ما هو الطلاء الصناعي وكيف يتم تطبيق الطلاء (1)

1. تلوين

-التعريف: الطلاء هو مصطلح عام للعمليات التي يتم إجراؤها لتشكيل طبقة طلاء باستخدام الطلاء لغرض تغطية سطح جسم ما للحماية والجماليات، وما إلى ذلك.

-الغرض: إن الغرض من الطلاء ليس فقط من أجل الجماليات، ولكن أيضًا من أجل الحماية، وبالتالي تحسين جودة المنتج.

1) الحماية: تتكون معظم المواد الأساسية في صناعة السيارات من صفائح فولاذية، وعندما تُصنع السيارة باستخدام صفيحة فولاذية كغطاء، فإنها تتفاعل مع الرطوبة أو الأكسجين في الهواء مُسببةً الصدأ. والهدف الرئيسي من الطلاء هو حماية السيارة من خلال منع هذا الصدأ.

٢) الجمالية: يتميز شكل السيارة بتنوع أسطحها وخطوطها، كالأسطح ثلاثية الأبعاد، والأسطح المستوية، والأسطح المنحنية، والخطوط المستقيمة، والمنحنيات. يُضفي طلاء هذا الشكل المعقد إحساسًا بالألوان التي تتناغم مع شكل السيارة، مما يُحسّن من جمالها في الوقت نفسه.

3) تحسين القدرة التسويقية: يوجد حاليًا أنواع مختلفة من السيارات في السوق، ولكن عند مقارنة السيارات ذات الشكل الموحد والوظيفة نفسها، على سبيل المثال، تبدو السيارة ذات الطلاء ثنائي اللون أفضل. وبالتالي، تزداد قيمتها مع زيادة الطلاء. لذا، يُعدّ تحسين قيمة المنتج من خلال الطلاء أحد الأهداف. إضافةً إلى ذلك، تزداد الحاجة إلى متانة الهيكل الخارجي للسيارات نظرًا للتغيرات البيئية السريعة الأخيرة. فعلى سبيل المثال، يتزايد الطلب على الدهانات الوظيفية التي تحمي طبقة الطلاء من التلف الناتج عن الأمطار الحمضية وتدهور اللمعان الأولي بسبب فرش غسيل السيارات الآلية، مما يُحسّن القدرة التسويقية.يتم استخدام كل من الطلاء الآلي والطلاء اليدوي حسب متطلبات جودة الطلاء.

2. تركيبة الطلاء: تركيبة الطلاء: الطلاء عبارة عن سائل لزج يتم فيه خلط (توزيع) المكونات الثلاثة من الصبغة والراتنج والمذيب بشكل متجانس.

الصبغة: مسحوق ملون لا يذوب في المذيبات أو الماء. وتختلف عن الأصباغ السائلة في أنها تنتشر على شكل جزيئات غير قابلة للذوبان في الماء أو المذيبات. يتراوح حجم الجزيئات من بضعة ميكرومترات إلى عشرات الميكرومترات. كما توجد بأشكال متنوعة، مثل الشكل الدائري، والشكل العصوي، والشكل الإبري، والشكل المتقشر. وهي مسحوق يُضفي اللون (قوة التلوين) وقوة التغطية (القدرة على تغطية سطح الجسم وإخفائه عن طريق التعتيم) على طبقة الطلاء، وهناك نوعان: غير عضوي وعضوي. تُستخدم الصبغات، وأصباغ التلميع، وأصباغ التمديد لتحسين ملمس السطح. أما الدهانات عديمة اللون والشفافة فتُسمى بالدهانات الصافية، وذلك عند استبعاد الصبغات من مكوناتها.

يُستخدم لإضفاء المزيد من اللمعان على طبقة الطلاء.

1) وظيفة الصبغة

* أصباغ الألوان: تمنح اللون، وتخفي العيوب

انطلق. الأصباغ غير العضوية: وهي في الأساس أصباغ طبيعية مثل الأبيض والأصفر والبني المحمر. وهي مركبات معدنية مثل الزنك والتيتانيوم والرصاص والحديد والنحاس، وغيرها. تتميز عمومًا بمقاومة ممتازة للعوامل الجوية والحرارة، وخصائص تغطية رائعة، ولكنها أقل وضوحًا من الأصباغ العضوية من حيث حيوية اللون. لا يُستخدم الصبغ غير العضوي وحده في طلاء السيارات. علاوة على ذلك، ومن منظور منع التلوث البيئي، لا تُستخدم حاليًا الأصباغ التي تحتوي على معادن ثقيلة ضارة مثل الكادميوم والكروم.

الصبغة العضوية: تُصنع هذه الصبغة عن طريق التخليق العضوي من خلال تفاعل كيميائي دوري، وهي مادة تتكون من مركب معدني أو من مواد طبيعية. عمومًا، لا تتمتع بخاصية تغطية جيدة، ولكن نظرًا لأنها تُنتج لونًا واضحًا، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في طلاء السيارات بألوان زاهية، سواء كانت ألوانًا صلبة أو معدنية أو ميكا.

* صبغة مضادة للصدأ: لمنع الصدأ

* صبغة التمديد: يمكن الحصول على طبقة طلاء صلبة، مما يمنع تحلل طبقة الطلاء ويحسن المتانة.

- الراتنج: سائل شفاف يربط بين جزيئات الصبغة، ويمنح طبقة الطلاء لمعانًا وصلابةً وتماسكًا. يُعرف أيضًا باسم المادة الرابطة. وتعتمد خصائص جفاف طبقة الطلاء ومتانتها بشكل كبير على خصائص الراتنج.

1) الراتنج الطبيعي: يتم استخراجه أو إفرازه بشكل رئيسي من النباتات ويستخدم في الدهانات مثل الورنيش الزيتي والورنيش واللك.

٢) الراتنج الصناعي: هو مصطلح عام يشمل الراتنجات المصنعة من خلال تفاعلات كيميائية باستخدام مواد خام كيميائية متنوعة. وهو مركب عضوي ذو وزن جزيئي كبير جدًا مقارنةً بالراتنجات الطبيعية. وينقسم الراتنج الصناعي إلى نوعين: الراتنجات الحرارية (التي تلين وتذوب عند تسخينها) والراتنجات المتصلبة حراريًا (التي تتصلب بتفاعل كيميائي عند تسخينها، ولا تلين أو تذوب حتى عند تسخينها مرة أخرى بعد التبريد).

- المذيب: هو سائل شفاف يذيب الراتنج ليسهل مزج الصبغة والراتنج. بعد الطلاء، يتبخر مثل المخفف ولا يبقى على طبقة الطلاء.

Cالرسم الفني

1. نظرة عامة وتعريف الدهاناتمن منظور توفير خصائص مقاومة الصدأ والجمال، لعبت دهانات السيارات دورًا هامًا في تحسين تسويق السيارات من خلال تطبيق أحدث التقنيات المتاحة. وفيما يلي، تم تصميم الدهانات وأنظمة الطلاء لتحقيق هذه الخصائص بأقل تكلفة ممكنة.

تتميز الدهانات عمومًا بسيولة عالية، ولها خاصية التغطية على سطح الجسم المراد طلائه، حيث تُشكّل طبقة متصلة (طبقة الطلاء) خلال عمليتي التجفيف والتصلب. وبناءً على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لطبقة الطلاء المتكونة بهذه الطريقة، تُكسب الجسم المراد طلائه خصائص مقاومة الصدأ والمرونة.

2. عملية طلاء السياراتلتحقيق جودة طلاء السيارة المستهدفة بأكثر الطرق اقتصادية، يتم تحديد عملية الطلاء ومواصفاته، وتُخصص كل خاصية مهمة لطبقة الطلاء الناتجة في كل عملية. إضافةً إلى ذلك، ولأن خصائص طبقة الطلاء تعتمد على جودة عملية الطلاء، يُصمم الطلاء المستخدم في كل عملية بحيث يُحقق أقصى استفادة من وظيفته الرئيسية مع مراعاة ظروف العملية.يتم التحكم في عملية التطبيق بشكل صارم في ورشة الطلاء.

تُعدّ العملية المذكورة أعلاه نظام طلاء ثلاثي أو رباعي الطبقات، وهو الأكثر شيوعًا في طلاء الألواح الخارجية للسيارات. وتؤدي طبقة الطلاء المتكونة في كل عملية الوظائف التي سيتم شرحها لاحقًا، مما يُرسّخ جودة طلاء السيارات كنظام طلاء متكامل. في الشاحنات والمركبات الخفيفة، يُستخدم أحيانًا نظام طلاء ثنائي الطبقات، حيث يتم الاستغناء عن خطوة وسيطة. كما يُمكن في السيارات الفاخرة تحقيق جودة أفضل بتطبيق الطبقة الوسيطة أو النهائية مرتين.

كما تم مؤخراً دراسة وتطبيق عملية لتقليل تكلفة الطلاء من خلال دمج عمليات الطلاء المتوسطة والعليا.

- عملية معالجة السطح: تُحسّن هذه العملية مقاومة الصدأ عن طريق كبح تفاعل تآكل المعدن وتعزيز التماسك بين الطبقة الأساسية (طبقة الترسيب الكهربائي) والمادة (الركيزة). يُعدّ فوسفات الزنك حاليًا المكوّن الرئيسي لهذه الطبقة، وتُعتبر طريقة المعالجة بالغمر هي الطريقة الشائعة، مما يُتيح معالجة الأجزاء ذات التركيبات المعقدة بكفاءة. وبالتحديد، في الترسيب الكهربائي الكاتيوني، تُضاف معادن أخرى غير الزنك، مثل الحديد والنيكل والمنغنيز، إلى الطلاء لزيادة مقاومة التآكل.

- طلاء الترسيب الكهربائي (طبقة أساس الترسيب الكهربائي من نوع الكاثيون): تشترك الطبقة السفلية بشكل أساسي في وظيفة منع الصدأ. بالإضافة إلى خصائصها الممتازة في مقاومة الصدأ، يتميز طلاء الترسيب الكهربائي الكاتيوني القائم على راتنج الإيبوكسي بالمزايا التالية في طلاء السيارات السفلي: ① عدم وجود انحلال للطبقة المعالجة بفوسفات الزنك أثناء عملية الترسيب الكهربائي. ② تأثير مثبط لتفاعل التآكل نتيجة لقاعدية بنية الراتنج. ③ خاصية ممتازة لمقاومة الصدأ بفضل الحفاظ على الالتصاق الناتج عن مقاومة راتنج الإيبوكسي العالية للقلويات.

1) مزايا الترسيب الكهربائي الكاتيوني

* حتى الأشكال المعقدة يمكن تغطيتها بطبقة ذات سمك موحد

* قدرة اختراق داخلية ممتازة في الأجزاء والمفاصل المعقدة.

*الطلاء الآلي

* سهولة صيانة وإدارة الخط.

* سهولة جيدة في عملية الطلاء.

* يمكن تطبيق نظام غسيل المياه ذو الدائرة المغلقة بتقنية الترشيح الفائق (يؤدي إلى تقليل فقدان الطلاء وتقليل تلوث مياه الصرف الصحي).

* محتوى منخفض من المذيبات وتلوث هواء منخفض.

* إنه طلاء مائي، وبالتالي فإن خطر نشوب حريق ضئيل.

2) طلاء الترسيب الكهربائي الكاتيوني: هو في الأساس راتنج بولي أميني يُحضّر بإضافة الأمينات الأولية إلى الأمينات الرباعية إلى راتنج الإيبوكسي. يُعادَل هذا الراتنج بحمض (حمض الخليك) ليصبح قابلاً للذوبان في الماء. إضافةً إلى ذلك، تعتمد طريقة معالجة طبقة الطلاء على تفاعل ربط اليوريثان باستخدام إيزوسيانات محجوب كعامل معالجة.

3) تحسين وظيفة طلاء الترسيب الكهربائي: ينتشر في جميع أنحاء العالم كطبقة أساسية للسيارات، لكن البحث والتطوير مستمران لتحسين ليس فقط جودة مقاومة التآكل للسيارة بأكملها ولكن أيضًا جودة التجصيص.

* وظيفة منع الصدأ/طبقة واقية

انطلق. يتميز بخاصية طلاء فائقة، ومقاومة عالية لاختراق المفاصل، ومقاومة للتقشر.

أنت. قدرة صفائح الفولاذ المقاومة للصدأ (مقاومة الالتصاق بالماء، مقاومة الدوران)

التصلب في درجات الحرارة المنخفضة (تحسين مقاومة الصدأ للأجزاء المطاطية، إلخ).

* وظيفة تجميلية/زخرفي

خصائص طلاء خشونة الصفيحة الفولاذية (تساهم في تحسين النعومة واللمعان، إلخ).

مقاومة الاصفرار (منع اصفرار الطبقة العلوية البيضاء)

- الطبقة الوسيطة: تلعب الطبقة الوسيطة دورًا مساعدًا لتعزيز وظيفة منع الصدأ للطبقة التحتية (الترسيب الكهربائي) ووظيفة التجصيص للطبقة النهائية، كما أنها تُحسّن جودة الطلاء لنظام الطلاء بأكمله. بالإضافة إلى ذلك، تُساهم عملية الطلاء الوسيطة في تقليل عيوب الطلاء لأنها تُغطي إلى حد ما العيوب التي لا مفر منها في الطبقة التحتية (الخدوش، التصاق الغبار، إلخ) في خط الطلاء الفعلي.

الطلاء الوسيط هو نوع يستخدم راتنج البوليستر الخالي من الزيت كمادة أساسية، ويتم معالجته حرارياً بإضافة راتنج الميلامين، ومؤخراً اليوريثان (Bl). ولتحسين مقاومة التقشر، يُطلى الطلاء التمهيدي المقاوم للتقشر أحياناً بطبقة رطبة على طبقة رطبة في منتصف عملية المعالجة الأولية.

1) متانة الطبقة الوسيطة

* مقاومة للماء: امتصاص منخفض ويمنع ظهور البثور

* مقاومة التكسر: تمتص طاقة الصدمة عند قذف الحجر وتقلل من الضرر الذي يلحق بطبقة الطلاء مما يؤدي إلى الصوت وتمنع حدوث التآكل.

* مقاومة العوامل الجوية: تدهور أقل بسبب الأشعة فوق البنفسجية، ويمنع تقشر الطبقة العلوية عند تعرضها للعوامل الجوية.

2) وظيفة التجصيص للطبقة الوسيطة

* خاصية الطبقة التحتية: تساهم في تنعيم السطح الخارجي النهائي عن طريق تغطية خشونة سطح طبقة الترسيب الكهربائي

* مقاومة المذيبات: من خلال كبح انتفاخ وانحلال الطبقة الوسيطة بالنسبة لمذيب الطبقة العلوية، يتم الحصول على جودة مظهر عالية التباين.

* تعديل اللون: عادةً ما تكون الطبقة الوسطى رمادية، ولكن في الآونة الأخيرة أصبح من الممكن وضع طبقة علوية ذات خصائص إخفاء منخفضة عن طريق تلوينها (مثبت اللون).

3) طلاء وسيط

*المواصفات المطلوبة للطبقة الوسيطة: مقاومة التقشر، قدرة على تغطية الطبقة الأساسية، التصاق جيد بطبقة الترسيب الكهربائي، نعومة السطح، عدم فقدان الضوء، التصاق جيد بالطبقة النهائية، مقاومة التلف الناتج عن الضوء

- الطبقة النهائية: تتمثل الوظيفة الأساسية للطبقة النهائية في توفير خصائص تجميلية وحماية السيارة والحفاظ عليها. وتشمل هذه الخصائص جودة اللون، ونعومة السطح، واللمعان، وجودة الصورة (قدرة الطبقة النهائية على إبراز صورة الجسم بوضوح). بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الطبقة النهائية القدرة على حماية المظهر الجمالي للسيارات والحفاظ عليه لفترة طويلة.

- الطبقة النهائية: تتمثل الوظيفة الأساسية للطبقة النهائية في توفير خصائص تجميلية وحماية السيارة والحفاظ عليها. وتشمل هذه الخصائص جودة اللون، ونعومة السطح، واللمعان، وجودة الصورة (قدرة الطبقة النهائية على إبراز صورة الجسم بوضوح). بالإضافة إلى ذلك، تتطلب الطبقة النهائية القدرة على حماية المظهر الجمالي للسيارات والحفاظ عليه لفترة طويلة.

1) الطبقة العلوية: يتم تصنيف الألوان وفقًا لقاعدة الصبغة المستخدمة في الطلاء، وهي تنقسم إلى حد كبير إلى لون الميكا، واللون المعدني، واللون الصلب اعتمادًا على ما إذا كانت أصباغ الرقائق مثل رقائق مسحوق الألومنيوم مستخدمة أم لا.

* جودة المظهر: النعومة، اللمعان، الحيوية، ملمس الأرض

* المتانة: الحفاظ على اللمعان والحماية، تغيير اللون، البهتان

* الالتصاق: التصاق إعادة الطلاء، التصاق اللونين، الالتصاق بالوسط

مقاومة المذيبات

* مقاومة المواد الكيميائية

* الجودة الوظيفية: مقاومة لغسيل السيارات، مقاومة للأمطار الحمضية، مقاومة للتشقق

2) طلاء صديق للبيئة

　　　* طلاء عالي الصلابة: هذا طلاء عالي الصلابة يلتزم بلوائح المركبات العضوية المتطايرة، وهو نوع يقلل من كمية المذيبات العضوية المستخدمة. يتميز بملمس ممتاز على الأرض واستخدام راتنج منخفض الوزن الجزيئي.

* طلاء مائي: هذا نوع من الطلاء يقلل من كمية المذيبات العضوية المستخدمة، ويستخدم الماء (الماء النقي) كمخفف. يتطلب هذا النوع من الطلاء وجود وحدة تسخين مسبق (IR_Preheat) قادرة على تبخير الماء، مما يستلزم تعديلات في المنشأة، كما يتطلب جهاز الرش استخدام قطب كهربائي.

3) طلاء وظيفي

* نظام الربط المتشابك المعقد (CCS)، طلاء من نوع الربط المتشابك المعقد: هو نوع من راتنج اليوريثان (الأيزوسيانات) أو السيلان الذي يتم فيه استبدال جزء من راتنج الميلامين، المعرض للأمطار الحمضية في نظام راتنج الأكريليك/الميلامين، وتحسين مقاومة الأحماض والخدوش.

* نظام الربط المتشابك الجديد (NCS): طلاء غير قائم على الميلامين، مصنوع بتقنية معالجة الإيبوكسي الحمضي على راتنج الأكريليك. يتميز بمقاومة ممتازة للأحماض والخدوش والبقع.

- سهولة تطبيق الطبقة النهائية: لتحقيق نتائج اقتصادية ودقيقة في تطبيق الطبقة النهائية، من الضروري ضمان سهولة تطبيق الطلاء (الرش، الانسيابية، المسامية، النعومة، إلخ). ولتحقيق ذلك، من المهم ضبط لزوجة الطلاء خلال عملية تكوين الطبقات المتعددة، بدءًا من الطلاء وحتى التجفيف والتصلب. كما تُعدّ ظروف بيئة الطلاء، كدرجة الحرارة والرطوبة وسرعة الرياح داخل كابينة الطلاء، عوامل مهمة أيضًا.

1) لزوجة الراتنج: الوزن الجزيئي، التوافق (معامل الذوبان: قيمة SP)

2) الصبغة: امتصاص الزيت، تركيز الصبغة (PWC)، حجم الجسيمات المتشتتة

3) الإضافات: عامل اللزوجة، عامل التسوية، عامل إزالة الرغوة، مثبط فصل الألوان، إلخ.

4) سرعة التصلب: تركيز المجموعات الوظيفية في الراتنج الأساسي، وتفاعل عامل الربط المتشابك

بالإضافة إلى ذلك، يؤثر سُمك طبقة الطلاء بشكل كبير على المظهر النهائي للطبقة العلوية. ومؤخرًا، مكّن استخدام عامل لزج هيكلي مثل الميكروجيل من تحقيق كلٍ من الانسيابية والتسوية، كما حسّن الطلاء السميك المظهر النهائي.

​

- مقاومة الطبقة العلوية للعوامل الجوية: على الرغم من تعرض السيارات لبيئات مختلفة، فإن الطبقة العلوية تتعرض لتأثير الضوء والماء والأكسجين والحرارة وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك، تحدث عدد من الظواهر غير المرغوب فيها التي تضر بالمظهر الجمالي.

1) الظواهر البصرية

* تدهور اللمعان: تتضرر نعومة سطح طبقة الطلاء، ويزداد انعكاس الضوء المنتشر من السطح. يُعدّ تركيب الراتنج عاملاً مهماً، ولكن للصبغة تأثير أيضاً.

* تغير اللون: يتغير لون الطبقة الأولية تبعًا لعوامل تقادم الصبغة أو الراتنج في طبقة الطلاء. بالنسبة لتطبيقات السيارات، يُنصح باختيار الصبغة الأكثر مقاومة للعوامل الجوية.

2) الظواهر الميكانيكية

* التشققات: تحدث التشققات في الطبقة السطحية لطبقة الطلاء أو في طبقة الطلاء بأكملها نتيجة لتغيرات في خصائصها الفيزيائية بسبب الأكسدة الضوئية أو التحلل المائي (انخفاض الاستطالة، والالتصاق، وما إلى ذلك) والإجهاد الداخلي. وتكثر هذه التشققات في طبقات الطلاء المعدنية الشفافة، ولذا، بالإضافة إلى تعديل خصائص طبقة الطلاء الفيزيائية من خلال ضبط تركيبة راتنج الأكريليك، يُعد استخدام مادة ماصة للأشعة فوق البنفسجية ومضادة للأكسدة فعالاً.

* التقشير: يتم تقشير طبقة الطلاء جزئيًا بسبب انخفاض في التصاق طبقة الطلاء أو انخفاض في الخصائص الريولوجية، وتأثير القوى الخارجية مثل تناثر أو اهتزاز الأحجار.

3) ظاهرة كيميائية

* التلوث بالبقع: إذا التصق السخام أو جثث الحشرات أو الأمطار الحمضية بسطح طبقة الطلاء، فسيتلطخ الجزء ويتغير لونه إلى بقع. لذا، من الضروري استخدام صبغة وراتنج مقاومين للخدش والقلويات. ومن أسباب استخدام الطلاء الشفاف على اللون المعدني حماية مسحوق الألومنيوم.

- التحديات المستقبلية للطبقة النهائية: تزداد أهمية الجوانب الجمالية والتصميمية في تحسين الخصائص التجارية للسيارات. ومع تنوع المتطلبات وتغير المواد المستخدمة، كالبلاستيك، يصبح من الضروري الاستجابة للمتطلبات الاجتماعية، مثل تدهور البيئة المحيطة بالسيارات والحد من تلوث الهواء. وفي ظل هذه الظروف، يجري النظر في استخدام طبقات نهائية متنوعة للسيارات المستقبلية.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على عمليات طلاء السيارات النموذجية ونرى أين تبرز أهمية انتقال الحرارة والكتلة. فيما يلي عملية طلاء السيارات العامة.

① المعالجة المسبقة

٢- الترسيب الكهربائي (الطبقة التحتية)

③ طلاء مانع التسرب

④ الطبقة السفلية

⑤ لوحة شمعية

⑥ برايمر مضاد للتشقق

⑦ برايمر

⑧ طبقة علوية

⑨ إزالة العيوب والتلميع

تستغرق عملية تصنيع السيارات حوالي 20 ساعة، منها 10 ساعات، أي نصف المدة، وهي المدة التي تستغرقها العملية المذكورة أعلاه. ومن أهم هذه العمليات: المعالجة الأولية، والطلاء بالترسيب الكهربائي (الطبقة التحتية)، والطلاء التمهيدي، والطلاء النهائي. دعونا نركز على هذه العمليات.