Al ver un coche, la primera impresión probablemente sea el color de la carrocería. Hoy en día, una pintura hermosa y brillante es uno de los estándares básicos en la fabricación de automóviles. Pero hace más de cien años, pintar un coche no era tarea fácil, y era mucho menos bonito que hoy. ¿Cómo evolucionó la pintura de coches hasta el punto en que lo ha hecho hoy? Surley le contará la historia del desarrollo de la tecnología de recubrimiento de pintura para automóviles.
Diez segundos para entender el texto completo:
1,LacaSe originó en China y fue liderado por Occidente después de la revolución industrial.
2. La pintura de material base natural se seca lentamente, lo que afecta la eficiencia del proceso de fabricación automotriz. DuPont inventó el secado rápido.pintura nitro.
3, Pistolas pulverizadorasReemplaza los cepillos, proporcionando una película de pintura más uniforme.
4, Del alquídico al acrílicoLa búsqueda de la durabilidad y la diversidad continúa.
5, Del "spraying" al "dip coat"Con el baño de laca, la búsqueda continua de la calidad de la pintura llega ahora a la fosfatación y la electrodeposición.
6, Reemplazo conpintura a base de aguaen pos de la protección del medio ambiente.
7. Ahora y en el futuro, la tecnología de la pintura está cada vez más allá de la imaginación.incluso sin pintura.
La función principal de la pintura es antienvejecimiento.
La mayoría de la gente percibe la función de la pintura como una herramienta para dar colores brillantes a los artículos, pero desde la perspectiva de la fabricación industrial, el color es en realidad una necesidad secundaria; la protección contra la oxidación y el envejecimiento son sus principales objetivos. Desde los inicios de la combinación de hierro y madera hasta la carrocería blanca de metal puro actual, la pintura es una capa protectora. Los desafíos que enfrenta la capa de pintura incluyen el desgaste natural, como el sol, la arena y la lluvia; los daños físicos, como raspaduras, rozaduras y colisiones; y la erosión, como la sal y los excrementos de animales. En la evolución de la tecnología de pintura, el proceso está desarrollando gradualmente capas cada vez más eficientes, duraderas y hermosas para la carrocería, que responden mejor a estos desafíos.
Laca de China
La laca tiene una larga historia y, lamentablemente, el liderazgo en tecnología de la laca pertenecía a China antes de la Revolución Industrial. Su uso se remonta al Neolítico, y tras el período de los Reinos Combatientes, los artesanos utilizaban aceite de tung extraído de las semillas del árbol y añadían laca natural cruda para elaborar una mezcla de pinturas, aunque en aquella época la laca era un artículo de lujo para la nobleza. Tras el establecimiento de la dinastía Ming, Zhu Yuanzhang comenzó a establecer una industria de laca estatal, y la tecnología de la pintura se desarrolló rápidamente. La primera obra china sobre tecnología de la pintura, "El Libro de la Pintura", fue compilada por Huang Cheng, un fabricante de lacas de la dinastía Ming. Gracias al desarrollo técnico y al comercio interno y externo, la laca había desarrollado un sistema artesanal consolidado durante la dinastía Ming.
La pintura de aceite de tung, la más sofisticada de la dinastía Ming, fue clave para la fabricación de barcos. El erudito español del siglo XVI, Mendoza, mencionó en su "Historia del Gran Imperio Chino" que los barcos chinos recubiertos con aceite de tung tenían el doble de vida útil que los barcos europeos.
A mediados del siglo XVIII, Europa finalmente dominó la tecnología de la pintura al aceite de tung, y la industria europea de la pintura se fue consolidando gradualmente. El aceite de tung, además de utilizarse para la laca, también fue una materia prima importante para otras industrias, aún monopolizadas por China, y se convirtió en una importante materia prima industrial para las dos revoluciones industriales hasta principios del siglo XX, cuando los árboles de tung trasplantados en América del Norte y del Sur cobraron forma, rompiendo así el monopolio chino de las materias primas.
El secado ya no tarda hasta 50 días
A principios del siglo XX, todavía se fabricaban automóviles utilizando pinturas de base natural, como aceite de linaza, como aglutinante.
Incluso Ford, que fue pionero en la producción en línea para construir automóviles, utilizó casi hasta el extremo casi exclusivamente pintura negra japonesa para perseguir la velocidad de fabricación porque se seca más rápido, pero después de todo, sigue siendo una pintura de material base natural y la capa de pintura todavía necesita más de una semana para secarse.
En la década de 1920, DuPont trabajó en una pintura de nitrocelulosa de secado rápido (también conocida como pintura de nitrocelulosa) que hizo sonreír a los fabricantes de automóviles, que ya no tenían que trabajar en automóviles con ciclos de pintura tan largos.
Para 1921, DuPont ya era líder en la fabricación de películas cinematográficas de nitrato, al recurrir a productos no explosivos a base de nitrocelulosa para absorber las enormes instalaciones de capacidad que había construido durante la guerra. Una calurosa tarde de viernes de julio de 1921, un trabajador de una planta de películas de DuPont dejó un barril de fibra de algodón de nitrato en el muelle antes de salir del trabajo. Al abrirlo de nuevo el lunes por la mañana, descubrió que el cubo se había convertido en un líquido transparente y viscoso que más tarde se convertiría en la base de la pintura de nitrocelulosa. En 1924, DuPont desarrolló la pintura de nitrocelulosa DUCO, utilizando nitrocelulosa como materia prima principal y añadiendo resinas sintéticas, plastificantes, disolventes y diluyentes para mezclarla. La mayor ventaja de la pintura de nitrocelulosa es su rápido secado. A diferencia de la pintura de base natural, que tarda una o incluso semanas en secar, la pintura de nitrocelulosa solo tarda dos horas en secar, lo que aumenta considerablemente la velocidad de pintado. En 1924, casi todas las líneas de producción de General Motors utilizaban pintura de nitrocelulosa Duco.
Naturalmente, la pintura de nitrocelulosa tiene sus inconvenientes. Si se pulveriza en un ambiente húmedo, la película se blanquea fácilmente y pierde su brillo. La superficie de pintura resultante presenta poca resistencia a la corrosión por disolventes derivados del petróleo, como la gasolina, que pueden dañarla, y el gasóleo que se escapa durante el repostaje puede acelerar el deterioro de la superficie de pintura circundante.
Sustitución de pinceles por pistolas pulverizadoras para solucionar capas irregulares de pintura
Además de las características de la pintura en sí, el método de pintado también es fundamental para la resistencia y durabilidad de la superficie. El uso de pistolas pulverizadoras marcó un hito importante en la historia de la tecnología de la pintura. La pistola pulverizadora se introdujo plenamente en el campo de la pintura industrial en 1923 y en la industria automotriz en 1924.
La familia DeVilbiss fundó así DeVilbiss, una empresa de renombre mundial especializada en tecnología de atomización. Posteriormente, nació el hijo de Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss. El Dr. Alan DeVilbiss, hijo del Dr. Tom DeVilbiss, llevó el invento de su padre más allá del ámbito médico y transformó el atomizador original en una pistola pulverizadora para aplicar pintura.
En el campo de la pintura industrial, los pinceles están quedando rápidamente obsoletos ante las pistolas pulverizadoras. deVilbiss ha estado trabajando en el campo de la atomización durante más de 100 años y ahora es el líder en el campo de las pistolas pulverizadoras industriales y los atomizadores médicos.
De alquídico a acrílico, más duradero y resistente.
En la década de 1930, la pintura de esmalte de resina alquídica, también conocida como pintura de esmalte alquídico, se introdujo en el proceso de pintado de automóviles. Las piezas metálicas de la carrocería se rociaban con este tipo de pintura y luego se secaban en un horno para formar una película de pintura muy duradera. En comparación con las pinturas de nitrocelulosa, las pinturas de esmalte alquídico son más rápidas de aplicar, requiriendo solo de 2 a 3 pasos, a diferencia de los 3 a 4 pasos de las pinturas de nitrocelulosa. Las pinturas de esmalte no solo secan rápidamente, sino que también son resistentes a disolventes como la gasolina.
La desventaja de los esmaltes alquídicos, sin embargo, es que temen la luz solar, y bajo ella la película de pintura se oxida a un ritmo acelerado y el color se desvanece rápidamente y se vuelve opaco; a veces, este proceso puede ocurrir incluso en tan solo unos meses. A pesar de sus desventajas, las resinas alquídicas no se han eliminado por completo y siguen siendo una parte importante de la tecnología de recubrimiento actual. Las pinturas acrílicas termoplásticas aparecieron en la década de 1940, mejorando considerablemente la decoración y la durabilidad del acabado, y en 1955, General Motors comenzó a pintar automóviles con una nueva resina acrílica. La reología de esta pintura era única y requería pulverización con bajo contenido de sólidos, lo que requería múltiples capas. Esta característica, aparentemente desventajosa, resultó ser una ventaja en su momento, ya que permitía la inclusión de escamas metálicas en el recubrimiento. El barniz acrílico se pulverizaba con una viscosidad inicial muy baja, lo que permitía que las escamas metálicas se aplanaran para formar una capa reflectante, y luego la viscosidad aumentaba rápidamente para mantenerlas en su lugar. Así nació la pintura metálica.
Cabe destacar que este período presenció un avance repentino en la tecnología de la pintura acrílica en Europa. Esto se debió a las restricciones impuestas a los países del Eje Europeo tras la Segunda Guerra Mundial, que restringían el uso de algunos materiales químicos en la fabricación industrial, como la nitrocelulosa, materia prima necesaria para la pintura de nitrocelulosa, que podía utilizarse para fabricar explosivos. Con esta restricción, las empresas de estos países comenzaron a centrarse en la tecnología de la pintura de esmalte, desarrollando un sistema de pintura de uretano acrílico. Cuando las pinturas europeas entraron en Estados Unidos en 1980, los sistemas de pintura automotriz estadounidenses estaban lejos de sus competidores europeos.
Proceso automatizado de fosfatación y electroforesis para la búsqueda de la calidad avanzada de la pintura.
Las dos décadas posteriores a la Segunda Guerra Mundial marcaron un período de mayor calidad en los recubrimientos de carrocería. En Estados Unidos, además del transporte, los automóviles también tenían la función de mejorar el estatus social, por lo que los propietarios querían que sus vehículos lucieran más lujosos, lo que requería una pintura más brillante y con colores más bellos.
A partir de 1947, las empresas automotrices comenzaron a fosfatar las superficies metálicas antes de pintarlas para mejorar la adherencia y la resistencia a la corrosión de la pintura. La imprimación también se modificó, pasando de pulverización a inmersión, lo que significa que las piezas de la carrocería se sumergen en un baño de pintura, lo que la hace más uniforme y el recubrimiento más completo, garantizando así que también se puedan pintar zonas de difícil acceso, como las cavidades.
En la década de 1950, las empresas automotrices descubrieron que, aunque se utilizaba el método de recubrimiento por inmersión, una parte de la pintura se eliminaba en el proceso posterior con disolventes, lo que reducía la eficacia de la prevención de la oxidación. Para solucionar este problema, en 1957, Ford unió fuerzas con PPG bajo la dirección del Dr. George Brewer. Bajo la dirección del Dr. George Brewer, Ford y PPG desarrollaron el método de recubrimiento por electrodeposición que se utiliza comúnmente en la actualidad.
Luego, en 1961, Ford estableció el primer taller de pintura electroforética anódica del mundo. Sin embargo, la tecnología inicial tenía fallas y PPG introdujo un sistema de recubrimiento electroforético catódico superior y recubrimientos correspondientes en 1973.
Pintura para que dure hermosamente para reducir la contaminación de la pintura a base de agua
A mediados y finales de la década de 1970, la concienciación sobre el ahorro energético y la protección del medio ambiente, impulsada por la crisis del petróleo, también tuvo un gran impacto en la industria de la pintura. En la década de 1980, los países promulgaron nuevas regulaciones sobre compuestos orgánicos volátiles (COV), lo que hizo inaceptables en el mercado los recubrimientos de pintura acrílica con alto contenido de COV y baja durabilidad. Además, los consumidores esperan que los efectos de la pintura para carrocería duren al menos 5 años, lo que exige abordar la durabilidad del acabado de la pintura.
Con la capa de laca transparente como capa protectora, la pintura de color interna no necesita ser tan gruesa como antes; solo se necesita una capa extremadamente fina para fines decorativos. Además, se añaden absorbentes UV a la capa de laca para proteger los pigmentos de la capa transparente y la imprimación, lo que aumenta significativamente la vida útil de la imprimación y la pintura de color.
La técnica de pintura es inicialmente costosa y generalmente se utiliza solo en modelos de alta gama. Además, la durabilidad de la capa transparente era baja, y pronto se desprendía y requería repintado. Sin embargo, en la década siguiente, la industria automotriz y la industria de la pintura trabajaron para mejorar la tecnología de recubrimiento, no solo reduciendo el costo, sino también desarrollando nuevos tratamientos de superficie que aumentaron drásticamente la vida útil de la capa transparente.
La tecnología de la pintura cada vez más sorprendente
La tendencia de desarrollo de recubrimientos futuros es dominante. Algunos en la industria creen en la tecnología sin pintura. Esta tecnología se ha integrado en nuestras vidas, y las carcasas de los electrodomésticos, desde los más cotidianos hasta los más comunes, ya la utilizan. A las carcasas se les añade el color correspondiente de polvo metálico a nanoescala durante el proceso de moldeo por inyección, lo que les da colores brillantes y textura metálica, sin necesidad de pintura, lo que reduce considerablemente la contaminación generada por la pintura. Naturalmente, también se utiliza ampliamente en automóviles, como molduras, parrillas, carcasas de espejos retrovisores, etc.
Un principio similar se utiliza en el sector metalúrgico, lo que significa que, en el futuro, los materiales metálicos que se utilicen sin pintar ya contarán con una capa protectora o incluso una capa de color en fábrica. Esta tecnología se utiliza actualmente en los sectores aeroespacial y militar, pero aún está lejos de estar disponible para uso civil, y no es posible ofrecer una amplia gama de colores.
ResumenDesde pinceles hasta pistolas y robots, desde pintura vegetal natural hasta pintura química de alta tecnología, desde la búsqueda de la eficiencia hasta la búsqueda de la calidad y la salud ambiental, la búsqueda de tecnología de pintura en la industria automotriz no se ha detenido, y el nivel de tecnología es cada vez mayor. Los pintores que solían trabajar con pinceles en entornos hostiles no imaginarían que la pintura automotriz actual sea tan avanzada y siga desarrollándose. El futuro será una era más ecológica, inteligente y eficiente.
Hora de publicación: 20 de agosto de 2022
