Uitdagingen voor verf- en coatingprocessen

Automobielbedrijven en coatingbedrijven erkennen de noodzaak om de viscositeit te monitoren, maar het uitvoeren van die meting buiten het laboratorium heeft procesingenieurs en kwaliteitsafdelingen door de jaren heen voor uitdagingen gesteld. Bestaande roterende viscometers, reometers en temperatuurmonitors in laboratoriaoring systemen zijn van weinig waarde in procesomgevingen. De viscositeit wordt rechtstreeks beïnvloed door temperatuur, afschuifsnelheid, stroomomstandigheden, druk en andere variabelen die voor laboratoriummonsters heel anders zijn dan tijdens het daadwerkelijke proces. Traditionele instrumenten zoals flowcups, dipcups, roterende viscometers, kegel- en plaatviscositeitsmeters en bellenviscositeitsmeters zijn traag, arbeidsintensief, tijdrovend en gevoelig voor onnauwkeurigheden.

Verven verdunnen doorgaans door afschuiving en hebben een lagere viscositeit bij hogere afschuifsnelheden. Dit is gunstig voor de lakprestaties, aangezien het belangrijk is dat de verf als een uniforme laag wordt aangebracht en dat deze na het aanbrengen op zijn plaats blijft. Maar conventionele viscositeitsmeters bereiken niet de hoge afschuifsnelheden die worden aangetroffen tijdens het spuitproces, en kunnen dus alleen indirect informatie geven over de prestaties van de verf op het punt van aanbrengen. Temperatuur is ook een cruciale variabele bij het bepalen van de viscositeit, maar bekermetingen hebben geen temperatuurmeting of controle, en kunnen dus niet direct worden vergeleken met de werkelijke spuittemperatuur. Dit kan leiden tot variaties in de coatingkwaliteit, aangezien de procestemperatuur varieert.

Nauwkeurige en responsieve in-line viscositeitsmeting

Geautomatiseerde in-line viscositeitsmeting maakt continue monitoring mogelijkoring van de verf op het moment van aanbrengen. Het maakt controle van de verfviscositeit mogelijk om een ​​uniforme kwaliteit van het eindproduct te garanderen. Rheonics'SRV-viscositeitsmeter ² is een gebalanceerde torsieresonator gebaseerd ³ compacte in-line procesviscositeitsmeter met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting (Figuur 1). Met een meettijd van één seconde detecteert het in realtime viscositeitsschommelingen in de processtroom, waardoor corrigerende maatregelen kunnen worden genomen zodra er afwijkingen optreden. Inline viscositeitsbeheer met de Rheonics SRV kan helpen bij het verlichten van de meest voorkomende problemen met autocoatings, zoals sinaasappelschil, vertroebeling en vlekken, kleurvariaties en ophoping van oplosmiddelen, die een negatieve invloed kunnen hebben op de kwaliteit van de autoafwerking.

FIGUUR 1: Rheonics inline viscometer, SRV.

De compacte vormfactor van de SRV maakt directe installatie in de verflijn mogelijk, dichtbij het toepassingspunt. Het systeem blijft gesloten; verf hoeft niet te worden gehanteerd of overgebracht om een ​​viscositeitsmeting uit te voeren. Sensoren met kleine vormfactor, geschikt voor gevaarlijke omgevingen, maken installatie en onderhoud gemakkelijk. Er zijn geen verbruiksartikelen, bemonstering en opruimen is niet nodig. De meting is continu en geeft een duidelijk viscositeitssignaal dat voor monitoring kan worden gebruiktoring en het controleren van de verfviscositeit en voor het registreren van de viscositeit om te helpen bij het diagnosticeren van kwaliteitsproblemen.

Rheonics resonante sensoren hebben intrinsiek hoge afschuifsnelheden, tot ver op het hoge afschuifplateau van typische verfsystemen. Deze resonante sensoren meten viscositeiten die het gedrag van verf weerspiegelen bij de afschuifsnelheid tijdens het aanbrengen, in plaats van indirecte metingen te geven die met vallen en opstaan ​​moeten worden gecorrigeerd om de werkelijke verfomstandigheden weer te geven.

Levert temperatuurgecompenseerde viscositeitsmetingen

Rheonics sensoren hebben een ingebouwde temperatuurmeting, waardoor de temperatuur van de verf op de plaats van applicatie kan worden bewaakt. Hierdoor kunnen de viscositeitswaarden worden aangepast aan een temperatuurgecompenseerde viscositeitswaarde, wat essentieel is voor het schatten van de pigmentbelasting op basis van realtime metingen.

Unieke voordelen van de SRV voor autolak- en coatingtoepassingen zijn onder meer:

• Werkt nauwkeurig met zowel verven en coatings op oplosmiddelbasis als op waterbasis.
• Robuuste, hermetisch afgesloten sensorkop. De keerklep kan inline worden gereinigd of met een met een oplosmiddel bevochtigde doek, zonder dat deze hoeft te worden gedemonteerd of opnieuw gekalibreerd.
• Geen bewegende delen die verouderen of vervuilen met verfafzetting.
• Onaangetast door montageomstandigheden - kan in elk deel van het verfsysteem worden gemonteerd.
• Ongevoelig voor fijnstof; geen probleem van vervuiling of kleine openingen in de sensor.
• Alle natte delen zijn van 316L roestvrij staal - geen corrosieproblemen met in de handel verkrijgbare verven, additieven of oplosmiddelen.
• Gecertificeerd onder ATEX en IECEx als
  intrinsiek veilig - kan in alle worden gebruikt
  operaties op basis van oplosmiddelen.
• Breed operationeel bereik en eenvoudige integratie - Sensorelektronica en communicatie-opties maken het uiterst eenvoudig om te integreren en te gebruiken in industriële PLC- en besturingssystemen.
• Krachtige software – Rheonics PaintTrack-software is handig en intuïtief en wordt aangedreven door een eigen, geavanceerd AI-systeem van de vijfde generatie voor eenvoudig klikken, vergrendelen en uitvoeren. Het ondersteunt meerdere HMI's voor operator, productiesupervisor, kwaliteitsmanager en managementweergave. Ontworpen voor geautomatiseerde instrumentcontrole en data-acquisitie in een fabrieksomgeving (Figuur 2).

FIGUUR 2: Rheonics inline viscometer en PaintTrack-systeem dat de inline-integratie van de viscometer in het autocoatingproces laat zien.

Compleet systeemoverzicht en voorspellende controle

Rheonics resonante sensoren, samen met Rheonics Het PaintTrack-controlesysteem en de software maken online controle mogelijk van de temperatuurgecompenseerde viscositeit van primers en coatings in meerdere verflijnen. Coatingconsistentie op alle verflijnen in de fabriek kan zelfs onder variërende temperaturen en verdampingsomstandigheden worden bereikt door automatisering van het doseersysteem met een controller die gebruik maakt van continue, realtime viscositeitsmetingen.

De belangrijkste voordelen van het PaintTrack-besturingssysteem en de software zijn:

• Verkort en elimineer insteltijden en uitval door vooraf uitgevoerde opdrachten voor herhaalopdrachten te laden.
• Verbeter de verfkwaliteit en verlaag de kosten: bereik kleurconsistentie, verminder coatingfouten door tijdens het proces de juiste verfeigenschappen te garanderen.
• Volledige automatisering voor verbeterde productiviteit en efficiëntie: maximaliseer de verwerkingssnelheid van de verf, verminder de afhankelijkheid van handmatige machine-aanpassingen en handmatige meettechnieken.
• Robuuste nauwkeurigheid en herhaalbaarheid: geen onderhoud, geen herkalibratie = geen aandacht nodig.
• Temperatuurgecompenseerde viscositeit met gepatenteerde Predictive Tracking Control: oplossing die kleur en vachtkwaliteit nauwkeurig vasthoudt van begin tot einde bij elke taak met herhaalbare resultaten.
• U kunt de beker uit de vergelijking halen: het coatingproces is ingesteld volgens wetenschappelijke normen, 100 keer grotere nauwkeurigheid en resolutie dan gemiddelde effluxbekers.

Conclusie

1. Vibrationele viscometers, zoals de Rheonics SRV komt dichter bij het voldoen aan de hoge afschuifsnelheden bij het aanbrengen van spuitverf dan rotatie- of bekerviscositeitsmeters. Daarom komen metingen met de SRV het dichtst in de buurt van het voorspellen van het gedrag van verf onder daadwerkelijke spuitomstandigheden.
2. Inline viscositeitscontrole met de SRV en Rheonics PaintTrack maakt continue viscositeitscontrole mogelijk, waardoor de noodzakelijke verdunningen in realtime worden uitgevoerd. De kwaliteit van de coating is gegarandeerd vanaf het begin van een nieuwe trommel tot het einde.
3. Rheonics SRV en PaintTrack controleren de werkelijke temperatuurgecompenseerde viscositeit, een belangrijke voorspeller van het pigmentgehalte en de kwaliteit van de uiteindelijke coating.

Referenties

1. https://www.autoblog.com/2020/05/04/tesla-model-y-paint-issues-fix-detail-video/
2. SRV inline viscositeitsmeter: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
3. Werkingsprincipe SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Branchegericht tijdschrift Paint & Coatings - PCI (https://www.pcimag.com/) publiceert een hoofdartikel over de Rheonics inline viscometer SRV en PaintTrack. Het artikel bespreekt hoe coatingconsistentie op alle verflijnen in de fabriek kan worden bereikt, zelfs onder variërende temperaturen en verdampingsomstandigheden, door automatisering van het doseersysteem met een controller die gebruik maakt van continue, realtime viscositeitsmetingen.

Zoek de link naar de publicatie.