UV-क्युरेड कोटिंग्जचे ऑटोमोटिव्ह अनुप्रयोग

अनेकांच्या मते, औद्योगिक कोटिंग्जच्या क्युरिंगसाठी UV तंत्रज्ञान हे एक “उदयोन्मुख” तंत्रज्ञान आहे. औद्योगिक आणि ऑटोमोटिव्ह कोटिंग्ज उद्योगातील अनेकांसाठी हे नवीन असले तरी, इतर उद्योगांमध्ये ते तीन दशकांहून अधिक काळापासून वापरात आहे…

अनेकांच्या मते, औद्योगिक कोटिंग्जच्या क्युरिंगसाठी UV तंत्रज्ञान हे एक ‘उदयोन्मुख’ तंत्रज्ञान आहे. औद्योगिक आणि ऑटोमोटिव्ह कोटिंग्ज उद्योगातील अनेकांसाठी हे नवीन असले तरी, इतर उद्योगांमध्ये ते तीन दशकांहून अधिक काळापासून वापरात आहे. लोक दररोज UV-कोटेड विनाइल फ्लोअरिंग उत्पादनांवर चालतात आणि आपल्यापैकी अनेकांच्या घरातही ते असते. ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगातही UV क्युरिंग तंत्रज्ञान महत्त्वाची भूमिका बजावते. उदाहरणार्थ, सेल फोनच्या बाबतीत, UV तंत्रज्ञानाचा वापर प्लास्टिक हाउसिंगच्या कोटिंगसाठी, अंतर्गत इलेक्ट्रॉनिक्सच्या संरक्षणासाठी, UV ॲडेसिव्हने जोडलेल्या घटकांसाठी आणि काही फोनमध्ये आढळणाऱ्या कलर स्क्रीनच्या उत्पादनातही केला जातो. त्याचप्रमाणे, ऑप्टिकल फायबर आणि डीव्हीडी/सीडी उद्योग केवळ UV कोटिंग्ज आणि ॲडेसिव्हचा वापर करतात आणि जर UV तंत्रज्ञानाने त्यांचा विकास शक्य केला नसता, तर आज आपण ज्या स्वरूपात त्यांना ओळखतो, त्या स्वरूपात ते अस्तित्वात नसते.

तर मग यूव्ही क्युरिंग म्हणजे काय? अगदी सोप्या भाषेत सांगायचे तर, ही एक अशी प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये यूव्ही ऊर्जेद्वारे सुरू केलेल्या आणि टिकवून ठेवलेल्या रासायनिक प्रक्रियेद्वारे कोटिंग्ज क्रॉस-लिंक (क्युअर) केली जातात. एका मिनिटापेक्षा कमी वेळात कोटिंग द्रवरूपातून घनरूपात रूपांतरित होते. कोटिंगमधील काही कच्च्या मालामध्ये आणि रेझिन्सच्या कार्यक्षमतेमध्ये मूलभूत फरक आहेत, परंतु हे फरक कोटिंग वापरणाऱ्याला स्पष्ट दिसतात.

एअर-ॲटोमाइज्ड स्प्रे गन, एचव्हीएलपी, रोटरी बेल्स, फ्लो कोटिंग, रोल कोटिंग आणि इतर उपकरणांसारख्या पारंपरिक ॲप्लिकेशन उपकरणांद्वारे यूव्ही कोटिंग्ज लावले जातात. तथापि, कोटिंग लावल्यानंतर आणि सॉल्व्हेंट फ्लॅश केल्यानंतर थर्मल ओव्हनमध्ये ठेवण्याऐवजी, कोटिंगला अशा प्रकारे आयोजित केलेल्या यूव्ही लॅम्प सिस्टीमद्वारे निर्माण होणाऱ्या यूव्ही ऊर्जेने क्युअर केले जाते, की क्युअर साध्य करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या किमान ऊर्जेने कोटिंगवर प्रकाश टाकला जातो.

UV तंत्रज्ञानाच्या वैशिष्ट्यांचा उपयोग करणाऱ्या कंपन्या आणि उद्योगांनी, उत्कृष्ट उत्पादन कार्यक्षमता व दर्जेदार अंतिम उत्पादन प्रदान करून आणि त्याच वेळी नफा वाढवून, असाधारण मूल्य निर्माण केले आहे.

UV च्या गुणधर्मांचा गैरवापर करणे

कोणते प्रमुख गुणधर्म वापरले जाऊ शकतात? पहिले म्हणजे, आधी सांगितल्याप्रमाणे, क्युरिंग खूप जलद होते आणि ते सामान्य तापमानात केले जाऊ शकते. यामुळे उष्णता-संवेदनशील सब्सट्रेट्सचे कार्यक्षमतेने क्युरिंग करणे शक्य होते आणि सर्व कोटिंग्ज खूप लवकर क्युर करता येतात. जर तुमच्या प्रक्रियेतील अडचण (बॉटल-नेक) जास्त क्युरिंगचा वेळ असेल, तर UV क्युरिंग हे उत्पादकतेसाठी एक महत्त्वाचे साधन आहे. तसेच, या वेगामुळे खूप कमी जागेत प्रक्रिया करणे शक्य होते. तुलना करण्यासाठी, १५ fpm च्या लाइन स्पीडवर ३० मिनिटांच्या बेकची आवश्यकता असलेल्या पारंपरिक कोटिंगसाठी ओव्हनमध्ये ४५० फूट कन्व्हेयरची गरज असते, तर UV क्युर केलेल्या कोटिंगसाठी केवळ २५ फूट (किंवा त्याहून कमी) कन्व्हेयरची आवश्यकता असू शकते.

UV क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियेमुळे अत्यंत उत्कृष्ट भौतिक टिकाऊपणा असलेले कोटिंग तयार होऊ शकते. फ्लोअरिंगसारख्या उपयोगांसाठी कोटिंग्ज कठीण बनवता येत असली तरी, ती खूप लवचिक देखील बनवता येतात. कठीण आणि लवचिक, या दोन्ही प्रकारच्या कोटिंग्जचा वापर ऑटोमोटिव्ह क्षेत्रात केला जातो.

ही वैशिष्ट्ये ऑटोमोटिव्ह कोटिंग्जसाठी यूव्ही तंत्रज्ञानाच्या सततच्या विकासाला आणि प्रसाराला चालना देतात. अर्थात, औद्योगिक कोटिंग्जच्या यूव्ही क्युरिंगशी संबंधित आव्हाने आहेत. प्रक्रिया मालकासाठी मुख्य चिंता ही असते की, गुंतागुंतीच्या भागांच्या सर्व क्षेत्रांना यूव्ही ऊर्जेच्या संपर्कात आणता यावे. कोटिंगला क्युअर करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या किमान यूव्ही ऊर्जेच्या संपर्कात कोटिंगचा संपूर्ण पृष्ठभाग आला पाहिजे. यासाठी भागाचे काळजीपूर्वक विश्लेषण, भागांची मांडणी आणि सावलीची क्षेत्रे टाळण्यासाठी दिव्यांची व्यवस्था करणे आवश्यक आहे. तथापि, दिवे, कच्चा माल आणि तयार उत्पादनांमध्ये लक्षणीय सुधारणा झाल्या आहेत, ज्यामुळे यापैकी बहुतेक मर्यादांवर मात करता येते.

ऑटोमोटिव्ह फॉरवर्ड लायटिंग

ऑटोमोटिव्ह क्षेत्रातील एक विशिष्ट अनुप्रयोग, जिथे UV हे एक मानक तंत्रज्ञान बनले आहे, तो म्हणजे ऑटोमोटिव्ह फॉरवर्ड लायटिंग उद्योग. या उद्योगात १५ वर्षांहून अधिक काळापासून UV कोटिंग्जचा वापर केला जात आहे आणि आता बाजारातील ८०% हिस्सा या उद्योगाचा आहे. हेडलाइट्स दोन मुख्य घटकांनी बनलेले असतात ज्यांना कोटिंग करणे आवश्यक असते — पॉलीकार्बोनेट लेन्स आणि रिफ्लेक्टर हाउसिंग. पॉलीकार्बोनेटचे बाह्य घटकांपासून आणि भौतिक आघातांपासून संरक्षण करण्यासाठी लेन्सला एका अत्यंत कठीण, ओरखडे-प्रतिरोधक कोटिंगची आवश्यकता असते. रिफ्लेक्टर हाउसिंगवर एक UV बेसकोट (प्रायमर) असतो, जो सब्सट्रेटला सील करतो आणि मेटलायझेशनसाठी एक अत्यंत गुळगुळीत पृष्ठभाग प्रदान करतो. रिफ्लेक्टर बेसकोटची बाजारपेठ आता मूलतः १००% UV क्युअर्ड आहे. सुधारित उत्पादकता, कमी प्रक्रिया क्षेत्र आणि उत्कृष्ट कोटिंग-कार्यप्रदर्शन गुणधर्म ही या तंत्रज्ञानाचा स्वीकार करण्यामागील प्रमुख कारणे आहेत.

जरी वापरले जाणारे कोटिंग्ज यूव्ही क्युअर्ड असले तरी, त्यांमध्ये सॉल्व्हेंट असतो. तथापि, बहुतेक ओव्हरस्प्रे परत मिळवला जातो आणि प्रक्रियेत पुन्हा वापरला जातो, ज्यामुळे जवळपास १००% ट्रान्सफर एफिशियन्सी साध्य होते. भविष्यातील विकासाचे मुख्य उद्दिष्ट सॉलिड्सचे प्रमाण १००% पर्यंत वाढवणे आणि ऑक्सिडायझरची गरज पूर्णपणे काढून टाकणे हे आहे.

बाहेरील प्लास्टिकचे भाग

याच्या कमी ज्ञात उपयोगांपैकी एक म्हणजे मोल्ड-इन-कलर बॉडी साइड मोल्डिंग्जवर यूव्ही क्युरेबल क्लियरकोटचा वापर. सुरुवातीला, विनाइल बॉडी साइड मोल्डिंग्ज बाहेरच्या संपर्कात आल्यावर होणारा पिवळेपणा कमी करण्यासाठी हे कोटिंग विकसित केले गेले होते. मोल्डिंगला वस्तू आदळल्याने तडे न जाता चिकटून राहण्यासाठी हे कोटिंग खूप मजबूत आणि लवचिक असणे आवश्यक होते. या उपयोगात यूव्ही कोटिंग्ज वापरण्यामागील प्रमुख कारणे म्हणजे क्युर होण्याची गती (कमी प्रक्रिया क्षेत्र) आणि उत्कृष्ट कार्यप्रदर्शन गुणधर्म.

एसएमसी बॉडी पॅनेल्स

शीट मोल्डिंग कंपाऊंड (SMC) हे एक संमिश्र साहित्य आहे, जे ३० वर्षांहून अधिक काळापासून स्टीलला पर्याय म्हणून वापरले जात आहे. SMC मध्ये ग्लास-फायबरने भरलेले पॉलिस्टर रेझिन असते, जे शीटच्या स्वरूपात ओतले जाते. या शीट नंतर कॉम्प्रेशन मोल्डमध्ये ठेवून बॉडी पॅनेल बनवले जातात. SMC ची निवड केली जाऊ शकते कारण ते कमी प्रमाणात उत्पादनासाठी टूलिंगचा खर्च कमी करते, वजन कमी करते, दंत आणि गंज प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करते आणि स्टायलिस्टना अधिक स्वातंत्र्य देते. तथापि, SMC वापरण्यातील एक आव्हान म्हणजे असेंब्ली प्लांटमध्ये भागाचे फिनिशिंग करणे. SMC एक सच्छिद्र सब्सट्रेट आहे. जेव्हा वाहनावरील बॉडी पॅनेल क्लिअरकोट पेंट ओव्हनमधून जाते, तेव्हा "पोरॉसिटी पॉप" म्हणून ओळखला जाणारा पेंटमधील दोष निर्माण होऊ शकतो. यासाठी किमान स्पॉट रिपेअरची आवश्यकता असेल, किंवा जर पुरेसे "पॉप्स" असतील, तर बॉडी शेलला पूर्णपणे पुन्हा रंगवावे लागेल.

तीन वर्षांपूर्वी, हा दोष दूर करण्याच्या प्रयत्नात, BASF कोटिंग्जने एक UV/थर्मल हायब्रीड सीलर व्यावसायिकरित्या बाजारात आणला. हायब्रीड क्युअर वापरण्याचे कारण असे आहे की, कमी महत्त्वाच्या पृष्ठभागांवर ओव्हरस्प्रे क्युअर केला जातो. "पोरॉसिटी पॉप्स" (छिद्रांचे उंचवटे) दूर करण्यासाठी मुख्य पायरी म्हणजे UV ऊर्जेचा संपर्क, ज्यामुळे महत्त्वाच्या पृष्ठभागांवरील उघड्या कोटिंगची क्रॉस-लिंक घनता लक्षणीयरीत्या वाढते. जर सीलरला किमान UV ऊर्जा मिळाली नाही, तरीही कोटिंग इतर सर्व कार्यक्षमतेच्या आवश्यकता पूर्ण करते.

या उदाहरणात ड्युअल-क्युअर तंत्रज्ञानाचा वापर केल्याने, यूव्ही क्युरिंगचा उपयोग करून कोटिंगला नवीन गुणधर्म मिळतात, तसेच एका उच्च-मूल्याच्या ॲप्लिकेशनमध्ये कोटिंगसाठी सुरक्षिततेचा घटकही मिळतो. हे ॲप्लिकेशन केवळ यूव्ही तंत्रज्ञान कसे अद्वितीय कोटिंग गुणधर्म देऊ शकते हेच दाखवत नाही, तर हे देखील सिद्ध करते की यूव्ही-क्युअर्ड कोटिंग प्रणाली उच्च-मूल्याच्या, मोठ्या प्रमाणातील, मोठ्या आणि गुंतागुंतीच्या ऑटोमोटिव्ह भागांवर व्यवहार्य आहे. हे कोटिंग अंदाजे दहा लाख बॉडी पॅनेल्सवर वापरले गेले आहे.

ओईएम क्लियरकोट

निःसंशयपणे, UV तंत्रज्ञान बाजारपेठेतील सर्वाधिक दृश्यमान विभाग म्हणजे ऑटोमोटिव्ह बाह्य बॉडी पॅनल क्लास ए कोटिंग्ज. फोर्ड मोटर कंपनीने २००३ मध्ये नॉर्थ अमेरिकन इंटरनॅशनल ऑटो शोमध्ये 'कॉन्सेप्ट यू कार' या प्रोटोटाइप वाहनावर UV तंत्रज्ञान प्रदर्शित केले. प्रदर्शित केलेले कोटिंग तंत्रज्ञान हे UV-क्युअर्ड क्लिअरकोट होते, जे अक्झो नोबेल कोटिंग्जने तयार करून पुरवले होते. हे कोटिंग विविध सामग्रीपासून बनवलेल्या स्वतंत्र बॉडी पॅनलवर लावून क्युअर केले गेले.

फ्रान्समध्ये दर दोन वर्षांनी होणाऱ्या 'सुरकार' या प्रमुख जागतिक ऑटोमोटिव्ह कोटिंग्ज परिषदेत, २००१ आणि २००३ मध्ये ड्युपॉन्ट परफॉर्मन्स कोटिंग्ज आणि बीएएसएफ या दोन्ही कंपन्यांनी ऑटोमोटिव्ह क्लियरकोट्ससाठीच्या यूव्ही-क्युरिंग तंत्रज्ञानावर सादरीकरणे दिली. या विकासामागील मुख्य उद्देश पेंटच्या बाबतीत ग्राहकांच्या समाधानाची एक प्रमुख समस्या—म्हणजेच ओरखडे आणि डागांना असलेला प्रतिकार—सुधारणे हा आहे. दोन्ही कंपन्यांनी हायब्रीड-क्युर (यूव्ही आणि थर्मल) कोटिंग्ज विकसित केली आहेत. हायब्रीड तंत्रज्ञानाचा मार्ग अवलंबण्यामागील उद्देश, अपेक्षित कार्यप्रदर्शन गुणधर्म साध्य करताना यूव्ही क्युरिंग प्रणालीची गुंतागुंत कमी करणे हा आहे.

ड्यूपॉन्ट आणि बीएएसएफ या दोन्ही कंपन्यांनी त्यांच्या कारखान्यांमध्ये प्रायोगिक उत्पादन लाईन्स (पायलट लाईन्स) स्थापित केल्या आहेत. वुपरटाल येथील ड्यूपॉन्टच्या लाईनमध्ये संपूर्ण बॉडीला क्युअर करण्याची क्षमता आहे. कोटिंग कंपन्यांना केवळ चांगली कोटिंग कामगिरीच दाखवावी लागत नाही, तर त्यांना पेंट-लाईन सोल्यूशनचे प्रात्यक्षिकही द्यावे लागते. ड्यूपॉन्टच्या मते, यूव्ही/थर्मल क्युरिंगचा आणखी एक फायदा म्हणजे, केवळ थर्मल ओव्हनची लांबी कमी करून फिनिशिंग लाईनच्या क्लियरकोट भागाची लांबी ५०% ने कमी करता येते.

अभियांत्रिकी बाजूने, ड्यूर सिस्टीम जीएमबीएचने (Dürr System GmbH) यूव्ही क्युरिंगसाठीच्या असेंब्ली प्लांट संकल्पनेवर एक सादरीकरण केले. या संकल्पनांमधील एक प्रमुख चल म्हणजे फिनिशिंग लाइनमधील यूव्ही क्युरिंग प्रक्रियेचे स्थान. अभियांत्रिकी उपायांमध्ये थर्मल ओव्हनच्या आधी, आत किंवा नंतर यूव्ही लॅम्प्स लावण्याचा समावेश होता. ड्यूरला वाटते की, सध्या विकासाधीन असलेल्या फॉर्म्युलेशन्सचा समावेश असलेल्या बहुतेक प्रक्रिया पर्यायांसाठी अभियांत्रिकी उपाय उपलब्ध आहेत. फ्यूजन यूव्ही सिस्टीम्सने (Fusion UV Systems) देखील एक नवीन साधन सादर केले — ऑटोमोटिव्ह बॉडीजसाठीच्या यूव्ही-क्युरिंग प्रक्रियेचे संगणकीय सिम्युलेशन. असेंब्ली प्लांट्समध्ये यूव्ही-क्युरिंग तंत्रज्ञानाचा अवलंब करण्यास समर्थन देण्यासाठी आणि गती देण्यासाठी हा विकास हाती घेण्यात आला होता.

इतर अनुप्रयोग

वाहनांच्या आतील भागांवर वापरले जाणारे प्लास्टिक कोटिंग्ज, अलॉय व्हील्स आणि व्हील कव्हर्ससाठीचे कोटिंग्ज, मोठ्या मोल्डेड-इन-कलर भागांवरील क्लिअरकोट्स आणि अंडर-हुड भागांसाठीचे विकास कार्य सुरू आहे. एक स्थिर क्युरिंग प्लॅटफॉर्म म्हणून यूव्ही प्रक्रियेची पडताळणी सुरू आहे. खरा बदल हा होत आहे की, यूव्ही कोटिंग्ज आता अधिक गुंतागुंतीच्या आणि उच्च-मूल्याच्या भागांपर्यंत पोहोचत आहेत. फॉरवर्ड लायटिंग ॲप्लिकेशनद्वारे या प्रक्रियेची स्थिरता आणि दीर्घकालीन व्यवहार्यता सिद्ध झाली आहे. याची सुरुवात २० वर्षांपूर्वी झाली आणि आता हे उद्योग मानक बनले आहे.

जरी UV तंत्रज्ञानामध्ये काहींना आकर्षक वाटणारा घटक असला तरी, या तंत्रज्ञानाचा वापर करून उद्योगाला फिनिशर्सच्या समस्यांवर सर्वोत्तम उपाय प्रदान करायचे आहेत. कोणीही केवळ तंत्रज्ञानासाठी तंत्रज्ञान वापरत नाही. त्यातून मूल्य मिळायलाच हवे. हे मूल्य क्युरिंग प्रक्रियेच्या वेगाशी संबंधित सुधारित उत्पादकतेच्या स्वरूपात मिळू शकते. किंवा ते अशा सुधारित किंवा नवीन गुणधर्मांमधून मिळू शकते, जे तुम्ही सध्याच्या तंत्रज्ञानाने साध्य करू शकला नाहीत. कोटिंग कमी वेळेसाठी धुळीच्या संपर्कात येत असल्यामुळे, पहिल्याच प्रयत्नात मिळणाऱ्या उच्च गुणवत्तेतून ते मिळू शकते. ते तुमच्या फॅसिलिटीमध्ये VOC कमी करण्याचा किंवा पूर्णपणे काढून टाकण्याचा एक मार्ग प्रदान करू शकते. हे तंत्रज्ञान मूल्य प्रदान करू शकते. UV उद्योग आणि फिनिशर्सनी एकत्र काम करत राहून असे उपाय तयार करणे आवश्यक आहे, जे फिनिशर्सचा निव्वळ नफा वाढवतील.