近红外光谱技术,一种小型手持设备可以用来治疗修复涂料在15到45秒micro-spot缺陷,根据缺陷的类型、身体面积和汽车类型。
速度在任何行业中是至关重要的。在完成操作,线路速度规定流程效率和养护所需的时间很大程度上决定线路速度。固化过程越快,越吞吐量和更高的利润。
基于近红外(NIR)新技术*热处理是改善表面处理领域的大幅降低固化时间。应用技术已经从欧洲太空计划的研究,系统提供几乎即时固化的水性,solventborne和粉末涂料,要求最小如果任何变化在标准商业配方。
技术涉及到高能源辐射近红外光谱(超过90%的能源排放低于2µm)。实现密度的两倍高性能感应系统和至少四到六倍的最大密度达到与传统短波红外系统。通过这些和其他福利,使极高的流程效率和系统可靠性。
表1。
技术基础知识
近红外短波频谱的一部分位于上方的可见光谱。这就是电磁辐射的波长达到最大的能量密度和最佳的物理特性。与传统的红外(IR)系统和气体对流烤箱,高吸收涂层系统的渗透深度的限制。表面能量几乎完全吸收。干燥和固化过程本质上是由缓慢加热和温暖的凝结层涂料。这些过程可能需要30秒到45分钟或者更多,与典型的效率不到60%(超过40%的能量被浪费在干燥/固化过程)。
近红外热处理技术动态瞬时功率适用于完整的涂层系统,不只是表面。它允许能量密度16兆瓦/ ft2(32兆瓦/英国《金融时报》 2 双面辐射)或集中线几何图形的100 MW /英国《金融时报》 2 使用特别聚焦反射镜。如此高的能量密度达到直接渗透到涂料层同时加热涂料,允许在几秒钟完成干燥或固化。通常干燥或固化过程完成之前,底物完全加热。结果,近红外技术可以用于在线过程实现过程的效率高达80%。
在某些情况下,显著减少加工时间允许应用程序将招致严重的热损伤或材料退化与传统技术,如在使用木材或塑料粉末涂料。典型的处理时间为各种应用程序表1中给出。
该技术还使定义和精确控制加热和干燥/固化过程可以应用到固化溶剂型涂料在危险(如爆炸)环境中,以及控制atm。
近红外技术的另一个好处是,它的目的是减少维护要求。产生的辐射排放高温丝(3000 - 3500 K)和热强度从1000年到1500千瓦/ m 2 ,确保稳定运行没有灯丝退化的各种应用程序配置(水平、垂直或倾斜)。他们是专为平均的寿命大约5000到6000小时,相当于每年更换一组发射器在生产设施运营三班制,不间断的时间表。正在进行系统优化和开发工作表明,未来发射器性能可以扩展到8000小时。
图1所示。一个16 x 16英尺2近红外光谱系统用于固化涂料安全气囊气体发生器。
当前的应用程序
近红外技术最常见的应用是在固化涂料在金属基质。其他潜在应用包括陶瓷、塑料、玻璃、木质材料,甚至混合材sandwich-based组件。下面描述的应用程序演示技术的广泛的潜力。涂层安全气囊气体发生器。 气体发生器用于立即self-inflate撞击气囊充满了空气/氩混合,加压大约300条或4350 psi。以确保长期耐腐蚀(至少15年),水性锌涂层应用于焊接领域的压力组件。自生成器还包含一个爆炸性的膜的快速打开安全气囊充气,它自然是温度敏感。爆炸的风险高于250°F排除了使用传统高温gas-convection固化过程,这就需要至少300°F的空气温度和固化时间30分钟。传统涂装工艺与每隔五秒钟的固化完全自动化生产系统需要一个不可接受的长队。与近红外技术、养护可以完成在不到三秒钟的时间,确保最大组件的温度不超过140°F,并且系统并不比普通鞋框(参见图1)。在这个配置中,完全自动化的涂层和养护设备,包括处理和油漆准备,不大于16 x 16英尺 2 。
图2。一个完全自动化的生产线的线路速度30英尺/分钟用于固化粉末涂料在门把手。
固化塑料组件。 通常,热敏部件,如塑料只能适当表面处理通过非凡的固化过程由于必要的低热固化条件。炉次45分钟左右经常是必需的。近红外技术,一个等价的固化过程可以完成在不到一分钟。三维表面这样的短固化时间也可能像保险杠,过程时间会大大降低。精确和高度复杂的近红外模块、路由和机械控制,有必要实现所需的一致的表面温度在整个组件的表面。
修理汽车表面缺陷。 所使用的传统技术修复表面缺陷检测在汽车生产线(1到2%的缺陷)通常包括一个10 - 20分钟的固化过程,使用红外(IR)面板加热器的以确保正确地治愈和blister-free表面。这个方法中断连续汽车生产过程,为受损的车辆必须从行中删除并放在特殊的“现场修理”展位。与近红外技术,一种小型手持设备,最初的开发与巴伐利亚汽车制造商协会,可以用来实现一个等价的固化过程在15到45秒micro-spot缺陷,根据缺陷的类型、身体面积和汽车类型。现场维修养护过程提供了完全控制闭环热处理。它甚至决定所需养护档案的具体缺陷,确保一致的、高质量的在线修复生产线上的表面缺陷。
高容量卷材涂料。 卷材涂料过程的一个重要组成部分,养护一直实施主要限制线能力。几十年来,气体对流烤箱一直主导着这部分的过程。虽然红外感应固化系统提供空间显著进展,天然气和电力之间的成本差导致偏爱使用烤箱。近红外技术的发展特别是设计要求制造条件的金属加工行业已经从根本上改变了形势。近红外烤箱固化有机,溶剂型、水性和粉末涂料已经安装在50多个卷材涂料生产线。
一个在线近红外系统,构成行业最强大的有机涂层固化炉,最近被放置在操作卷材涂料的欧洲领先的钢铁制造商之一。固化系统确保一致的生产和blister-free轻便外套(20µm干膜厚度)的线路速度600 fpm或每小时120吨。系统允许一个完整的固化过程在不到三秒钟的时间。
图3。这个在线近红外光谱系统最近的卷材涂料行上放置在操作欧洲领先的钢铁制造商之一。
时间的问题
无法找到超高速干燥/养护解决方案仅仅通过替换现有组件(包括更换的想法)。优化的超高速干燥/固化过程包括定义和精心控制的热强度、溶剂蒸发率、排烟和热空气/气体流量——所有这些都可以通过调整近红外技术具体应用。近红外热处理可以产生显著提升速度、效率和盈利能力。时间就是金钱,和近红外技术可以节省。
*技术可以通过AdPhos北美NIR-Near红外。关于近红外固化的更多信息,请访问www.eltosch.de。
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