آنچه باید در مورد تاریخچه پوشش خودرو بدانید

وقتی ماشینی را می‌بینید، اولین برداشت شما احتمالاً رنگ بدنه آن خواهد بود. امروزه، داشتن یک رنگ براق زیبا یکی از استانداردهای اساسی برای تولید خودرو است. اما بیش از صد سال پیش، رنگ‌آمیزی خودرو کار آسانی نبود و بسیار کمتر از امروز زیبا بود. رنگ خودرو چگونه به حدی که امروز است تکامل یافت؟ سرلی تاریخچه توسعه فناوری پوشش رنگ خودرو را برای شما بازگو خواهد کرد.

ده ثانیه برای فهمیدن متن کامل:

1,لاکریشه در چین دارد، کشوری که غرب پس از انقلاب صنعتی رهبری آن را بر عهده داشت.

2، رنگ پایه طبیعی به آرامی خشک می‌شود و بر کارایی فرآیند تولید خودرو تأثیر می‌گذارد، دوپونت خشک شدن سریع را اختراع کردرنگ نیترو.

3, تفنگ‌های اسپریجایگزین قلم‌موها می‌شود و لایه رنگ یکنواخت‌تری ایجاد می‌کند.

4, از آلکید تا اکریلیکتلاش برای دوام و تنوع همچنان ادامه دارد.

5, از "اسپری کردن" تا "پوشش غوطه‌وری"با حمام لاک، پیگیری مداوم کیفیت رنگ اکنون به فسفاته کردن و رسوب الکتریکی می‌رسد.

6، جایگزینی بارنگ پایه آبدر راستای حفاظت از محیط زیست.

۷، اکنون و در آینده، فناوری نقاشی بیش از پیش فراتر از تصور می‌شود،حتی بدون رنگ.

نقش اصلی رنگ، ضد پیری است

تصور اکثر مردم از نقش رنگ، دادن رنگ‌های درخشان به اشیاء است، اما از دیدگاه تولید صنعتی، رنگ در واقع یک نیاز ثانویه است؛ زنگ‌زدگی و ضد پیری هدف اصلی است. از روزهای اولیه ترکیب آهن و چوب تا بدنه سفید فلزی خالص امروزی، بدنه خودرو به رنگ به عنوان یک لایه محافظ نیاز دارد. چالش‌هایی که لایه رنگ با آن مواجه است، سایش و پارگی طبیعی مانند آفتاب، شن و باران، آسیب‌های فیزیکی مانند خراشیدگی، ساییدگی و برخورد و فرسایش مانند نمک و فضولات حیوانات است. در تکامل فناوری رنگ‌آمیزی، این فرآیند به آرامی در حال توسعه پوسته‌های کارآمدتر، بادوام‌تر و زیباتر برای بدنه خودرو است تا بتواند بهتر با این چالش‌ها روبرو شود.

لاک از چین

لاک سابقه بسیار طولانی دارد و شرم‌آور است که جایگاه پیشرو در فناوری لاک متعلق به چین قبل از انقلاب صنعتی بود. استفاده از لاک به دوران نوسنگی برمی‌گردد و پس از دوره ایالت‌های متخاصم، صنعتگران از روغن تانگ استخراج شده از دانه‌های درخت تانگ استفاده می‌کردند و لاک خام طبیعی را برای ساخت مخلوطی از رنگ‌ها اضافه می‌کردند، اگرچه در آن زمان لاک یک کالای لوکس برای اشراف بود. پس از تأسیس سلسله مینگ، ژو یوانژانگ شروع به راه‌اندازی یک صنعت لاک دولتی کرد و فناوری رنگ به سرعت توسعه یافت. اولین اثر چینی در مورد فناوری رنگ، "کتاب نقاشی"، توسط هوانگ چنگ، سازنده لاک در سلسله مینگ، گردآوری شد. به لطف توسعه فنی و تجارت داخلی و خارجی، لاک‌آلات یک سیستم صنعت صنایع دستی بالغ در سلسله مینگ ایجاد کرده بودند.

پیچیده‌ترین رنگ روغنی تانگ سلسله مینگ، کلید ساخت کشتی بود. مندوزا، محقق اسپانیایی قرن شانزدهم، در کتاب «تاریخ امپراتوری بزرگ چین» اشاره می‌کند که کشتی‌های چینی که با روغن تانگ پوشش داده می‌شدند، دو برابر کشتی‌های اروپایی عمر داشتند.

در اواسط قرن هجدهم، اروپا سرانجام به فناوری رنگ روغنی تانگ دست یافت و بر آن تسلط یافت و صنعت رنگ اروپا به تدریج شکل گرفت. ماده اولیه روغن تانگ، علاوه بر استفاده برای لاک، ماده اولیه مهمی برای سایر صنایع نیز بود که هنوز در انحصار چین بود و تا اوایل قرن بیستم، زمانی که درختان تانگ در آمریکای شمالی و جنوبی کاشته شدند و انحصار مواد اولیه چین را شکستند، به یک ماده اولیه صنعتی مهم برای دو انقلاب صنعتی تبدیل شد.

خشک شدن دیگر تا 50 روز طول نمی کشد

در اوایل قرن بیستم، خودروها هنوز با استفاده از رنگ‌های پایه طبیعی مانند روغن بزرک به عنوان چسب ساخته می‌شدند.

حتی فورد، که پیشگام خط تولید برای ساخت خودرو بود، تقریباً به طور افراطی فقط از رنگ مشکی ژاپنی استفاده می‌کرد تا سرعت تولید را دنبال کند، زیرا سریع‌ترین خشک شدن را دارد، اما گذشته از همه اینها، این رنگ هنوز یک رنگ پایه طبیعی است و لایه رنگ هنوز به بیش از یک هفته زمان برای خشک شدن نیاز دارد.

در دهه ۱۹۲۰، دوپونت روی یک رنگ نیتروسلولزی با قابلیت خشک شدن سریع (معروف به رنگ نیتروسلولزی) کار کرد که باعث خوشحالی خودروسازان شد، چرا که دیگر مجبور نبودند روی خودروهایی با چرخه‌های رنگ‌آمیزی طولانی کار کنند.

تا سال ۱۹۲۱، دوپونت در تولید فیلم‌های سینمایی نیتراتی پیشرو بود، زیرا برای جذب ظرفیت عظیم تأسیساتی که در طول جنگ ساخته بود، به محصولات غیر انفجاری مبتنی بر نیتروسلولز روی آورد. در یک بعد از ظهر جمعه گرم در ژوئیه ۱۹۲۱، کارگری در کارخانه فیلم دوپونت قبل از ترک محل کار، بشکه‌ای از الیاف پنبه نیترات را روی اسکله گذاشت. وقتی صبح دوشنبه دوباره آن را باز کرد، متوجه شد که سطل به مایعی شفاف و چسبناک تبدیل شده است که بعداً پایه رنگ نیتروسلولز شد. در سال ۱۹۲۴، دوپونت رنگ نیتروسلولز DUCO را با استفاده از نیتروسلولز به عنوان ماده اولیه اصلی و افزودن رزین‌های مصنوعی، نرم‌کننده‌ها، حلال‌ها و رقیق‌کننده‌ها برای ترکیب آن، توسعه داد. بزرگترین مزیت رنگ نیتروسلولز این است که به سرعت خشک می‌شود، در مقایسه با رنگ پایه طبیعی که یک هفته یا حتی چند هفته طول می‌کشد تا خشک شود، رنگ نیتروسلولز فقط ۲ ساعت طول می‌کشد تا خشک شود و سرعت رنگ‌آمیزی را به میزان قابل توجهی افزایش داد. در سال ۱۹۲۴، تقریباً تمام خطوط تولید جنرال موتورز از رنگ نیتروسلولز دوکو استفاده می‌کردند.

طبیعتاً رنگ نیتروسلولزی معایبی دارد. اگر در محیط مرطوب اسپری شود، لایه نازک آن به راحتی سفید می‌شود و درخشندگی خود را از دست می‌دهد. سطح رنگ تشکیل شده مقاومت خوردگی ضعیفی در برابر حلال‌های نفتی مانند بنزین دارد که می‌تواند به سطح رنگ آسیب برساند و گاز نفتی که هنگام سوخت‌گیری نشت می‌کند، می‌تواند باعث تسریع در تخریب سطح رنگ اطراف شود.

جایگزینی قلم‌مو با تفنگ‌های اسپری برای حل کردن لایه‌های ناهموار رنگ

علاوه بر ویژگی‌های خود رنگ، روش رنگ‌آمیزی نیز برای استحکام و دوام سطح رنگ بسیار مهم است. استفاده از تفنگ‌های رنگ‌پاش نقطه عطف مهمی در تاریخ فناوری رنگ‌آمیزی بود. تفنگ رنگ‌پاش در سال ۱۹۲۳ به طور کامل در حوزه رنگ‌آمیزی صنعتی و در سال ۱۹۲۴ در صنعت خودرو معرفی شد.

خانواده‌ی دیویلبیس بدین ترتیب شرکت دیویلبیس، یک شرکت مشهور جهانی متخصص در فناوری اتمیزه کردن، را تأسیس کردند. بعدها، پسر آلن دیویلبیس، تام دیویلبیس، به دنیا آمد. تام دیویلبیس، پسر دکتر آلن دیویلبیس، اختراع پدرش را فراتر از حوزه پزشکی برد. دیویلبیس اختراعات پدرش را فراتر از حوزه پزشکی برد و اتومایزر اصلی را به یک تفنگ اسپری برای اعمال رنگ تبدیل کرد.

در زمینه رنگ آمیزی صنعتی، قلم موها به سرعت توسط پیستوله های رنگ پاش منسوخ می شوند. شرکت deVilbiss بیش از ۱۰۰ سال است که در زمینه اتومیزاسیون فعالیت می کند و اکنون در زمینه پیستوله های رنگ پاش صنعتی و اتومایزرهای پزشکی پیشرو است.

از آلکید تا اکریلیک، بادوام‌تر و قوی‌تر

در دهه ۱۹۳۰، رنگ لعابی رزین آلکیدی، که به آن رنگ لعابی آلکیدی گفته می‌شود، وارد فرآیند رنگ‌آمیزی خودرو شد. قطعات فلزی بدنه خودرو با این نوع رنگ اسپری شده و سپس در کوره خشک می‌شدند تا یک لایه رنگ بسیار بادوام تشکیل شود. در مقایسه با رنگ‌های نیتروسلولزی، رنگ‌های لعابی آلکیدی سریع‌تر اعمال می‌شوند و در مقایسه با ۳ تا ۴ مرحله برای رنگ‌های نیتروسلولزی، تنها به ۲ تا ۳ مرحله نیاز دارند. رنگ‌های لعابی نه تنها به سرعت خشک می‌شوند، بلکه در برابر حلال‌هایی مانند بنزین نیز مقاوم هستند.

با این حال، عیب لعاب‌های آلکیدی این است که از نور خورشید می‌ترسند و در نور خورشید، لایه رنگ با سرعت بیشتری اکسید می‌شود و رنگ به زودی محو و کدر می‌شود، گاهی اوقات این فرآیند حتی می‌تواند تنها در عرض چند ماه اتفاق بیفتد. با وجود معایب آنها، رزین‌های آلکیدی به طور کامل حذف نشده‌اند و هنوز بخش مهمی از فناوری پوشش امروزی هستند. رنگ‌های اکریلیک ترموپلاستیک در دهه 1940 ظاهر شدند و تا حد زیادی تزئینی و دوام پوشش را بهبود بخشیدند و در سال 1955، جنرال موتورز شروع به رنگ‌آمیزی خودروها با رزین اکریلیک جدید کرد. رئولوژی این رنگ منحصر به فرد بود و نیاز به پاشش با محتوای جامد کم داشت، بنابراین به چندین لایه نیاز داشت. این ویژگی به ظاهر نامطلوب در آن زمان یک مزیت بود زیرا امکان گنجاندن پوسته‌های فلزی در پوشش را فراهم می‌کرد. لاک اکریلیک با ویسکوزیته اولیه بسیار کم اسپری می‌شد و به پوسته‌های فلزی اجازه می‌داد تا صاف شوند و یک لایه بازتابنده تشکیل دهند و سپس ویسکوزیته به سرعت افزایش می‌یافت تا پوسته‌های فلزی را در جای خود نگه دارد. بنابراین، رنگ فلزی متولد شد.

شایان ذکر است که این دوره شاهد پیشرفت ناگهانی در فناوری رنگ اکریلیک در اروپا بود. این امر ناشی از محدودیت‌های اعمال شده بر کشورهای محور اروپا پس از جنگ جهانی دوم بود که استفاده از برخی مواد شیمیایی در تولید صنعتی، مانند نیتروسلولز، ماده اولیه مورد نیاز برای رنگ نیتروسلولز که می‌توانست برای ساخت مواد منفجره استفاده شود، را محدود می‌کرد. با این محدودیت، شرکت‌های این کشورها شروع به تمرکز بر فناوری رنگ لعابی کردند و یک سیستم رنگ اکریلیک اورتان را توسعه دادند. هنگامی که رنگ‌های اروپایی در سال ۱۹۸۰ وارد ایالات متحده شدند، سیستم‌های رنگ خودرو آمریکایی از رقبای اروپایی فاصله زیادی داشتند.

فرآیند خودکار فسفاته کردن و الکتروفورز برای دستیابی به کیفیت رنگ پیشرفته

دو دهه پس از جنگ جهانی دوم، دوره افزایش کیفیت پوشش بدنه بود. در این زمان در ایالات متحده، خودروها علاوه بر حمل و نقل، ویژگی بهبود جایگاه اجتماعی را نیز داشتند، بنابراین صاحبان خودرو می‌خواستند خودروهایشان لوکس‌تر به نظر برسند، که این امر مستلزم براق‌تر شدن رنگ و استفاده از رنگ‌های زیباتر بود.

از سال ۱۹۴۷، شرکت‌های خودروسازی شروع به فسفاته کردن سطوح فلزی قبل از رنگ‌آمیزی کردند، به عنوان راهی برای بهبود چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی رنگ. همچنین پرایمر از اسپری به پوشش غوطه‌وری تغییر یافت، به این معنی که قطعات بدنه در یک حوضچه رنگ غوطه‌ور می‌شوند، که باعث یکنواخت‌تر شدن و پوشش کامل‌تر می‌شود و تضمین می‌کند که مکان‌های صعب‌العبور مانند حفره‌ها نیز قابل رنگ‌آمیزی هستند.

در دهه ۱۹۵۰، شرکت‌های خودروسازی دریافتند که اگرچه از روش پوشش غوطه‌وری استفاده می‌شود، اما بخشی از رنگ همچنان در فرآیند بعدی با حلال‌ها شسته می‌شود و اثربخشی پیشگیری از زنگ‌زدگی را کاهش می‌دهد. برای حل این مشکل، در سال ۱۹۵۷، فورد به رهبری دکتر جورج بروئر با PPG همکاری کرد. تحت رهبری دکتر جورج بروئر، فورد و PPG روش پوشش‌دهی الکتروانباشت را که اکنون رایج است، توسعه دادند.

 

فورد سپس اولین کارگاه رنگ‌آمیزی الکتروفورتیک آندی جهان را در سال ۱۹۶۱ تأسیس کرد. با این حال، فناوری اولیه دارای نقص‌هایی بود و PPG در سال ۱۹۷۳ یک سیستم پوشش الکتروفورتیک کاتدی برتر و پوشش‌های مربوطه را معرفی کرد.

رنگ را برای ماندگاری و زیبایی بیشتر رنگ کنید تا آلودگی ناشی از رنگ پایه آب کاهش یابد

در اواسط تا اواخر دهه ۷۰ میلادی، آگاهی از صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست که ناشی از بحران نفت بود، تأثیر زیادی بر صنعت رنگ نیز گذاشت. در دهه ۸۰ میلادی، کشورها مقررات جدیدی در مورد ترکیبات آلی فرار (VOC) وضع کردند که پوشش‌های رنگ اکریلیک با محتوای VOC بالا و دوام ضعیف را برای بازار غیرقابل قبول می‌کرد. علاوه بر این، مصرف‌کنندگان انتظار دارند که اثرات رنگ بدنه حداقل ۵ سال دوام داشته باشد، که این امر مستلزم توجه به دوام پوشش رنگ است.

با لایه لاک شفاف به عنوان یک لایه محافظ، رنگ داخلی نیازی به ضخامت قبلی ندارد، فقط یک لایه بسیار نازک برای اهداف تزئینی مورد نیاز است. جاذب‌های UV نیز به لایه لاک اضافه می‌شوند تا از رنگدانه‌های موجود در لایه شفاف و آستر محافظت کنند و عمر آستر و رنگ را به طور قابل توجهی افزایش دهند.

این تکنیک رنگ‌آمیزی در ابتدا پرهزینه است و عموماً فقط در مدل‌های گران‌قیمت استفاده می‌شود. همچنین، دوام پوشش شفاف ضعیف بود و خیلی زود پوسته پوسته می‌شد و نیاز به رنگ‌آمیزی مجدد داشت. با این حال، در دهه بعد، صنعت خودرو و صنعت رنگ برای بهبود فناوری پوشش‌دهی تلاش کردند، نه تنها با کاهش هزینه، بلکه با توسعه عملیات سطحی جدیدتر که به طور چشمگیری عمر پوشش شفاف را بهبود بخشید.

فناوری نقاشی که به طور فزاینده‌ای شگفت‌انگیز می‌شود

پوشش‌های آینده، روند توسعه اصلی هستند و برخی از افراد در صنعت معتقدند که فناوری بدون رنگ‌آمیزی. این فناوری در واقع به زندگی ما نفوذ کرده است و پوسته‌های لوازم خانگی روزمره از فناوری بدون رنگ‌آمیزی استفاده می‌کنند. پوسته‌ها رنگ متناظر پودر فلز در سطح نانو را در فرآیند قالب‌گیری تزریقی اضافه می‌کنند و مستقیماً پوسته‌ها را با رنگ‌های درخشان و بافت فلزی تشکیل می‌دهند که دیگر نیازی به رنگ‌آمیزی ندارند و آلودگی ناشی از رنگ‌آمیزی را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. طبیعتاً، این فناوری در خودروها نیز مانند تزئینات، جلوپنجره، پوسته آینه‌های عقب و غیره به طور گسترده استفاده می‌شود.

یک اصل مشابه در بخش فلزات استفاده می‌شود، به این معنی که در آینده، مواد فلزی که بدون رنگ‌آمیزی استفاده می‌شوند، از قبل یک لایه محافظ یا حتی یک لایه رنگی در کارخانه خواهند داشت. این فناوری در حال حاضر در بخش‌های هوافضا و نظامی استفاده می‌شود، اما هنوز تا استفاده غیرنظامی فاصله زیادی دارد و ارائه طیف وسیعی از رنگ‌ها امکان‌پذیر نیست.

خلاصهاز قلم‌موها گرفته تا تفنگ‌ها و ربات‌ها، از رنگ‌های گیاهی طبیعی گرفته تا رنگ‌های شیمیایی پیشرفته، از تلاش برای افزایش بهره‌وری گرفته تا تلاش برای بهبود کیفیت و تلاش برای حفظ سلامت محیط زیست، تلاش برای فناوری رنگ‌آمیزی در صنعت خودرو متوقف نشده است و درجه فناوری در حال افزایش است. نقاشانی که قبلاً قلم‌مو در دست داشتند و در محیط‌های سخت کار می‌کردند، انتظار نداشتند که رنگ خودرو امروزی تا این حد پیشرفته و در حال توسعه باشد. آینده، دورانی سازگارتر با محیط زیست، هوشمندتر و کارآمدتر خواهد بود.