Llevar un brillo los plásticos

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Es un hecho ineludible: seres humanos como cosas brillantes. Como tal, los diseñadores automotrices están utilizando cada vez más piezas con la aparición del metal para hacer sus vehículos – especialmente ésos en el extremo superior del mercado – visualmente distintos. Por ejemplo, tome Toyota Hilux, un camión de recogida favorecido tradicionalmente por los granjeros y los trabajadores de construcción el mundo encima. Un final del cromo en la parrilla, los espejos de ala, los tiradores de puerta y los carriles delanteros del pie de la última versión la imbuye con la clase de calidad y de sofisticación que apelan a lo que describe Toyota como “el mercado rápidamente cada vez mayor del ocio” – los que les gusta conseguir mojados y fangosos, pero solamente en los fines de semana.

El uso de los metales reales para estos componentes es prohibido por apremios del coste y del peso, así que éstos son substituidos por los plásticos metalizados, creados generalmente electrochapando. En este proceso, la superficie del plástico – típicamente acrilo-nitrilo-butadieno-estireno – debe primero ser hecho eléctricamente conductor, que es alcanzada depositando una capa de níquel durante la inmersión química. Una vez que la superficie del plástico es conductora, se sumerge en una solución de las sales metálicas conectadas con un cátodo. Un conductor anódico también se coloca en el baño, que conjuntamente con positivamente - las sales cargadas crean un circuito eléctrico. Las sales metálicas son por lo tanto atrajeron eléctricamente al substrato, donde forman una capa.

Sin embargo, el electrochapado podía pronto llegar a ser problemático debido al uso de materiales potencialmente peligrosos en el proceso, tal como cromo VI. Éste es particularmente el caso en la UE, con su registro, evaluación, autorización y restricción de las regulaciones de las sustancias químicas (ALCANCE). Julius Schmidt de la compañía superficial Oerlikon Balzers de las tecnologías explica: Las “regulaciones ambientales del ALCANCE de la UE restringirán el uso del cromo VI en septiembre de 2017. Habrá una fase de la autorización, significando que los que utilizan el electrochapado con el cromo VI pueden solicitar una extensión a su tiempo de producción – probablemente cinco a siete años – pero todos están buscando una alternativa para metalizar los plásticos que sea Alcance-obediente.”

Schmidt es el encargado de ventas global para una tecnología llamada el ePD, que ha sido desarrollado por Oerlikon como alternativa al electrochapado. Representando la deposición de vapor física integrada (PVD) para las piezas del diseño, el proceso del ePD no requiere el uso de los derivados del cromo y no produce ninguna basura de metales pesados o aguas residuales contaminada – significando que cumplirá con regulaciones del ALCANCE. Además, Schmidt demanda que el ePD se puede utilizar para producir partes en una gama más diversa de colores, y con mayor resistencia a la corrosión, que posible usando el electrochapado.

Las capas del ePD consisten en tres capas: una cartilla de la laca curable por la radiación (ULTRAVIOLETA) ultravioleta; una película decorativa fina, metálica; y un abrigo ULTRAVIOLETA de la laca. Se aplican usando el INUBIA I de Oerlikon 6 y yo 12 sistemas. El coste de instalar una línea de INUBIA es similar a la inversión requerida para una línea de electrochapado, según Schmidt. Oerlikon demanda que estos sistemas completamente automatizados e integrados permiten la producción en grandes cantidades de piezas metalizadas de acuerdo con especificaciones automotrices.

Los parámetros de proceso y las recetas para las capas del ePD son proporcionados por Oerlikon, y se pueden ahorrar y reproducir automáticamente en cualquier momento. Por otra parte, los servicios remotos pueden tener acceso a los controles del equipo, permitiendo el intercambio y cargar de parámetros. Los acontecimientos de proceso se registran y se pueden recuperar en cualquier momento.

El INUBIA I6 tiene una longitud máxima del objeto de 600m m, mientras que el límite para el I12 es 1,200m m. Usando estos sistemas, los ejes que contienen las piezas que se metalizarán se cargan en la máquina antes de que un CO2 del nieve-jet limpio se realice. El basecoat de la laca se aplica y después se cura usando la radiación ULTRAVIOLETA – un sistema desarrollado por Oerlikon en colaboración con la compañía BRITÁNICA Fujichem Sonneborn, que suministra la laca. “Nuestro proceso ULTRAVIOLETA es muy rápido; es solamente una cuestión de segundos,” Schmidt señala. El basecoat sirve normalizar irregularidades en la superficie del substrato plástico inyección-moldeado.

Una película metálica o matálica-cerámica entonces se aplica a este basecoat usando un magnetrón que farfulla técnica de PVD. Durante este proceso, positivamente - los iones cargados del plasma son acelerados por un campo eléctrico sobrepuesto en a negativamente - blanco cargada. Los iones positivos atacan el blanco con la suficiente fuerza para desalojar y para expulsar los átomos de ella, que entonces condensan en superficies próximas.

Encima de esta película fina, metálica, se aplica otra capa ULTRAVIOLETA de la laca de la rápido-sequedad, que permite al aspecto de la capa metálica ser adaptada. Schmidt dice: “Nos da flexibilidad. Podemos ir de una mirada muy muy brillante a un mismo punto bajo, a un semi-lustre o a una mirada mate poniendo un agente de la estera en el abrigo.” El abrigo también proporciona la protección y aumenta la durabilidad de la capa.

Los ejes que llevan a cabo las piezas metalizadas pueden entonces ser descargados. “La duración de ciclo para cada eje es menos de 45 segundos; eso significa cada 45 segundos que conseguimos a la etapa siguiente del proceso,” Schmidt continúa. “Para la línea completa de INUBIA, de introducir las piezas a salir las piezas, tarda menos de una hora. Otros procesos toman mucho, mucho más largo.”

Las capas resultantes son altamente resistentes a la corrosión – más tanto como ésos producidos usando el electrochapado, según Schmidt – y han soportado pruebas usando el fango ruso, que contiene las sales altamente corrosivas y se utiliza típicamente para deshelar el hielo en los caminos en Rusia y Canadá. El proceso del ePD es también altamente flexible, abarcando una amplia variedad de polímeros. “Generalmente cada polímero que usted puede pintar, podemos también cubrir,” dice a Schmidt.

Siguiendo la adaptación del lustre de la capa, una amplia variedad de colores pueden ser alcanzados. “Con el electrochapado, usted puede hacer el cromo muy brillante y el cromo del satén-lustre, pero usando otros colores le limitan muy,” Schmidt señala. Esta capacidad era central a la decisión por Volkswagen (VW) utilizar el ePD para el concepto activo del GTE de Tiguan que fue presentado en el salón del automóvil de Detroit en enero este año. Las cubiertas del exterior-espejo del vehículo, el marco de la delantero-luz y las tiras de la radiador-parrilla fueron metalizados en una tonalidad similar al hematites, llamado el ‘cromo negro’, que los especialistas de Oerlikon definidos en cooperación con diseñadores de VW.

Además, la capa metálica produjo usando el proceso de la farfulla del magnetrón es los solamente cerca de 0.2µm en el grueso, comparado con los hasta 60µm para las capas electrochapadas, y por lo tanto conserva recursos. Por otra parte, las piezas plásticas ePD-revestidas se pueden reciclar fácilmente en el final de su vida de servicio.

La delgadez de la capa metálica producida vía medios del ePD que las piezas metalizadas se pueden hacer transparentes para encenderse y las ondas electromagnéticas. La última función podría llegar a ser útil para las partes frontales de los vehículos, donde el número cada vez mayor de sensores empleados – por ejemplo, para la detección de la distancia y de colisión – podría comenzar a comprometer la estética del vehículo. Usando ePD, los sensores se podían encubrir detrás de insignias o de parrillas delanteras.

Hay actualmente dos líneas del ePD en funcionamiento, una en Oerlikon en China y una en Zanini Grup auto en España, pero Schmidt está trabajando en traer la tecnología a los nuevos clientes, apuntando tres tipos principales. El primeros son los electroplaters existentes, que pueden querer ampliar sus capacidades actuales para producir las piezas que son transparentes encenderse y las ondas electromagnéticas. El segundo está cubriendo a los especialistas que miran para incorporar un nuevo mercado. Nanogate Alemania-basado, en donde una tercera línea del ePD se está poniendo actualmente, es buen ejemplo de estos últimos. La compañía ha invertido en un INUBIA I6 que llegará a ser operativo en el tercer cuarto de 2016, complementando las tecnologías de capa existentes de la compañía.

El Director de Operaciones en Nanogate, Michael Jung, dice: “El aumento de plásticos con las capas de metal de alta calidad, diseño-orientadas está llegando a ser constantemente más significativo, que es porqué Oerlikon Balzers y Nanogate han estado trabajando ya juntos por dos años.” Él continúa: “Nuestros clientes han mostrado interés distinto. Contamos con el potencial de mercado accesible a Nanogate en la mediados de-tres-figura-millón gama para la metalización multifuncional innovadora de superficies.”

Schmidt añade: “Hay un tercer grupo de clientes potenciales, grupo muy interesante para nosotros, que incluye grande grada-unos que no tengan actualmente una capacidad de electrochapado. Ahora pueden cambiar la cadena de suministro, que no ha sido posible antes con las piezas de Chrome-mirada; tienen una ocasión a la en-fuente el proceso de la metalización.”

Zanini Grup auto de productos del rueda-ajuste de las fuentes de España, de parrillas de radiador, de manijas de la puerta trasera, de emblemas, de tiras y de cubiertas del saco hinchable a los OEM en todo el mundo. La compañía ha estado utilizando la tecnología del PVD de Oerlikon desde 2005 y ahora ha instalado un INUBIA P6 (módulo de la pintura) para la capa ULTRAVIOLETA de la laca de componentes plásticos. Este sistema permitirá que suministre las capas basadas en tecnología del ePD. La compañía también tiene la opción de la capacidad cada vez mayor añadiendo un sistema de capa completamente automatizado, en línea de PVD, que combinará la capa de PVD y la tecnología ULTRAVIOLETA de la pintura en un sistema totalmente integrado.

El director de fabricación y que dirige de Zanini, Xavier Serra Monté, dice: “Vemos esto como el principio de una colaboración acertada, mientras que planeamos ampliar nuestras capacidades basadas en tecnología del ePD de Oerlikon Balzers dentro de otros sistemas en Europa, los E.E.U.U. y China, de acuerdo con necesidades del mercado.”