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Magazine de l'industrie de la peinture et des revêtements: vers zéro problème de qualité de la peinture automobile avec surveillance et contrôle de la viscosité en temps réel

Vers zéro problème de qualité de la peinture automobile avec surveillance et contrôle de la viscosité en temps réel

À travers tous les progrès de la conception et de la fabrication automobiles au fil des ans, il y a eu une constante: l'esthétique du véhicule est un facteur essentiel dans les décisions d'achat des consommateurs. La cohérence, la qualité et la variété de la finition jouent un rôle primordial lors d'un achat. Les processus de revêtement et de finition automobiles utilisent des technologies de pointe pour produire des surfaces durables, des finitions de haute qualité, tout en maximisant l'efficacité et en respectant les réglementations environnementales. La quantité et la qualité de la peinture et du revêtement ont un impact évident sur les coûts de fabrication, de vente et d'entretien. Les problèmes de qualité peuvent rapidement entraîner une insatisfaction des clients, des rappels coûteux et des problèmes de responsabilité. Cependant, garantir une qualité de peinture et de revêtement correcte est facile et aussi simple qu'un simple clic.

Une bonne viscosité de la peinture est la clé d'une bonne qualité de finition. Les paramètres de performance sont tous directement liés à la viscosité du revêtement liquide au point d'application. Ceux-ci comprennent la construction du film de revêtement, l'efficacité du transfert de peinture, l'épaisseur et le dépôt du revêtement, la correspondance des couleurs, les qualités de surface finies et la résistance chimique. La viscosité est le principal facteur influençant l'épaisseur et l'adhérence du revêtement. Un contrôle approprié de la viscosité assure la qualité et la durée de vie du revêtement, aidant à répondre aux exigences les plus élevées en matière de qualité et de productivité du processus de peinture.

Dans les procédés de revêtement automobile modernes, le revêtement anti-éclats, l'apprêt surfaçant, la couche de base et la couche transparente sont généralement appliqués par pulvérisation, ce qui nécessite l'utilisation d'atomiseurs. La qualité de l'atomisation influence la qualité du revêtement pulvérisé. L'application par pulvérisation nécessite une viscosité aussi faible que possible pour optimiser l'atomisation. Cependant, si la viscosité est trop faible, un affaissement du film se produira sur les surfaces verticales, conduisant à une irrégularité du revêtement. Cela nécessite des finitions aux propriétés rhéologiques complexes. Ils doivent avoir une faible viscosité lors de la pulvérisation et une viscosité beaucoup plus élevée lorsque le matériau atterrit sur la surface à revêtir. De plus, la viscosité de la peinture dépend de la température, de sorte que le maintien de la qualité de finition nécessite de compenser la viscosité en fonction de la température ambiante du processus.

Traditionnellement, la viscosité dans les opérations de peinture par pulvérisation est effectuée à l'aide d'une coupelle d'efflux. L'opérateur remplit le gobelet de peinture et mesure le temps nécessaire pour que le gobelet se vide. Plus le temps est long, plus la viscosité est élevée. Cela se fait généralement à des intervalles de 15 minutes ou plus, de sorte que les écarts de viscosité de la peinture ne peuvent être détectés qu'après qu'une quantité considérable de peinture a été pulvérisée. De plus, le contrôle de la température des mesures en coupelle est difficile, voire impossible, ce qui conduit à des écarts éventuellement importants entre les valeurs mesurées et la viscosité réelle au point d'application.

En revanche, la surveillance de la viscosité d'un revêtement en ligne se traduit par une qualité de revêtement supérieure, des rendements accrus, des économies significatives dans l'utilisation de revêtements et de solvants et de minimiser les temps d'arrêt du processus de revêtement, par rapport aux mesures hors ligne traditionnelles avec la coupelle d'efflux.

La variation de température entraîne des changements de viscosité dans les matériaux de peinture, entraînant des différences structurelles ou un affaissement. Dans la plupart des systèmes de peinture, il existe une tendance à la sédimentation du liant et des composants pigmentaires contenus. Un matériau de peinture non homogène conduit inévitablement à un résultat de peinture inadéquat. Les composants de peinture déposés peuvent entraîner des blocages et le blocage progressif des lignes. Les composants de peinture écaillés entraînent des salissures du film de peinture. Le tableau 1 montre certains des défauts typiques de peinture et de revêtement de voiture, ainsi que leurs causes.

La cohérence du revêtement sur les lignes de peinture de l'usine peut être obtenue même sous des températures et des conditions d'évaporation variables grâce à l'automatisation du système de dosage avec un contrôleur utilisant des mesures de viscosité continues en temps réel.

Défis du processus de peinture et de revêtement

Les entreprises automobiles et les revêtements reconnaissent la nécessité de surveiller la viscosité, mais effectuer cette mesure en dehors du laboratoire a mis les ingénieurs de procédés et les services qualité au défi au fil des ans. Les viscosimètres rotatifs de laboratoire, les rhéomètres et les systèmes de surveillance de la température existants sont de peu de valeur dans les environnements de processus. La viscosité est directement affectée par la température, le taux de cisaillement, les conditions d'écoulement, la pression et d'autres variables qui sont très différentes pour les échantillons de laboratoire de ce qu'elles sont dans le processus réel. Les instruments traditionnels tels que les coupelles d'écoulement, les coupelles plongeantes, les viscosimètres rotatifs, les viscosimètres à cône et à plaques et les viscosimètres à bulles sont lents, demandent beaucoup de travail, prennent du temps et sont sujets à des inexactitudes.

Les peintures sont généralement fluidifiantes par cisaillement, ayant une viscosité plus faible à des taux de cisaillement plus élevés. Ceci est bénéfique pour les performances de la peinture, car il est important que la peinture soit appliquée comme une couche uniforme et qu'elle reste en place une fois appliquée. Mais les viscosimètres conventionnels n'atteignent pas les taux de cisaillement élevés trouvés dans le processus de pulvérisation, et ne peuvent donc donner qu'indirectement des informations sur les performances de la peinture au point d'application. La température est également une variable cruciale pour déterminer la viscosité, mais les mesures en coupelle n'ont ni mesure ni contrôle de la température, et ne peuvent donc pas être directement comparées à la température de pulvérisation réelle. Cela peut entraîner des variations de la qualité du revêtement lorsque la température du processus varie.

Mesure de viscosité en ligne précise et réactive

La mesure automatisée de la viscosité en ligne permet une surveillance continue de la peinture au point d'application. Il permet de contrôler la viscosité de la peinture pour assurer une qualité uniforme du produit fini. Viscosimètre SRV de Rheonics est un résonateur de torsion équilibré Viscosimètre de process compact en ligne avec mesure intégrée de la température du fluide (Figure 1). Avec un temps de mesure d'une seconde, il détecte en temps réel les fluctuations de viscosité dans le flux de processus, ce qui permet de prendre des mesures correctives dès que des écarts se produisent. La gestion de la viscosité en ligne avec le Rheonics SRV peut aider à atténuer les problèmes de revêtement de voiture les plus courants tels que la peau d'orange, le trouble et les marbrures, les variations de couleur et les éclats de solvant qui peuvent avoir un impact négatif sur la qualité de la finition de l'automobile.

 

SRV - 3/4 "NPT - Capteur de viscosité de processus en ligne pour les applications d'impression, de revêtement, de nourriture, de mélange et de broyage

FIGURE 1 : Viscosimètre en ligne Rheonics, SRV.

 

Le facteur de forme compact du SRV permet une installation directe dans la ligne de peinture, à proximité du point d'application. Le système reste fermé; la peinture n'a pas besoin d'être manipulée ou transférée pour effectuer une mesure de viscosité. Les capteurs à petit facteur de forme, adaptés aux environnements dangereux, facilitent l'installation et la maintenance. Il n'y a pas de consommables, d'échantillonnage et aucun nettoyage n'est nécessaire. La mesure est continue, ce qui donne un signal de viscosité clair qui peut être utilisé pour surveiller et contrôler la viscosité de la peinture et pour enregistrer la viscosité afin d'aider à diagnostiquer les problèmes de qualité.

Les capteurs résonants Rheonics ont des taux de cisaillement intrinsèquement élevés, bien au-dessus du plateau de cisaillement élevé des systèmes de peinture typiques. Ces capteurs résonnants mesurent les viscosités qui reflètent le comportement des peintures à leurs taux de cisaillement d'application, plutôt que de donner des mesures indirectes qui doivent être corrigées par essais et erreurs pour refléter les conditions réelles de peinture.

Fournit des lectures de viscosité compensées en température

Les capteurs Rheonics ont une mesure de température intégrée, permettant de surveiller la température de la peinture au point d'application. Cela permet d'ajuster les lectures de viscosité à une valeur de viscosité compensée en température, qui est essentielle pour estimer la charge de pigment à partir de mesures en temps réel.

Les avantages uniques du SRV pour les applications de peinture et de revêtement automobiles comprennent:

  • Fonctionne avec précision avec les peintures et revêtements à base de solvants et à base d'eau.
  • Tête de capteur robuste et hermétique. Le SRV peut être nettoyé en ligne ou avec un chiffon imbibé de solvant, pas besoin de démontage ou de recalibrage.
  • Aucune pièce mobile ne vieillit ou ne s'encrasse avec les sédiments de peinture
  • Insensible aux conditions de montage - peut être monté dans n'importe quelle partie du système de peinture.
  • Insensible aux particules; pas de problème d'encrassement ou de trous étroits dans le capteur.
  • Toutes les pièces en contact avec le fluide sont en acier inoxydable 316L - aucun problème de corrosion avec les peintures, additifs ou solvants du commerce.
  • Certifié sous ATEX et IECEx comme
    intrinsèquement sûr - peut être utilisé dans tous
    opérations à base de solvants.
  • Large plage de fonctionnement et intégration simple - L'électronique du capteur et les options de communication le rendent extrêmement facile à intégrer et à exécuter dans les automates industriels et les systèmes de contrôle.
  • Logiciel puissant - Le logiciel Rheonics PaintTrack est pratique et intuitif.Il est alimenté par un système d'intelligence artificielle propriétaire et avancé de cinquième génération pour un verrouillage et une exécution simples par clic. Il prend en charge plusieurs IHM pour l'opérateur, le superviseur de production, le responsable qualité et la vue de gestion. Conçu pour le contrôle automatisé des instruments et l'acquisition de données dans l'environnement d'usine (Figure 2).

FIGURE 2 : Viscosimètre en ligne Rheonics et système PaintTrack montrant l'intégration en ligne du viscosimètre dans le processus de revêtement automobile.

Vue d'ensemble complète du système et contrôle prédictif

Les capteurs résonants Rheonics, associés au système de contrôle et au logiciel Rheonics PaintTrack, permettent un contrôle en ligne de la viscosité compensée en température des apprêts et des couches dans plusieurs lignes de peinture. La cohérence du revêtement sur toutes les lignes de peinture de l'usine peut être obtenue même sous des températures et des conditions d'évaporation variables grâce à l'automatisation du système de dosage avec un contrôleur utilisant des mesures de viscosité continues en temps réel.

Les principaux avantages du système de contrôle et du logiciel PaintTrack incluent:

  • Réduisez et éliminez les temps de configuration et les rebuts en chargeant les travaux de pré-exécution pour les commandes répétées.
  • Améliorez la qualité de la peinture et réduisez les coûts: obtenez une couleur uniforme, réduisez les erreurs de revêtement en garantissant des propriétés de peinture correctes pendant le processus.
  • Automatisation complète pour une productivité et une efficacité améliorées: maximisez la vitesse de fonctionnement de la peinture, réduisez la dépendance aux réglages manuels de la machine et aux techniques de mesure manuelles.
  • Précision et répétabilité robustes: pas de maintenance, pas de recalibrage = aucune attention requise.
  • Viscosité compensée en température avec le contrôle de suivi prédictif exclusif: solution qui verrouille avec précision la couleur et la qualité du revêtement du début à la fin de chaque travail avec des résultats reproductibles.
  • Vous pouvez retirer la tasse de l'équation: le processus de revêtement est défini selon des normes scientifiques, une précision et une résolution 100 fois supérieures à celles des tasses à efflux moyennes.

Conclusion

  1. Les viscosimètres à vibration, tels que le Rheonics SRV, sont plus proches des taux de cisaillement élevés dans l'application de peinture en aérosol que les viscosimètres rotatifs ou à coupelle. Par conséquent, les mesures avec le SRV se rapprochent le plus de la prédiction du comportement de la peinture dans des conditions réelles de pulvérisation.
  2. Le contrôle de la viscosité en ligne avec le SRV et le Rheonics PaintTrack permet un contrôle continu de la viscosité, en effectuant les dilutions nécessaires en temps réel. La qualité du revêtement est garantie du début à la fin d'un nouveau tambour.
  3. Rheonics SRV et PaintTrack contrôlent la vraie viscosité compensée en température, un indicateur clé de la teneur en pigment et de la qualité finale du revêtement.

Références

  1. https://www.autoblog.com/2020/05/04/tesla-model-y-paint-issues-fix-detail-video/
  2. Viscosimètre en ligne SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
  3. Principe de fonctionnement SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Aperçu

Magazine spécialisé dans l'industrie des peintures et revêtements - PCI (https://www.pcimag.com/) publie un article traitant du viscosimètre en ligne Rheonics SRV et PaintTrack. L'article explique comment la cohérence du revêtement sur les lignes de peinture de l'usine peut être obtenue même sous des températures et des conditions d'évaporation variables grâce à l'automatisation du système de dosage avec un contrôleur utilisant des mesures de viscosité continues et en temps réel.

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PCI - Publication de novembre 2020
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