые пигменты и/или эффектные пигменты практически гомогенно по всей толщине d слоя краски, как показано штриховой линией на фиг. 5. На фиг. 5 показано распределение V цветовых пигментов по толщине d слоя краски.
Следующая форма осуществления не использует равномерного смешивания трех компонентов в слое краски, а создает слой краски из смеси базового материала + растворителя/воды по меньшей мере с одним тонким концентрированным слоем цветовых пигментов и/или слоя металлических пигментов. Этот цветовой слой может находиться на поверхности слоя краски или быть интегрированным в слои базового материала + растворителя/воды.
Для этого сначала наносится базовый материал + растворитель/вода, а затем наносится тонкий слой концентрированной краски и, при необходимости, еще один слой на базовую краску и цвет.
На фиг. 4 показана технологическая схема. На первом шаге 41 для окрасочного устройства предоставляется слой из базового материала + растворитель/вода. На следующем шаге 41 к базовому материалу + растворитель/вода подмешиваются компоненты из концентрированного слоя цветовых и/или металлических пигментов, и на шаге 43 смесь наносится. За счет этого возможно покрытие с равномерным цветом.
Альтернативно этому, первый шаг является нанесением слоя из базового материала + растворитель/вода, затем нанесение тонкого слоя из концентрированных цветовых и/или металлических пигментов, что может произвольно повторяться.
Результатом является либо смесь готовой краски, которая поддерживается гомогенной по всему слою краски, или простирается только на тонкий слой S.
Посредством способа согласно изобретению возможно подмешивание остатков краски, состоящих из цветовых пигментов, к текущей использованной смеси краски в готовую краску. Тем самым, например, черные цветовые пигменты одного заказчика являются, по меньшей мере, частично подмешиваемыми к черным цветовым пигментам другого заказчика, поставленным от другого изготовителя краски.
За счет этого можно рециркулировать материал, который в противном случае должен был бы подвергнуться утилизации.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ
1 Модульный окрасочный узел
2 Модуль для приготовления красок
3 Окрасочный модуль
4 Обрабатываемая деталь
5 Резервуар красок
6 третий резервуар концентратов
7 второй резервуар базового материала
8 смеситель красок
9 второй резервуар растворителя
10 возникающие при окрашивании пары
11 окрасочное устройство
41-43 шаги способа
d толщина
V распределение
S слой
В базовый материал
L растворитель/вода
Р концентрированные цветовые и/или металлические пигменты