تحديات عملية الطلاء والتغطية

تُدرك شركات السيارات وشركات الطلاء أهمية مراقبة اللزوجة، إلا أن إجراء هذا القياس خارج المختبر شكّل تحديًا لمهندسي العمليات وأقسام الجودة على مر السنين. فأجهزة قياس اللزوجة الدورانية، وأجهزة قياس اللزوجة، وأنظمة مراقبة درجة الحرارة الموجودة في المختبرات قليلة الفائدة في بيئات العمليات. تتأثر اللزوجة بشكل مباشر بدرجة الحرارة، ومعدل القص، وظروف التدفق، والضغط، وغيرها من المتغيرات التي تختلف اختلافًا كبيرًا بين عينات المختبر وظروف العملية الفعلية. أما الأجهزة التقليدية، مثل أكواب التدفق، وأكواب الغمر، وأجهزة قياس اللزوجة الدورانية، وأجهزة قياس اللزوجة المخروطية والصفيحة، وأجهزة قياس اللزوجة الفقاعية، فهي بطيئة، وتتطلب جهدًا كبيرًا، وتستغرق وقتًا طويلاً، وعرضة للأخطاء.

تتميز الدهانات عادةً بخاصية التخفيف بالقص، حيث تقل لزوجتها مع زيادة معدلات القص. وهذا مفيد لأداء الدهان، إذ من المهم أن يُطبّق الدهان كطبقة متجانسة وأن يبقى ثابتًا في مكانه بعد تطبيقه. إلا أن مقاييس اللزوجة التقليدية لا تصل إلى معدلات القص العالية الموجودة في عملية الرش، لذا فهي لا تُقدّم سوى معلومات غير مباشرة عن أداء الدهان عند نقطة التطبيق. كما تُعدّ درجة الحرارة عاملاً حاسماً في تحديد اللزوجة، لكن قياسات الأكواب لا تتضمن قياس درجة الحرارة ولا التحكم بها، لذا لا يمكن مقارنتها مباشرةً بدرجة حرارة الرش الفعلية. وهذا قد يؤدي إلى اختلافات في جودة الطلاء مع تغير درجة حرارة العملية.

قياس دقيق وسريع الاستجابة للزوجة أثناء التشغيل

يُمكّن قياس اللزوجة الآلي المباشر من المراقبة المستمرة للطلاء عند نقطة التطبيق، مما يسمح بالتحكم في لزوجة الطلاء لضمان جودة موحدة للمنتج النهائي. Rheonicsمقياس اللزوجة SRV ² هو رنان التواء متوازن قائم على ³ مقياس لزوجة مدمج في خط الإنتاج مزود بقياس مدمج لدرجة حرارة السائل (الشكل 1). بزمن قياس يبلغ ثانية واحدة، يكشف هذا المقياس تقلبات اللزوجة في تيار العملية في الوقت الفعلي، مما يسمح باتخاذ إجراءات تصحيحية فور حدوث أي انحرافات. إدارة اللزوجة المدمجة في خط الإنتاج باستخدام Rheonics يمكن أن يساعد SRV في تخفيف معظم مشاكل طلاء السيارات الشائعة مثل قشر البرتقال، والتغيم، والبقع، واختلافات اللون، وظهور فقاعات المذيب التي يمكن أن تؤثر سلبًا على جودة طلاء السيارة.

 

شكل 1: Rheonics مقياس اللزوجة المدمج، SRV.

 

يُتيح التصميم الصغير لجهاز قياس اللزوجة (SRV) تركيبه مباشرةً في خط الطلاء، بالقرب من نقطة التطبيق. يبقى النظام مغلقًا، فلا حاجة إلى مناولة الطلاء أو نقله لقياس اللزوجة. كما تُسهّل المستشعرات صغيرة الحجم، والمناسبة للبيئات الخطرة، عملية التركيب والصيانة. لا يتطلب الجهاز أي مواد استهلاكية أو أخذ عينات أو تنظيف. القياس مستمر، مما يُعطي إشارة لزوجة واضحة يُمكن استخدامها لمراقبة لزوجة الطلاء والتحكم بها، ولتسجيل قيم اللزوجة للمساعدة في تشخيص مشاكل الجودة.

Rheonics تتميز المستشعرات الرنانة بمعدلات قص عالية بطبيعتها، تتجاوز بكثير نطاق القص العالي لأنظمة الطلاء النموذجية. تقيس هذه المستشعرات الرنانة لزوجة تعكس سلوك الدهانات عند معدلات القص المستخدمة في تطبيقها، بدلاً من إعطاء قياسات غير مباشرة تتطلب تصحيحًا بالتجربة والخطأ لتعكس ظروف الطلاء الفعلية.

يوفر قراءات لزوجة معوضة عن درجة الحرارة

Rheonics تحتوي المستشعرات على خاصية قياس درجة الحرارة المدمجة، مما يسمح بمراقبة درجة حرارة الطلاء عند نقطة التطبيق. وهذا يسمح بتعديل قراءات اللزوجة إلى قيمة لزوجة مُعوضة حرارياً، وهو أمر ضروري لتقدير كمية الصبغة من القياسات الآنية.

تشمل المزايا الفريدة لجهاز SRV لتطبيقات طلاء السيارات ما يلي:

• يعمل بدقة مع كل من الدهانات والطلاءات القائمة على المذيبات والقائمة على الماء.
• رأس مستشعر متين ومحكم الإغلاق. يمكن تنظيف جهاز SRV أثناء التشغيل أو بقطعة قماش مبللة بمذيب، دون الحاجة إلى تفكيكه أو إعادة معايرته.
• لا توجد أجزاء متحركة معرضة للتقادم أو التلوث برواسب الطلاء.
• لا تتأثر بظروف التركيب - يمكن تركيبها في أي جزء من نظام الطلاء.
• غير حساس للمواد الجسيمية؛ لا توجد مشكلة في التلوث أو أي فجوات ضيقة في المستشعر.
• جميع الأجزاء الملامسة للسائل مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L - لا توجد مشاكل تآكل مع الدهانات التجارية أو الإضافات أو المذيبات.
• معتمد بموجب معايير ATEX و IECEx كـ
  آمن بطبيعته - يمكن استخدامه في جميع
  العمليات القائمة على المذيبات.
• نطاق تشغيل واسع وتكامل بسيط - تجعل خيارات الإلكترونيات الخاصة بالمستشعرات والاتصالات من السهل للغاية دمجها وتشغيلها في أنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية وأنظمة التحكم.
• برنامج قوي – Rheonics PaintTrack البرنامج سهل الاستخدام وبديهي، ويعمل بنظام ذكاء اصطناعي متطور من الجيل الخامس، مصمم خصيصًا لتشغيل النظام بنقرة واحدة. يدعم البرنامج واجهات مستخدم متعددة للمشغل، ومشرف الإنتاج، ومدير الجودة، والإدارة. صُمم البرنامج للتحكم الآلي بالأجهزة وجمع البيانات في بيئة المصنع (الشكل 2).

شكل 2: Rheonics مقياس اللزوجة المدمج و PaintTrack نظام يوضح التكامل المباشر لمقياس اللزوجة في عملية طلاء السيارات.

نظرة عامة شاملة على النظام والتحكم التنبؤي

Rheonics أجهزة الاستشعار الرنانة، بالإضافة إلى Rheonics PaintTrack يُتيح نظام التحكم والبرمجيات إمكانية التحكم الفوري في لزوجة الدهانات التمهيدية والنهائية، مع مراعاة تأثير درجة الحرارة، في خطوط طلاء متعددة. ويمكن تحقيق اتساق الطلاء عبر خطوط الطلاء في المصنع حتى في ظل درجات حرارة وظروف تبخر متفاوتة، وذلك من خلال أتمتة نظام الجرعات باستخدام وحدة تحكم تعتمد على قياسات اللزوجة المستمرة والفورية.

الفوائد الرئيسية لـ PaintTrack يشمل نظام التحكم والبرمجيات ما يلي:

• قلل من أوقات الإعداد والتخلص من الهدر عن طريق تحميل مهام التشغيل المسبق للطلبات المتكررة.
• تحسين جودة الطلاء وتقليل التكاليف: تحقيق تناسق الألوان، وتقليل أخطاء الطلاء من خلال ضمان خصائص الطلاء الصحيحة أثناء العملية.
• أتمتة كاملة لتحسين الإنتاجية والكفاءة: زيادة سرعة عملية الطلاء إلى أقصى حد، وتقليل الاعتماد على التعديلات اليدوية للآلة وتقنيات القياس اليدوية.
• دقة عالية وقابلية تكرار ممتازة: لا حاجة للصيانة، ولا لإعادة المعايرة = لا حاجة لأي اهتمام.
• اللزوجة المعوضة لدرجة الحرارة مع التحكم التنبؤي الخاص بالتتبع: حل يثبت اللون وجودة الطلاء بدقة من البداية إلى النهاية في كل مهمة بنتائج قابلة للتكرار.
• يمكنك إخراج الكوب من المعادلة: تتم عملية الطلاء وفقًا لمعايير علمية، بدقة ووضوح أكبر بمئة مرة من أكواب التدفق العادية.

خاتمة

1. مقاييس اللزوجة الاهتزازية، مثل Rheonics تُعدّ مقاييس اللزوجة الدورانية أو الكأسية أقرب إلى محاكاة معدلات القص العالية في تطبيقات رش الطلاء. ولذلك، فإنّ القياسات باستخدام مقياس اللزوجة الدوراني تُعدّ الأقرب إلى التنبؤ بسلوك الطلاء في ظروف الرش الفعلية.
2. التحكم المباشر في اللزوجة باستخدام صمام التحكم في اللزوجة (SRV) و Rheonics PaintTrack يُمكّن هذا النظام من التحكم المستمر في اللزوجة، مما يسمح بإجراء التخفيفات اللازمة في الوقت الفعلي. ويُضمن جودة الطلاء من بداية استخدام البرميل الجديد وحتى نهايته.
3. Rheonics مركبة الاستطلاع السطحي و PaintTrack التحكم في اللزوجة الحقيقية المعوضة لدرجة الحرارة، وهو مؤشر رئيسي لمحتوى الصبغة وجودة الطلاء النهائية.

مراجع حسابات

1. https://www.autoblog.com/2020/05/04/tesla-model-y-paint-issues-fix-detail-video/
2. مقياس اللزوجة المدمج SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
3. مبدأ تشغيل المركبة السطحية للغوص: https://rheonics.com/whitepapers/

مجلة متخصصة في صناعة الدهانات والطلاءات - PCI (https://www.pcimag.com/ينشر مقالاً مميزاً يغطي Rheonics مقياس اللزوجة المدمج SRV و PaintTrackتتناول المقالة كيفية تحقيق اتساق الطلاء عبر خطوط الطلاء في المصنع حتى في ظل درجات حرارة وظروف تبخر متفاوتة من خلال أتمتة نظام الجرعات باستخدام وحدة تحكم تعتمد على قياسات اللزوجة المستمرة في الوقت الفعلي.

ابحث عن رابط المنشور.