Статья на тему: Подготовка поверхности к окраске
статья

СПб ГБПОУ «Автомеханический колледж»

Статья на тему:

«Подготовка поверхности к окраске»

Исполнитель:

Мастер производственного

обучения

Булычев К.А.

г. Санкт-Петербург,

2021 г.

Содержание

1.1 Особенности заводской и ремонтной систем окраски ………………..3

1.2 Определение сложности повреждения и площади ремонта…………..8

1.3 Определение состава оригинального покрытия………………………..12

1.4  Выбор системы ремонта……………………………………………........13

1.1 Особенности заводской и ремонтной систем окраски

Окраска автомобиля — это сложный технологический процесс нанесения лакокрасочных материалов. Окраска может быть заводской и ремонтной.

Ремонтная система окраски — комплекс материалов, способов их применения, приемов и методов работы, объединенных в одну непрерывную технологию.

Соответственно ремонтная окраска должна производиться согласно технологии и с помощью правильного подбора материалов. Только строгое соблюдение всех этапов позволит воссоздать заводское лакокрасочное покрытие. Изучение технологии заводской окраски автомобиля поможет лучше понять, что необходимо делать в автомастерской при кузовном ремонте, почему нужно наносить именно эти материалы и именно в такой последовательности.

Система заводской окраски состоит из определенного числа слоев, каждый из которых обладает своим собственным качеством и выполняет определенную функцию — адгезия, цвет, блеск, коррозионная устойчивость. Толщина заводского покрытия зависит от конкретной марки и модели автомобиля (например, марка автомобиля — Nissan, модели марки Nissan — X-Trail, Patrol, Juke, Qashqai, Murano, Tiida, Pathfinder; марка автомобиля Peugeot, модели — 208, 308, 508; марка — Toyota, модели Avensis, Corolla, Camry, Prado, Prius, RAV4, и т.д.) и составляет в среднем 90…150 мкм.

Микрометр, или микрон, — дольная единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равна одной тысячной доли миллиметра, т.е. в 1 мм 1000 мкм).

В открытых источниках можно найти информацию о толщине заводских покрытий различных марок и моделей автомобилей. Вышеуказанные данные о толщине покрытия 90…150 мкм достаточно усредненные, так как возможны отклонения для каждой марки и модели автомобиля. Факторов, от которых зависит толщина покрытия конкретного автомобиля, очень много, например место сборки, год выпуска, часто ли машина была на мойке и т.д.

Для лучшего понимания дальнейшего материала дадим определение и слову «адгезия».

Адгезия (лат. adhaesio — прилипание) — сцепление тел, поверхностей, разнородных веществ.

Различают три основных вида адгезии: физическую, механическую и химическую.

Физическая адгезия появляется, когда между соприкасающимися поверхностями образуется электромагнитная связь, например у магнита или при прилипании статически заряженных материалов.

Механическая адгезия — простейший вид адгезии, представляет собой механическое сцепление поверхностей за счет образования неровностей на этих поверхностях, таких как углубления, трещины, нанесенная абразивом риска. Пример механической адгезии — шлифование поверхности металла перед шпатлеванием, шпатлевка держится на поверхности за счет механической адгезии, поэтому нанесенные абразивом риски способствуют лучшему сцеплению.

Химическая адгезия — это связь веществ на атомном уровне. Лакокрасочные материалы, используемые при покраске автомобилей, взаимодействуют друг с другом как раз на молекулярном уровне, поэтому, чем выше показатель адгезии у составов, тем лучше. Ведь чем прочнее связи между пленкой лакокрасочного материала и подложкой, тем выше качество нанесенного покрытия.

В окрасочном производстве автомобилей важна адгезия специальных антикоррозионных смесей и красок, к тому же нужна плохая адгезия с водой. Есть факторы, улучшающие и ухудшающие адгезию. Для улучшения применяют различные грунты, очистители. Факторы, ухудшающие адгезию, — это пыль, смазки, жиры, масла, силиконы и т.д. (рис. 1.1).

Рис. 1.1.Различные загрязнения, имеющиеся на детали, влияющие на адгезию лакокрасочных покрытий:
I—III — слои ЛКП; 1 — влага; 2 — участки с адгезией покрытия; 3 — масло, силикон; 4 — пыль, грязь; 5 — субстрат

На рис. 1.1 видно, что на участках скопления грязи, жиров и влаги адгезия, т.е. сцепление материалов, отсутствует, что в дальнейшем приведет к появлению дефектов на лакокрасочных покрытиях. Например, попадание влаги ведет к коррозии, не удаленные масла и жиры способствуют кратерообразованию на поверхности лакокрасочного покрытия.

Процесс покраски на заводе построен оптимальным образом и включает ряд последовательных технологических процессов. На субстрат (подложка, основа, деталь) наносится первый слой — фосфатное покрытие или фосфатирующий грунт. Варианты субстратов: сталь, оцинкованная сталь, алюминий, пластик. Второй слой — это катафорезный грунт. Третий слой — грунт-наполнитель. Четвертый слой — финишное покрытие (рис. 1.2).

Рис. 1.2.Заводская система окраски

Рассмотрим основные этапы. Первой операцией обработки кузова является очистка специальным обезжиривающими растворами, так как чистота абсолютно необходима для адгезии последующих покрытий. Кузов опускается в очистную ванну, затем на него распыляют обезжиривающие растворы, после сушат. Далее производится химическая обработка в иммерсионной ванне (методом погружения), так называемое фосфатирование (обработка растворами солей фосфорной кислоты), при этом на поверхности кузова образуется фосфатная пленка толщиной примерно 5 мкм. Это обеспечивает высокий уровень защиты от коррозии и способствует адгезии последующих покрытий.

На производстве после фосфатирования следует операция пассивации.

Пассивация — технологический процесс защиты металлов от коррозии с помощью специальных растворов или процессов, приводящих к созданию оксидной пленки, которая служит своего рода барьером, благодаря которому коррозия сильно тормозится или полностью прекращается.

После этого кузов ополаскивают полностью деминерализованной водой (вода, в составе которой отсутствуют практически все виды солей) и сушат.

Затем производится катафорезное грунтование кузова (KTL-грунтование, нем. Kathodische Tauchlackierung — катодная окраска погружением).

Катафорез — перенос положительно заряженных частиц из жидкости, также называется электрофорезом (перемещение электрически заряженных частиц посредством электрического тока).

Кузов полностью погружается в положительно заряженную электролитическую ванну, содержащую грунт. Кузов подключен к минусу источника постоянного тока. В электрическом поле положительно заряженные частицы грунта под действием силового поля, равномерно распределяясь, осаждаются на отрицательно заряженном кузове. В результате образуется защитный противоокислительный и водонерастворимый слой, предотвращающий коррозию автомобиля. Этим способом отлично грунтуются все полости, щели, углы и т.д. При KTL-грунтовании толщина слоя составляет 20…30 мкм.

После очередного ополаскивания кузов проходит в течение примерно 15 мин через зону сушки при температуре 160…190°С. Поставляемые с завода оригинальные запасные части всегда имеют КТL-загрунтованный слой.

Герметизация осуществляется, чтобы предотвратить проникновение влаги в перехлесты панелей, стыковые соединения, сварные швы. Герметик представляет собой полиурентановую массу высокой вязкости и защищает зоны, уязвимые для коррозии. Также применяется специальный грунт, который защищает зоны, подверженные ударам камней, представляющий собой эластичный лак высокой вязкости, обычно наносимый на днище кузова и подколесные ниши.

Следующий этап заводской окраски — нанесение грунта-наполнителя для сглаживания незначительных неровностей на поверхности, а также для улучшения адгезии базового покрытия и повышения антигравийной защиты. Посредством специальных распылителей на электростатически заряженный кузов наносят также электростатически заряженные частицы грунта.

На производственной линии часто используются грунты с цветом, адаптированным к базовому слою. Преимущество этого заключается в том, что при последующем скалывании покрытия во время эксплуатации автомобиля сколы на поверхности менее заметны. Далее кузов сушат в течение 15 мин при температуре 150…170°С, затем удаляют с него пыль.

Последний этап — нанесение финишного покрытия или лакокрасочного слоя. При нанесении базового и лакового слоя используется тот же метод окрашивания, что и при грунтовании — электростатическое распыление. В специальных установках производится окрашивание лакокрасочными материалами в электрическом поле высокого напряжения.

Сущность электростатического способа заключается в распылении лакокрасочного материала с одновременным сообщением образующимся аэрозольным частицам электрического заряда, благодаря чему они равномерно осаждаются на противоположно заряженном изделии (под действием сил электрического поля). По значению и распространению в промышленности электростатическое распыление занимает одно из ведущих мест. Этот способ экономичен, обеспечивает хорошее качество покрытий, возможность автоматизации процесса и высокую производительность. Путем воздействия электрического поля на аэродинамичные частицы достигается практически полное осаждение распыляемого лакокрасочного материала на изделиях. Эффективность применения составляет около 90% (потери не более 10%).

Для автоматического окрашивания применяется высокооборотное ротационное распыление дисками или чашами. Скорость вращения распылителей — 1500…3000 об/мин. Установки включают камеру, оборудованную системой вентиляции, электростатические распылители, источник высокого напряжения, дозирующие устройства для подачи лакокрасочных материалов к распылителям, блок подготовки сжатого воздуха.

После нанесения базового слоя кузов проходит через зону сушки в течение 5 мин при температуре 50…70°С. Лак наносится таким же способом, как и базовый слой, толщина слоя около 40 мкм, после кузов также сушится. При заводской системе окраски в основном используются лаки с высоким содержанием твердых веществ (сухого остатка) (HS — High Solid), составляющего 65%.

Окончательный этап окраски на заводе — оценка качества покрытия в зоне проверки. Если все в порядке, сборка автомобиля может продолжаться.

Отметим различия заводской и ремонтной систем окраски. Несмотря на то, что цель у заводской и ремонтной окраски одна — это создание качественного лакокрасочного покрытия с присущими ему защитными и декоративными функциями, между ними существует ряд различий. Перечислим некоторые из них:

• в производстве окрашивают голый кузов без установленных деталей, обивки и т.д., при окрашивании в сервисном предприятии, за исключением случаев замены кузова, навесное оборудование не снимают, поэтому элементы, которые не подлежат окраске, маскируют;
• окрашивание в производстве всегда обеспечивает постоянную структуру окрасочного покрытия. Особые виды окрашивания обеспечивают одинаковое распределение частиц алюминия или слюды. Другими словами, окрашивание на заводе с помощью механизированных установок дает направленное ориентирование частиц алюминия (эффект «металлик»), частиц слюды (эффект «перламутр») и не может быть получено методами, которые используются при ремонтном окрашивании в автосервисах, так как при ремонтном окрашивании структура и вид окрашенной поверхности соответствуют квалификации специалиста по окраске автомобилей. Более того, недостаточная подготовка специалиста, проводившего покраску, может явиться причиной дефектов лакокрасочного покрытия автомобиля;
• еще одно различие — разница в температурном воздействии и продолжительности сушки. Для сушки кузова автомобиля мастерские оборудованы сушильными камерами, температура в которых не превышает 80°С; стандартный режим работы в такой камере — 60…70°С. В заводских условиях температура сушки может достигать 190°С.

1.2  Определение сложности повреждения и площади ремонта

Перед началом ремонта необходимо определить сложность повреждения, сделать это можно визуально и на ощупь, т.е. вручную.

Для визуальной оценки размеров и степени повреждения необходимо использовать лампы дневного света — отражаясь на поверхности, она помогает определить ее неровность. Оценивая поврежденный участок, необходимо посмотреть на него под разными углами (рис. 1.3).

Рис.

1.3.Определение повреждения переднего левого крыла с помощью лампы дневного света

Еще раз визуально оценить повреждение можно уже на этапе очистки детали, ремонтного участка специальными обезжиривающими растворами — очистителями (далее — обезжириватели). При нанесении обезжиривателя поверхность смачивают, и до момента вытирания салфеткой можно еще раз увидеть и оценить поврежденный участок, неровную поверхность. Соответственно, делать это надо быстро, до момента испарения обезжиривателя с поверхности детали.

Оценка на ощупь или вручную проводится следующим образом: необходимо провести ладонью по поврежденной поверхности во всех направлениях, при этом сильно не нажимая и сконцентрировавшись на ощущениях (рис. 1.4).

Рис. 1.4.Наиболее чувствительные области ладони

Чтобы оценить мелкие вмятины, рукой нужно покрывать большую площадь, захватывая и неповрежденный участок. Оценку данным способом лучше производить в хлопковой перчатке или через положенную между ладонью и оцениваемой поверхностью салфетку.

Далее определяем площадь ремонтируемой поверхности автомобиля. Четких и строгих критериев, определяющих вид ремонта в зависимости от площади, нет. Поэтому условно его можно разделить на локальный (частичный, точечный) и полный (комплексный) ремонт.

Локальный ремонт производится, когда необходимо окрасить небольшой по площади поврежденный участок кузова (как правило, это окраска методом плавного перехода). Данный вид ремонта осуществляется с максимальным сохранением заводского лакокрасочного покрытия. Другими словами, локальную окраску применяют, если есть небольшие повреждения, но остальная часть детали не повреждена. Локальная покраска — это сложный и кропотливый процесс. Сложность в первую очередь состоит в как можно более точном подборе цвета, а также в качестве нанесения материала, т.е. в практическом опыте мастера и используемом оборудовании, поскольку переход между заводским и ремонтным покрытием должен быть максимально незаметным.

Технология локального ремонта лакокрасочного покрытия автомобиля постоянно развивается, приобретая все новые нюансы и особенности. Она определяется текущим состоянием покрытия автомобиля, месторасположеним, а также площадью повреждения. Такой вид ремонта применим, если область повреждения лежит в непосредственной близости от молдинга, канта или углубления или если поврежденный участок находится близко к краю детали.

При большом расстоянии от края или при нахождении повреждения в центральной области детали, для того чтобы максимально скрыть следы ремонта, зону перехода придется делать очень обширной, заливая лаком всю деталь, потому что зоной полировки будет, по сути, вся деталь. Это не даст никакой экономии, и ремонт из бюджетного перейдет в категорию полноценного. Нельзя также локально красить повреждения на капоте, крыше, если на детали есть много мелких сколов. Также для локального ремонта некоторые виды покрытий являются наиболее сложными — это трехслойные покрытия, некоторые виды красок с эффектом «металлик» с очень крупными частицами.

В настоящее время в имеющихся справочниках, литературе нет точной информации в отношении локального ремонта. Это неудивительно, поскольку очень много критериев в оценке этого вида ремонта. Поэтому возможность применения технологии локальной покраски определяется в каждом конкретном случае индивидуально при непосредственном осмотре мастером. У технологии локальной покраски есть ряд преимуществ перед полной покраской, а именно:

• оптимальное соотношение цены и качества ремонта;
• сохранение целостности «родного» покрытия на неповрежденных участках;
• безупречный внешний вид, исключающий видимость следов ремонта;
• экономия рабочего времени и материалов;
• часто такой метод позволяет обойтись без трудоемких монтажных работ.

Полная покраска производится в следующих случаях:

• если деталь новая (например, при замене поврежденной детали) либо полностью восстановленная, либо в случае так называемого панельного ремонта — новое лакокрасочное покрытие наносится на всю деталь. Это самый распространенный вид окраски автомобиля. Полностью красят деталь, если повреждения составляют более 30% или в случаях, когда нельзя провести качественно локальную покраску — повреждения на капоте, крыше с множественными мелкими повреждениями (каждый случай рассматривается отдельно);
• если необходимо окрасить только наружную часть кузова либо наружную и внутреннюю части. Полная покраска применяется, если имеются значительные повреждения, занимающие большую площадь, как правило, если пострадало более 30% кузова. Процесс покраски автомобиля в таком случае почти не отличается от покраски отдельных деталей, но он более затратный как по времени, так и по средствам.

1.3   Определение состава оригинального покрытия

У лакокрасочного покрытия две основные функции:

• защитная — стойкость покрытия к воздействию агрессивных жидкостей (растворы солей, масла, бензин); УФ-стойкость, или светостойкость, — способность сохранять свои декоративные свойства под воздействием УФ-лучей; поверхность должна быть устойчивой к современным методам и средствам мойки и очистки; стойкость к истиранию, способность полироваться; стойкость покрытия к атмосферным осадкам — высокая адгезия, прочность при ударе, эластичность, твердость. Данная функция реализуется благодаря применению специальных грунтов;
• декоративная — лакокрасочное покрытие обеспечивает внешнюю привлекательность окрашенной поверхности благодаря приданию ей цвета, особой текстуры, блеска, глянца, специальных оптических свойств. Эти свойства достигаются за счет нанесения декоративных материалов — эмалей и лаков.

Определение состава лакокрасочного покрытия подразумевает визуальную оценку состояния кузова и экспертизу посредством специального прибора. Определить состав оригинального (заводского) покрытия в первую очередь мы можем визуально, оценивая структуру, блеск и другие характеристики старого покрытия.

Толщина красочного слоя, измеряемая специальным прибором — толщиномером, свидетельствует о том, крашен ли автомобиль. Толщина лакокрасочного слоя на новых автомобилях, как уже говорилось ранее, составляет примерно 90…50 мкм, но может варьироваться в зависимости о марки и модели. В первую очередь рекомендуется проверять толщиномером наиболее уязвимые в плане повреждений элементы кузова — задние и передние крылья, бамперы, пороги.

Еще один шаг в определении состава оригинального покрытия — это идентификация покрытия путем воздействия растворителя — сольвент-тест. Отметим лишь то, что данная процедура проводится обязательно перед началом работ, чтобы избежать возникновения дефектов на покрытии в дальнейшем.

Определение сложности ремонта и оценку повреждения производят для выбора системы ремонта, а также для определения трудоемкости работ с целью установления стоимости ремонта.

1.4  Выбор системы ремонта

Системы покраски бывают: одностадийными (однослойными), двухстадийными (двухслойными) и трехстадийными (трехслойными).

Одностадийная система покраски (рис. 1.5). Покрытие состоит из эмали одного типа, как правило, акриловой (рис. 1.6) или алкидной. Распознать акриловое покрытие можно следующим образом — при шлифовании образуется цветная (окрашенная) пыль.

Рис. 1.5.Одностадийное покрытие:
1 — подложка; 2 — финишное покрытиеРис. 1.6.Деталь, покрашенная акриловой эмалью

Двухстадийная система окраски. Покрытие состоит из базовой краски, выполняющей роль носителя цвета и различных визуальных эффектов, и лакового слоя, выполняющего защитную и декоративную функции. Окрашивание в два слоя применяется главным образом для создания эффекта «металлик». Распознавание — при шлифовании образуется белая пыль, т.е. вначале шлифованию подвергается самое верхнее покрытие — лак, соответственно образуется белая пыль (рис. 1.7).

Рис. 1.7.Двухстадийное покрытие:
1 — подложка; 2 — базовое покрытие; 3 — лаковый слой

Трехстадийная система окраски. Покрытие состоит из эмали, выполняющей функцию цветовой основы, полупрозрачной эмали с функцией цвета и визуальных эффектов и лакового слоя. Примером такой системы покраски может служить покраска с эффектом «перламутр». Распознавание — белая пыль при шлифовании (рис. 1.8).

Рис. 1.8.Трехстадийное покрытие:
1 — подложка; 2 — основной базовый слой; 3 — лаковый прозрачный базовый слой; 4 — лаковый слой

Для чего же необходима система? Систему ремонта можно сравнить со строительством дома, где первым шагом строительства является фундамент, в построении системы этим фундаментом является первичный грунт. Следующим шагом в строительстве дома является возведение стен, в системе — это грунт-наполнитель. Третий шаг — крыша. Как крыша дома защищает от непогоды и ненастья, так и финишное покрытие защищает кузов автомобиля от негативных воздействий окружающей среды. Какой дом без фундамента, без стен или без крыши? Ответ очевиден. Пропустишь один шаг, и вся система рухнет.

Рынок материалов в настоящее время изобилует большим ассортиментом. С помощью широкого ряда продуктов можно создавать самые разнообразные системы, удовлетворяющие специальным требованиям, для различных видов ремонта. Но, выбирая материалы, необходимо учитывать следующие факторы:

• материалы, входящие в состав ремонтной системы, должны отвечать следующим требованиям:

• хорошая адгезия;
• антикоррозийная защита;
• выравнивающая (заполняющая) способность;
• цвет, позволяющий провести незаметный ремонт;
• подходящий уровень блеска;
• долговечность;
• стойкость к воде, маслам, бензину, солнечным лучам, к любым температурам окружающей среды;

• тип ремонта:

• окраска новой детали;
• локальный ремонт;
• полная покраска кузова автомобиля;

• продолжительность ремонта (временные ограничения);
• требуемое качество;
• стоимость ремонта (состоятельность клиента).

Для того чтобы выбрать оптимальную систему ремонта, необходимо хорошо знать применяемые продукты и их характеристики. Не стоит забывать, что при выборе системы необходимо подбирать материалы в зависимости от типа субстрата (подложки) (сталь, оцинкованная сталь, алюминий или пластмасса) и от типа старого лакокрасочного покрытия (твердое или мягкое — определяется тестом на растворитель), а также учитывать совместимость используемых материалов между собой. Выделим несколько ключевых моментов:

• полиэфирную шпатлевку необходимо выбирать соответственно материалу подложки, в противном случае есть риск нарушения адгезии;
• нельзя наносить полиэфирную шпатлевку на кислотный (первичный) грунт — они химически несовместимы, между ними может возникнуть химическая реакция;
• при ремонте пластика необходимо выбирать правильный первичный грунт, иначе возникнет ненадлежащая химическая реакция и не будет адгезии;
• нельзя наносить базовое покрытие прямо на кислотный грунт — может возникнуть химическая реакция между ними;
• полиэфирную шпатлевку необходимо наносить только на голый металл, а не на старое лакокрасочное покрытие из-за разницы напряжений в слоях полиэфирной шпатлевки и старого лакокрасочного покрытия может возникнуть дефект оконтуривания и усадки;
• термопластичные, или мягкие, лакокрасочные покрытия должны быть изолированы — в противном случае может возникнуть оконтуривание либо подрыв покрытия.

После оценки повреждения, выбора метода и системы ремонта можно приступать непосредственно к подготовке.