Laki dobivajo nove naloge - Revija Mehanik in voznik
Transcription
Laki dobivajo nove naloge - Revija Mehanik in voznik
avtomobilski laki Laki dobivajo nove naloge V pripravi so laki, ki bodo hladili karoserijo in prihranili precej energije za pogon klimatskih naprav Laki že varujejo avtomobil pred praskami, ne morejo pa ga še varovati pred umazanijo, ker so laki z lotusovim efektom še premalo obstojni Avtomobilski laki in premazi v bodoče ne bodo dajali avtomobilski površini le sijaja in jo varovali pred zunanjimi vplivi, ampak bodo opravljali več dodatnih nalog. V pripravi je na primer avtomobilski lak, ki naj bi ga uporabljali predvsem pri električnih avtomobilih za zmanjševanje temperature v potniškem prostoru. Laki s tako imenovanim hladilnim pigmentom (cool pigment) bodo lahko zunanjo temperaturo karoserije vozila zmanjšali do 20 stopinj Celzija, kar pomeni, da se bo temperatura v potniškem prostoru zmanjšala za štiri stopinje Celzija. Poraba energije za hlajenje vozila na električni pogon se bo zaradi laka zmanjšala, kar bo povečalo doseg teh avtomobilov. Prvič je tak lak predstavila kemijska družba BASF leta 2011 – z njim je bil prebarvan konceptni avto Smart forvision, ki je imel vgrajene tudi sončne celice –, a bo trajalo še nekaj časa, da bo novost primerna za serijsko uporabo. Za zdaj jim še Zaščitni laki ne smejo biti niti pretrdi niti premehki. Če so pretrdi, postanejo hitro hrapavi in razpokajo, če pa so premehki, niso dovolj odporni priti praskam, kemikalijam in gorivu. 4 Mehanik in voznik • februar 2013 ne uspe povsem zadovoljivo enakomerno razporediti pigment v laku po karoserijskem delu. Lakom podobne so prevleke za steklo: tanek prosojni film iz organskih polimerov odbija infrardeče žarke in hladi notranjost vozila. Po trditvah proizvajalcev lakov imajo veliko prihodnost avtomobilski laki, ki bodo sposobni ustvarjati posebne barvne efekte. Prav temu področju posvečajo v tovarnah avtomobilskih lakov veliko razvojno pozornost. Iščejo nove pigmente in materiale, s katerimi lahko dosežejo posebne efekte. Po drugi strani pa skušajo zagotoviti lakom večjo odpornost proti praskam, kakršne na primer povzročajo krtače v avtomobilskih pralnicah ali pesek. En del razvoja je usmerjen v izdelavo lakov s čedalje tršimi površinami, ki so odporne proti praskam (ne pa seveda proti globo- TONE MRAK Foto BASF kim poškodbam, kakršne lahko povzročijo pobalini že z avtomobilskim ključem), drugi del pa v razvoj lakov, pri katerih se med strjevanjem (sušenjem) tvori v njegovi masi posebna struktura nanodelčkov, ki dolgotrajno preprečujejo praske. temperaturi okoli 140 stopinj Celzija. Kljub zahtevnem postopku nanašanja ne bo treba prilagajati ali spreminjati lakirnih naprav, kakršne so v uporabi zdaj. Prvi je začel serijsko uporabljati ta lak Daimler pri nekaterih svojih modelih avtomobilov. Zaščitni prozorni lak s strukturo nanodelčkov je dobil v laboratorijih BASF oznako iGloss. Standardni avtomobilski prozorni zaščitni laki so sestavljeni izključno iz organskih polimerov, ki imajo dolge in razvejane verige molekul umetnih materialov. Lak iGloss pa je hibriden lak: ima od pet do deset odstotkov anorganskega materiala, kakršen so na primer zelo trdi in proti praskam odporni silikatni nanodelčki; iz njih se tvori grozd iz malo atomov, ki je po laku homogeno in gosto razporejen kot mreža. Različni sestavni deli laka so med seboj elastično spojeni. Prav spajanje organskih in anorganskih materialov je pri razvoju tega laka predstavljalo največji izziv (lak so razvijali pet let!), ker je bilo treba doseči, da se anorganski deli povsem homogeno razporedijo po laku. Ta posebna nanostruktura laka se tvori, če je v laku posebno trdilo in čeje lak nanesen na površino skupaj s posebnim katalizatorjem pri Zaradi elastičnosti lak odskoči v prvotno lego (do 90 odstotkov), če ga na primer »upogne« krtača v pralnici. Pri obstoječih lakih, ki so bolj odporni proti praskam, je ta možnost zgolj 70-odstotna. Pri novem laku iGloss sicer tudi ostane praska mikro velikosti, ki pa je zaradi manjše globine nevidna. Lak je »odporen« proti praskama najmanj deset let, zagotavljajo predstavniki družbe BASF, ki trdijo, da ima tudi večjo odpornost proti drugim vplivom (sonce, toplota, voda) in obdrži sijaj dvakrat dlje kot drugi laki. Veliko je bilo napovedi, da bodo lahko pri lakih uporabili tako imenovan lotusov efekt – pojav, zaradi katerega se na površini ne nabira umazanija. Lake s takšno strukturo, ki bi omogočala, da se lak sam čisti, so sicer že razvili, vendar efekt ni obstojen, ne deluje dalj časa, zato za avtomobilske lake še ni uporaben. Struktura laka še ni odporna proti Končna kontrola lakov v lakirnici: prozorni lak tvori zgornjo plast, ki ščiti avto pred zunanjimi vplivi. Zaščitni lak varuje pred praskami Avtomobilski laki so naneseni na površino v štirih slojih, ki so skupaj debeli približno 100 mikrometrov. • Prozoren lak ščiti pred zunanjimi vplivi. Prozoren lak • Osnovni (bazni) lak daje barvni odtenek. Osnovni lak • Polnilec izravna neravnine. Polnilec • Katodno lakiranje s potapljanjem preprečuje korozijo. pni lak Katodno poto Lak se vrne v prvotno stanje. Praske se pri laku iGloss izravnajo do 90 odstotkov (pri drugih zaščitnih lakih do 70 odstotkov). Lak iGloss ima 90 do 95 odstotkov organskega materiala, ki daje laku elastičnost in prilagodljivost. V to organsko matrico pa je dodanih pet do deset odstotkov anorganskega materiala, ki daje laku trdost in odpornost proti praskam. Dodatek iz silikatnih nano delčkov se elastično poveze z organskim materialom in tvori nekakšno vzmetno površino. Globina praske, ki jo na primer povzroči krtača, se zaradi vzmetnega učinka vrne do 90 odstotkov v prvotno stanje, zato prask ni opaziti. Drugi laki imajo sposobnost elastičnega vračanja v prvotno stanje (instant reflow) do 70 odstotkov. V prozornem laku iGloss so anorganski silikatni delčki položeni v elastično anorgansko polimerno matrico. Krtače v pralnicah pritiskajo na prozorni lak in se vdrejo vanj. abraziji in vremenskim vplivom, zato bo treba avtomobile še nekaj časa prati tako kot doslej. Veliko sprememb pričakujejo in napovedujejo pri sami uporabi lakov. Pri nanosu premazov in lakov porabijo v tovarnah avtomobilov veliko energije. Kar 70 odstotkov vse porabljene energije pri sestavljanju avtomobilov gre na račun zaščite in lakiranja avtomobilskih delov. Napovedujejo, da se bo ta energetski delež z novimi laki oziroma izboljšanim integriranim procesom nanosa lakov lahko zmanjšal za 20 odstotkov, kar bi tovarnam prineslo velike prihranke. Integriran proces pomeni, da so posamezni procesi združeni. Zdaj za obdelavo karoserije uporabljajo 15 različnih procesov: od čiščenja Avtomobilski laki so izpostavljeni številnim škodljivim vplivom. Največjo škodo povzročijo majhne praske na prozornem zunanjem laku, ki nastajajo predvsem pri čiščenju avtomobilov. Razvoju teh zaščitnih lakov namenjajo proizvajalci največ pozornosti. Kakor hitro popusti pritisk, se začne lak vračati v prvotno stanje. karoserije in razmaščevanja do fosfatiranja in nanosov korozijske zaščite, od predhodne obdelave karoserije do katodnega potopnega lakiranja, nanosa več vrst različnih lakov … Te procesne korake skušajo skrajšati in jih združiti. V laboratorijih jim to že Laki bodo morali opravljati čedalje več novih nalog. Laki s hladilnim pigmentom na primer zmanjšujejo temperaturo v potniškem prostoru. Ko so jih predstavili prvič, so jim dodali še sončne celice. uspeva, preden pa jih bodo obvladali v tovarnah, bo preteklo še nekaj časa. S posebnimi laki premazano steKo bodo zreli za serijsko uporabo, se klo odbija infrardeče žarke in hladi bo v tovarnah avtomobilov skrajšal čas, ki ga potrebujejo za obdelavo in površino. lakiranje karoserij, manj škodljivi pa bodo ti procesi tudi za okolje. Končno podobo dobi pločevina avtomobila šele, ko se zvrsti 15 postopkov obdelave. Posamezne postopke skušajo združiti, da bi prihranili pri času. Pri izdelovanju avtomobilov porabijo največ energije za obdelavo karoserijske pločevine. Z integriranimi procesi obdelave, ki so jih v laboratorijih že razvili, naj bi prihranili precej energije. Mehanik in voznik 5