مقاله آینده پوشش های خودرو

[Amin 6,457]

همانطور که فناوری تولید خودرو نسبتاً به حد کمال رسیده است، در مورد فناوری آتی پوشش ها و رنگ های خودرو نیز باید روندی مشابه صورت گیرد تا فرایند پوشش دهی و زیر ساختارهای ضروری آن به گونه ای بنا شود که بتوانند فناوری مربوط به گزینش مواد به منظور ساخت بدنه و نیز فرایند های تولید را با در نظر داشتن جنبه های اقتصادی آن تغییر دهند. توانا بودن در امر ارائه راه حل های مناسب جهت کنترل دقیق تولید که هر روزه با سرعت سرسام آوری پیچیده تر می شود، امری الزامی است. طراحی ساختاری و دانش تولید باید مد نظر قرار گیرند و بالا گرفتن تقاضا برای پوشش های با عملکرد خوب می بایست در ساخت ترکیب رنگ و پوشش و فنون اعمال آن همواره لحاظ گردند. تنها مسیری که به آینده منتهی می گردد، تغییر نگرش است.

 

 

ساخت بدنه

فرایند تولید در ساخت خودرو عموماً با ساخت بدنه آغاز می گردد، یعنی جایی که در آن اجزای فولادی که از واحد پرس کاری دریافت شده اند ، روی هم سوار می شوند.تقریباً در سراسر جهان متداول ترین روش اتصال اجزا همان جوشکاری است. در پی این مرحله بدنه به واحدهای اجرای فرایند های پوشش دهی منتقل می شود، یعنی جایی که کار با شستشو و چربی زدایی آغاز شده و سپس سطح فلز فسفاته می شود. در ادامه، مرحله سوم همیشه شامل اعمال لایه ضد خوردگی از طریق الکتروفورز، آستری و لایه رویه اجرا می گردد. کلیه مراحل فوق مستلزم صرف هزینه های قابل ملاحظه ای هستند که شامل، فناوری اعمال رنگ، کنترل جریان مواد نظیر مقادیر متنابهی از هوای تهویه شده، مسیرهای جریان آب و بازیافت ضایعات و مقادیر بالای مصرف انرژی در فرایند سوار کردن قطعات خودرو و دقت، در کاربری و نشانیدن پوشش هاست.

همانطور که میدانیم در ادامه کار مراحل نصب اجزای اصلی داخل بدنه ، شاسی و پوشش بی رنگ نهایی انجام می شود. هدف از عملیات پوشش دهی در راستای فرایند تولید خودرو ، حفاظت زیر آیند ها یا قطعات و نیز جنبه های تزئینی محصول است.

تغییر یافتن کل فرایند تولید خودرو و بخصوص ساخت بدنه آن اثر فاحشی بر فرایندهای پوشش دهی بر جای گذاشته که اجتناب از آن ها ممکن نیست. از آنجاییکه نهایتاً این بدنه است که نیروهای وارده بر وسیله نقلیه را تحمل می کند، در نظر داشتن سه عامل در طراحی ساختاری بی نهایت حائز اهمیت است: وزن، سختی و چگونگی تغییر شکل بدنه در تصادفات.

تغییرات جدیدی صورت گرفته تا با دسترسی به مواد نوین از وزن بدنه کاسته و علاوه بر بخش های فولادی، از مواد سبکی نظیر پلاستیک ها، آلومینیوم و منیزیم نیز استفاده گردد. با وجودی که طراحی وسایل نقلیه تمام آلومینیومی مد روز گشته ولی هنوز هم فولاد، ماده اصلی سازنده بدنه خودرو است و بطور متوسط 600 کیلوگرم از بدنه را شامل می شود.

مورد دیگری که بحث بر سر آن ادامه دارد ، حرکت تدریجی از بدنه های یکپارچه به سوی طراحی های داربستی است. گذشته از جنبه های ساختاری، این نوع طرحی جدید، سوار کردن نهایی را با امکانات بیشتری روبرو می سازد و در مجموع کار را انعطاف پذیر تر خواهد کرد.

در رابطه با صنعت پوشش دهی شخص می تواند اینطور تصور کند که در طراحی های نوین تنها باید پوسته بیرونی را پس از نصب اجزای اصلی و قطعات داخلی ، روی مجموعه سوار شده پوشش داد.

دانش تولید

برای باقی ماندن در میدان رقابت ، صنعت خودرو همواره دانش تولید پیشتاز را تجربه می کند. در حال حاضر، عمده تمرکز روی مونتاژ واحدهای پیش ساخته بزرگ است. طراحی هایی وجود دارد تا بتوان نهایتاً واحدهای سرهم شده آماده را بکار برد که البته دیدگاهی کاملاً متفاوت است. با ورود این دانش تولید، باید واحدهای مونتاژ مرسوف، یعنی ساخت بدنه، پوشش دهی و سرهم بندی نهایی، برچیده شوند و همزمان مجموعه واحدهای مونتاژ بدنه و پوشش دهی بدنه با واحدهای غیر متمرکز ، کارخانه تولید خودرو تنها محل سوار کردن و تکمیل نهایی خواهد بود یعنی جایی که در آن اجزا یا واحدهای مختلف طی یک روش نظام دار منطقی زمانبند تحویل گرفته می شوند. این ملاحظات از طریق بخش های کلیدی طرح و توسعه که امروزه به عنوان نگرش های اساسی توصیف می شوند، نیز منعکس می گردند.

ده نگرش اساسی عبارتند از:

1- انعطاف پذیری، نیاز ها و موجودی ها

2- دیجیتالی کردن

3- روش تولیدی که بسوی انعطاف پذیری هر چه بیشتر جهت گیری نموده است

4- محصولی با انعطاف پذیری هر چه بیشتر

5- سازمان اطلاعات

6- مواد نوین

7- ایمنی

8- راحتی و آسودگی

9- قابلیت پشتیبانی

10- سامانه های انتقالی نیروی نوینی که سرعت خودرو را با شتاب آن بطور پیوسته و خودکار هماهنگ می کنند.

از ده مورد فوق حداقل هشت مورد آن به طرق مختلف، در ارتباط با فناوری پوشش دهی اثر جدی می گذارد. با انجام هر یک از تاثیرات فوق در صنعت خودرو سازی با تاثیرات زیادی در توسعه فناوری پوشش دهی مواجه خواهیم شد، یعنی دقیقاً همانند مواردی که در گذشته هم وجود داشت چرا که باقی نگه داشتن ارزش محصول ( خودرو) در نهایت غیر قابل اجتناب خواهد بود.

البته وسایل نقلیه باید این اثر را که کدام سازنده آن را ساخته است روی خریدار بر جای گذارد. تفاوت ها در نوع تزئین و ظاهر بدنه باید فقط از بابت طراحی چشمی قابل تمیز باشد و نه با توجه به نیازهای ساختاری. نتیجه آنکه، توسعه درست و مناسب و نیز سازگاری در ساختارهای تولید باید این اطمینان را بوجود آورند که فرایند های پوشش دهی را می توان با اطمینان به سوی یک چهار چوب هدف دار و به طریقی کاملاً کنترل شده هدایت کرد.

متاسفانه دلایل صرفاً اقتصادی، همواره بر خلاف این روش های کاملاً تخصصی جهت گیری می کنند . البته صحبت هایی وجود دارد که بر امکان ایجاد مصالحه بین روش های نوین و جنبه های اقتصادی از طریق ارزیابی های کل نگرانه دلالت دارد. برای عملی شدن چنین موردی باید میان بهینه کردن روش کنترل پیچیدگی فرایند و حداکثر میزان عمومیت یافتن آن راه سازشی پیدا کرد. با این حال، علاوه بر کنترل پیچیدگی فنون مورد نیاز برای ایجاد لایه پوشش نهایی ، بسیار ضرورت دارد که با موادی کارشود که حداقل اثرات منفی را بر محیط زیست بر جای گذارند.

ترکیبات نانو

همراه با بسیاری از دیگر صنایع، صنعت پوشش ها نیز تحت تاثیر موارد کاربردی و خصوصیات نوین مواد نانو قرار گرفته است. اکنون توان بالقوه بازار برای ورود این دسته از مواد بسیار نیرومند است. در حال حاضر کارایی را که از ترکیبات نانو در پوشش دهی سطوح انتظار می رود هم مد نظر مصرف کنندگان حرفه ای و هم عموم است.

همانطور که قبلاً اشاره شد، در این بخش از صنعت رقابت میان جنبه های اقتصادی و میزان کارایی مواد محافظت کننده و زیرآیندها و نیز گاهاً دستیابی به زیبایی مطلوب ، ایجاد می کند که برای رسیدن به مواد با خواص مورد نظر و نیز زمینه های طراحی آن ها ، نانو مواد حضور داشته باشند. بویژه برای بالا بردن مقاومت سطح به نظر می رسد که در آینده ترکیبات نانوی مناسبی پیدا خواهد شد که حتی از مواد توسعه یافته برای بالا بردن مقاومت سطح نیز پیشی خواهند گرفت. صنایع تحقیقاتی پوشش ها و رنگ ها در پی پیشرفت های علمی و تقویت آن ها در زمینه علوم نانو و فناوری نانو با حداکثر توجه به علم ابعاد و همگام کردن آن ها با سامانه های پوشش دهی هستند.

پوشش های هوشمند

صنایع تحقیقاتی پوشش و رنگ شدیداً در حال کار بر روی اصولی هستند که به واقعیت پیوستن پوشش های هوشمند را ممکن خواهد ساخت ولی البته استفاده از آنها به عنوان مثال در پیوسته بیرونی بدنه خودرو ، هنوز چندان قابل پیش بینی نیست.

با این حال ، نباید این حقیقت را از نظر دور داشت که برای به حقیقت پیوستن این مورد جهت کاربری در پوسته بیرونی وسایل نقلیه، در قیاس با دیگر کاربردها مانع بزرگی وجود دارد و البته هم زمان برای کلیه فرایندهای صنعتی تقاضایی وجود دارد مبنی بر ممانعت از بالا رفتن بی رویه فشار های رقابتی از طریق استاندارد کردن و استفاده از روش های به حد کافی مقتصدانه جهت کاهش قیمت ها.

یک راه دیگر برای رسیدن به این هدف کاهش زمان فرایند پوشش دهی است. هنوز هم روش های نوین فرایندهای پوشش دهی و رنگ آمیزی خودرو دقیقاً بیش از چهار ساعت وقت می گیرند. به همین دلیل توجه زیادی روی کم کردن این زمان شده است.

دیگر انواع واکنش های شبکه ای شدن پوشش نظیر سامانه های سخت شوند با تابش نه تنها انرژی گرمایی مصرفی را تا حد زیادی کاهش می دهد بلکه زمان کار را نیز کوتاه می کند.

این فناوری برای سطوح دو بعدی و زیرآیند های شفاف پیش از این بسیار مورد استفاده بوده است. اما در این مورد که تولید خودرو مد نظر است باید به مشکلات فنی بسیار حادی فائق آمد که البته قبلاً در این فناوری مطرح نبوده و در حال حاضر نیز راه حلی برای آن وجود ندارد. در ضمن شکل هندسی پیچیده بدنه خودرو چالش واقعی برای کار واقع گشتن فناوری تابش دهی است. البته شواهد نشان می دهد که تلاش های فراوانی برای فائق آمدن بر این مشکلات آن هم از طریق سرمایه گذاری روی تحقیق و توسعه در حال انجام است. در فناوری uv سعی می شود تا اشیا سه بعدی را در پلاسمای uv پخت کنند.

با توجه به این دیدگاه می توان نتیجه گرفت که در آینده هنوز هم وظایف مرسوم پوشش های سطح باید همان حفاظت سطح و تزیین باشند. از بابت زیرآیند نیز که حداکثر آن ها هنوز هم بر پایه فلزات هستند، موقعیت همچنان بی تغییر باقی خواهد ماند.

حفاظت از خوردگی بدان جهت نیاز است که زیرآیند باید بتواند وظیفه خود را در رابطه با محافظت مکانیکی و تخریب در برابر uv که توسط عملکرد آستری مهیا می گردد، حفظ نماید. به احتمال خیلی زیاد جنبه تزئینی نیز همچنان هردو وظیفه فام دهی و محافظت از خوردگی را بطور کامل اجرا می نماید.

این را نیز باید به خاطر سپرد که از دیدگاه کلی نگرنانه فرایند یکی سازی، حداقل نشر مواد آلی فرار، بالاترین کارایی برای مواد و تاب تحمل آوردن در برابر تغییرات می تواند به حقیقت تبدیل شود ، اگر از عملکرد پوشش بطور سامانه گرا فقط در جایی که به آن نیاز است استفاده گردد. برای توسعه هر چه بیشتر فرایندهای یکپارچه سازی، صنایع پوشش و رنگ روند تحقیق و توسعه را بر روی موادی انجام می دهند که تحت شرایط کاربردی و در نظر گرفتن عوامل بوم شناسی که وابسته به سامانه های تولید فعال اند، کارکرد بهتری داشته باشند تا به این ترتیب موانع موجود بر سر راه سرمایه گذاری روی صنایع خودروسازی به حداقل میزان خود برسد.

تحلیل فرایند پوشش دهی

صنایع تحقیقاتی رنگ و پوشش ها بطور معمول در حال بررسی دیگر فرایند های پوشش دهی هستند تا با تحلیل آن ها بنیاد اساسی روش های نوین آتی را پی ریزی کنند. مولف معتقد است که بررسی کل فرایند محافظت در برابر خوردگی ، فرصت های مناسبی برای بهینه سازی جهش قدم به قدم از طریق شیمی هوشمند تر بوجود خواهد آورد ، طوریکه فرایندهای منطبق با آن کارایی به مراتب بالاتری خواهند داشت. با این حال باید وقت زیادی صرف کرد تا به این افق جدید رسید.

روش طراحی و دانش بر پایه کاربرد قطعات پلاستیکی یا صفحات پوشش داده شده راه را برای طراحی اجزا و کل بدون نیاز به کارگاه رنگ آمیزی باز خواهد کرد. برای این مقصود لازم است که صفحات پوشش داده شده به شکل کلاف یا سطح رنگ خورده همراه با لایه نهایی مهیا گردند. با این وجود ، این موارد در صورتی تحقق خواهد یافت که در تولید اجزا و یا سرهم کردن اجزا بتوان تماماً از فرایند اتصال گرمایی بهره جست.

برای زیر آیند غیر فلزی، دانش پلاستیک های تقویت شده بسیار جلب توجه می کند و می توان آن را برای تولید اجزا با کارایی بالا به کار برد. مشکل تمام روش ها ، توسعه یافتن راهی برای رسیدن به کیفیت سطح با کلاس a بود که در برخی موارد با اشکالات بسیار جدی برخورد شد و یا اصلاً نا ممکن گردید ولی محققین می دانستند که رسیدن به این مورد برای قسمت بیرونی بدنه خودرو اجتناب ناپذیر است. گذر از این مشکل و امکان استفاده از خواص این زیرآیندها در قطعات بیرونی بدنه خودرو، زمانی با موفقیت روبه رو شد که سامانه ای توسعه یافت که در وحله اول اساس آن را تفکیک ، بر مبنای عملکرد شکل داده بود.

یک سطح پیش ساخته با فام مورد نظر از طریق تزریق پاششی، تزریق فشاری یا تزریق اسفنج به یک قطعه کامپوزیتی تبدیل می شود و این امکان را مهیا می سازد که زیرآیندی با بهترین خواص به دست آید طوریکه نیازها با برترین کلاس سطح را برآورده سازد.

برای رسیدن به این شرایط توسعه روش تولید ورقه های پیش پوشش شده الزامی بود ، چرا که تنها در اینصورت می شد انطباق بین فام درخواستی و فام نهایی بدنه خودرو را بی هیچ محدودیتی در اختیار داشت. در ضمن از این طریق می توان از سازگار بودن سطح با سامانه پوشش شفاف نهایی نیز مطمئن بود.

صنایع پوشش دهی و رنگ همانند بسیاری از دیگر صنایع به تلاش پی گیر در زمینه های مختلف وابسته است. تلاش هایی که همواره به یافتن راه حل های مناسب منتهی خواهد شد تا نیازهای اقتصادی و تقاضا در یک طیف وسیع را جوابگو باشد. برای آنکه میزان ارزش افزوده در صنایع تولید خودرو در حداکثر میزان خود تثبیت گردد لازم است که میان صنایع خودرو، سازندگان ماشین آلات و سامانه ها و نیز صنایع رنگ ارتباط قوی و نظام مند برقرار گردد و برای آنکه به این هدف پیچیده اما کامل دست یافته شود باید همکاری ها بسیار بیشتر گردد. اگر محافظت و تزئین وسیله نقلیه در راس امور باقی بماند، در آینده چالش اصلی برای پوشش های مصرفی در صنعت خودروسازی اساساً بر بهینه سازی کارایی و اثر گذاری در بلند مدت متمرکز خواهد شد.

مجله صنعت و رنگ-شماره 28

[محسن شنوفی 10]

با تشکر از شما