Elektroforetische coatings voor precisiestaal en CNC-gefreesde componenten

Elektroforetische coatings voor precisiestaal en CNC-gefreesde componenten

Oppervlaktebescherming is de belangrijkste oorzaak van defecten aan metalen componenten in de praktijk. Corrosie begint ook op moeilijk bereikbare en moeilijk te inspecteren plekken, zoals interne boringen en holtes, lasnaden, schroefgaten en inzetnaden. Spuitlakken laten deze plekken vaak onbehandeld. Dit leidt tot voortijdige defecten, kostbare herstelwerkzaamheden en een kortere levensduur van wat anders een perfecte assemblage zou zijn geweest.

Elektrocoating pakt het probleem bij de bron aan. Een uniforme film wordt aangebracht op de geleidende oppervlakken van alle metalen onderdelen door het onderdeel onder te dompelen in een bad met een uniforme film. Dit is ook mogelijk op moeilijk bereikbare plekken die niet met spuitmethoden te behandelen zijn. Elektrocoating is een van de beste afwerkingstechnieken voor precisieonderdelen. Het biedt bovendien een zoutnevelbestendigheid van meer dan 1,000 uur en de filmdikte kan tot op nanometerniveau worden gecontroleerd.

Het coatingproces is ook belangrijk voor de engineer die afwerkingen specificeert voor assemblages met hoge toleranties, of voor de consument die assemblages in grote hoeveelheden afneemt. ProLean Tech biedt in-house maatwerkbewerkingen met suggesties voor nauwkeurige oppervlakteafwerking, waardoor teams de juiste oppervlaktebehandeling kunnen creëren die aansluit bij de geometrie, toleranties en bedrijfsomstandigheden van hun onderdelen. We bieden verschillende vormen van precisie bewerkingsdienstendie het meest geschikt zijn voor elk programma.

Wat is E-Coating?

Elektrocoating, ook wel e-coating genoemd, is een nat elektrodeproces waarbij een verflaag op een metalen ondergrond wordt aangebracht. Bij e-coating, een natte coatingtechniek, wordt het materiaal volledig ondergedompeld. Dit in tegenstelling tot spuitverven, waarbij het oppervlak vanuit het zichtveld moet worden bereikt. De coating kan interne kanalen, schroefdraad en holtes bedekken die met spuitapparatuur moeilijk bereikbaar zijn.

Dit is met name van toepassing op CNC-gefreesde onderdelen en precisie-staalcomponenten, omdat de gevormde dunne laag qua afmetingen nauwkeurig kan worden geregeld zonder dat deze zich in grote hoeveelheden op delicate oppervlakken aangroeit. Deze controle is echter geen voordeel bij onderdelen met afmetingen van enkele microns. Om die reden is men overgestapt op e-coating in plaats van de alternatieve coatingmethode.

Stapsgewijs E-coatingproces

Het e-coatingproces is een meerstaps, herhalend proces dat de kwaliteit van het productieproces van ruw metaal tot aan de uiteindelijke uitharding controleert.

• voorbehandeling De onderdelen worden gereinigd om verontreinigingen, bewerkingsolie en oxiden te verwijderen. Vervolgens wordt het onderdeel voorzien van een zink- of ijzerfosfaatlaag om het een corrosiebestendige coating te geven en de hechting te verbeteren.
• Dompeling in bad: Plaats de vochtige kant van het werkstuk in een bak met 80 of 90 procent gedemineraliseerd gedestilleerd water en 10 of 20 procent verfbestanddelen (acryl- of epoxyharsen).
• Elektrodepositie Dit wordt gedaan met gelijkstroom (DC). De verfdeeltjes worden geladen en bewegen zich naar het tegengesteld geladen oppervlak van het onderdeel. Ze vormen een uniforme laag op elk oppervlak, zoals uitsparingen, interne details, enz. Anders zou dat niet veilig zijn.
• Na het spoelen: Niet-gebonden overtollig materiaal wordt tijdens het naspoelen verwijderd. Gerecyclede verfresten kunnen als onderdeel van het verfbad worden gebruikt. Hierdoor is de overdrachtsefficiëntie meer dan 95 procent en wordt er bovendien veel minder afval geproduceerd in vergelijking met spuitapplicatie.
• Uitharding: De elementen worden gedurende minimaal twintig minuten verhit tot 175 tot 200 graden Celsius. Door de hitte van de oven wordt de hars uitgehard, waardoor een corrosiebestendig, niet-poreus oppervlak ontstaat.

Waarom elektrocoating geschikt is voor precisiebewerkte onderdelen

Galvaniseren van bewerkte onderdelen

De meeste afwerkingstechnieken werken met eenvoudigere vormen. E-coatings zijn ontwikkeld en worden voortdurend verbeterd voor precisiebewerkte onderdelen. Ze zijn met name nuttig voor precisieonderdelen vanwege hun drie belangrijke prestatie-eigenschappen.

Asymmetrische dekking van complexe kenmerken

De elektrische lading van de e-coating genereert wat afwerkingsexperts 'werpkracht' noemen: het vermogen om verf aan te brengen op plaatsen waar dit anders niet mogelijk zou zijn met conventioneel spuiten en dompelen. Dit is een groot voordeel voor CNC-gefreesde onderdelen met blinde holtes of interne boringen. Dit is het voordeel van e-coatings ten opzichte van andere coatings.

Onderdelen die niet gespoten kunnen worden, zijn onder andere tandwielkasten en accubehuizingen. De E-coating bereikt deze onderdelen wel.

Nauwe filmdikte voor tolerantiekritische componenten

De normale e-coat heeft een laagdikte van 15 tot 35 micron. Dit is veel fijner dan poedercoating, die tot wel 60 micron dik kan zijn. Dit is nodig om een ​​gecontroleerde afzetting te bereiken bij CNC-gefreesde onderdelen of bij boringen die met een perspassing zijn vervaardigd. Het toevoegen van nog eens 100 of 80 micron coating zou de passing verstoren. Een coating van 20-30 micron zal, mits gelijkmatig aangebracht, over het algemeen geen invloed hebben op de passing. Het kan echter nog steeds de passing beïnvloeden bij bepaalde precisieonderdelen, met name bij onderdelen met nauwe toleranties of delicate details.

De dikte van de folie moet vóór de productie worden bepaald en gecontroleerd.

Dimensionale risicokosten Corrosiebestendigheid

Volgens ASTM B117 doorstaat een E-gecoate precisiecomponent de zoutsproeitest van meer dan 1,000 uur. Het niet-poreuze oppervlak vormt een barrière die bestand is tegen zout, vocht en milde chemicaliën. Dit type bescherming is vaak nodig voor onderdelen die gebruikt worden als onderstel van auto's, industriële apparatuur, landbouwmachines of als behuizing voor buitengebruik.

Kies de juiste chemische samenstelling voor het type e-coating.

Niet alle e-coatings zijn hetzelfde. De twee belangrijkste parameters hebben een directe invloed op de polariteit van de elektriciteit en het type hars.

Kathodische elektrocoating versus anodische elektrocoating

Bij kathodische elektrocoating (CED) is het werkstuk de negatieve elektrode. De metaalionen worden tegengehouden en kunnen niet door de verffilm heen bewegen. Hierdoor ontstaat een dichtere en corrosiebestendigere coatinglaag. Kathodische coatings worden gebruikt in meer dan 95 procent van alle industriële toepassingen en in vrijwel de gehele automobielproductie.

De coating kan binnenshuis of in omgevingen met minder strenge eisen worden gebruikt. De migratie van metaalionen die tijdens het proces plaatsvindt, vormt een beperking voor de prestaties van het anodische systeem. De meeste precisiebewerkte componenten dienen kathodisch te worden gecoat.

Kathodische e-coating is de juiste keuze voor auto-onderdelen, zware machines en alle componenten die een sterke corrosiebescherming nodig hebben in veeleisende omgevingen. Anodische e-coating is beter geschikt voor binnentoepassingen of onderdelen met lagere eisen aan corrosiebestendigheid, zoals verlichtingsarmaturen of interieurbeslag. Weten welk type coating het meest geschikt is op basis van de blootstelling en prestatie-eisen van het onderdeel, helpt coatingproblemen en onnodige kosten te voorkomen.

Houd bij het kiezen tussen anodische en kathodische e-coating rekening met de volgende factoren:

Epoxyharssystemen versus acrylharssystemen

Het wordt gebruikt als voorkeursprimer voor structurele componenten en onderdelen van de onderkant van de auto die aan extreme industriële omstandigheden worden blootgesteld. Het heeft slechts één nadeel: de UV-bestendigheid. De epoxyharsen in de coating zullen namelijk verpoederen en degraderen bij langdurige blootstelling aan de zon. Daarom moeten oppervlakken die aan de buitenkant van de auto worden blootgesteld, een UV-bestendige coating hebben. plating afwerking bovenop de verf.

Kathodische acryl-elektrocoating overbrugt de UV-kloof. Acrylproducten zijn het meest geschikt voor landbouwmachines, HVAC-systemen en zichtbare panelen van huishoudelijke apparaten. Ze bieden een goede kleurechtheid, prestaties buitenshuis en zijn bestand tegen zware omstandigheden. Een nadeel is dat de chemische bestendigheid van acryl iets lager is dan die van epoxy. Dit moet worden afgewogen tegen de UV-eisen van elke toepassing.

Elektrochemische coating versus poedercoating versus anodiseren

Bij het kiezen van een oppervlaktebehandelingsmethode moet rekening worden gehouden met de volgende aspecten: dekking, laagdikte, corrosiebestendigheid en esthetiek. Hieronder worden de belangrijkste verschillen tussen typische CNC-gefreesde onderdelen vergeleken.

Deze twee lagen vullen elkaar aan. De E-coat fungeert als een corrosiebestendige primer voor alle oppervlakken, inclusief de niet-zichtbare. Poedercoating biedt zowel een decoratieve toplaag als een dikkere beschermlaag voor zichtbare oppervlakken. Het duplexsysteem is inmiddels een standaard voor de productie van auto's en zware machines.

Ontwerprichtlijnen voor elektrische coating van precisie-CNC-onderdelen

E-gecoate carrosserieframe

Elektromagnetische coatings zijn geschikt voor complexe geometrieën, maar zijn niet immuun voor geometrische problemen. Het ontwerp van het onderdeel bepaalt of het consistente en betrouwbare resultaten oplevert.

Afvoergaten en ventilatiegaten

Afwatering en ventilatie zijn belangrijke details voor holle profielen, doosvormige constructies of gevouwen behuizingen. Deze moeten vóór de productie worden gecontroleerd. Als er onvoldoende afwateringsgaten in het onderdeel zitten, kunnen chemicaliën die gebruikt worden voor voorbehandeling, spoelwater en coatingmaterialen vast komen te zitten. Dit kan leiden tot corrosie, vervuiling en een ongelijkmatige filmvorming.

In elke fase kan vloeistof vrij in en uit de holle secties stromen. Elke holle sectie heeft een klein ontluchtingsgaatje aan de bovenkant. Deze goedkope toevoeging aan het ontwerp voorkomt dure kwaliteitsproblemen.

Overlappende gebieden, overlappende verbindingen en lasnaden

Op de oppervlakken van plaatmetaal en gelaste constructies kan vocht ophopen, wat leidt tot een inconsistente voorbehandeling. Reinigen kan lastig zijn als er flux of oxide in de lasnaden achterblijft. In de capillaire ruimte tussen gevouwen randen en overlappende verbindingen kunnen chemicaliën voor de voorbehandeling of spoelwater achterblijven. Dit kan leiden tot een slechte hechting na het coaten of blaasvorming.

Lasnaden moeten doorlopend zijn, niet onderbroken. Vloeistoffen kunnen tussen de lasrupsen vast komen te zitten. Het afdichten of minimaliseren van de randen van overlappende verbindingen is belangrijk in gebieden waar langdurige corrosiebescherming vereist is.

Scherpe randen en gebieden met een hoge stroomdichtheid

Scherpe randen kunnen een ongelijkmatige filmopbouw veroorzaken. Binnenhoeken krijgen minder coating dan vlakke oppervlakken. Zelfs een kleine afschuining of randbreuk, van slechts 0.1-0.2 mm, kan de variatie in filmdikte aan de randen verminderen.

Toepassingen van elektrocoatings

Het elektrocoatingproces op de carrosserie van een auto in een fabriek.

Elektroforetische coatings zijn een populaire afwerkingsmethode voor industrieën die werken met precisiebewerkte componenten. De combinatie van corrosiebestendigheid en dimensionale nauwkeurigheid, samen met de hoge dekkingsgraad, maakt het tot een industriestandaard.

Auto en transport

De auto-industrie ontwikkelde elektrostatische coating om één simpele reden: complexe geometrieën, zoals carrosserieën, ophangingsonderdelen en remklauwen, vereisen corrosiebescherming. Coating beschermt CNC-gefreesde onderdelen tegen corrosie gedurende hun gehele levensduur. Wanneer een toplaag over een primer wordt aangebracht, kan deze tot wel 1,500 uur bestand zijn tegen zoutnevel.

Zwaar materieel en machines

Tandwielkasten, hydraulische cilinders en motorsteunen van alle soorten bouw-, mijnbouw- en landbouwmachines worden blootgesteld aan chemicaliën, vocht en mechanische slijtage. Deze componenten worden voorzien van de uniforme coating die ze nodig hebben, zonder de maatafwijkingen die dikkere coatings kunnen veroorzaken op precisie-aansluitvlakken.

Elektronica en elektrische behuizingen

Het is een coating die wordt gebruikt om CNC-gefreesde behuizingen, koelplaten en andere componenten te beschermen tegen corrosie. Dit gebeurt zonder de thermische geleidbaarheid, afmetingen en corrosiebestendigheid aan te tasten. De niet-poreuze film van de e-coat vormt een consistent platform waarop elektromagnetische interferentie (EMI) kan worden afgeschermd, mochten er andere geleidende lagen over de e-coatlaag worden aangebracht.

Laboratoriumapparatuur voor de gezondheidszorg

Zorginstellingen waar apparatuur wordt bewaard, moeten beschikken over trolleys, ondersteuningssystemen en instrumentonderdelen die bestand zijn tegen sterke medische reinigingsmiddelen en sterilisatie zonder beschadiging op te lopen. Een niet-poreuze en chemisch bestendige film die aan deze eisen voldoet, is e-coating. De gecontroleerde dikte van de film maakt het mogelijk om nauwe toleranties te bereiken bij de precisiebewerking van onderdelen.

Beperkingen van elektrocoating: Wanneer is elektrocoating niet de beste optie?

Het is belangrijk op te merken dat deze coating mogelijk niet de meest geschikte is. Kennis van het falen van de coating kan worden gebruikt om specificatiefouten te elimineren die leiden tot problemen met de kwaliteit en de kosten in latere productieketens.

• E-coating Niet-geleidende materialen: De elektrostatische coating moet elektrisch geleidend zijn. Deze kan niet worden aangebracht op keramiek, composieten of kunststoffen zonder een elektrisch geleidende primer. Samengestelde materialen moeten mogelijk afzonderlijk worden afgewerkt.
• Flexibiliteit in kleur: De meeste e-coatings zijn verkrijgbaar in een beperkt aantal kleuren. Zwart is de meest praktische en populaire kleur. Kleuren op maat kunnen kostbaar zijn en zijn alleen toepasbaar bij grootschalige projecten.
• Afmetingen: E Coat-tanks hebben een vaste afmeting. Grote gelaste constructies kunnen de tankcapaciteit overschrijden en moeten op een andere manier worden afgewerkt.
• Epoxycoat mag niet worden aangebracht. Voor onderdelen die aan UV-straling worden blootgesteld en geen beschermende toplaag hebben. Zonder een UV-bestendig oppervlak zal de kleur na verloop van tijd vervagen.
• De volumekosten voor e-coating zijn laag bij een laag productievolume. en tijdens prototyperuns. Andere afwerkingsmethoden zijn goedkoper voor prototypes of kleine aantallen vanwege de hoge kosten voor het instellen en opslaan van elk onderdeel.

Waarop te letten bij het kiezen van een leverancier voor elektrocoating van precisieonderdelen

Het galvaniseren van metalen voorwerpen

Het productieproces is net zo belangrijk voor de kwaliteit van een e-coating als de chemische samenstelling ervan. Wanneer u leveranciers van precisiebewerkingscomponenten overweegt met betrekking tot processtabiliteit en kwaliteitsborging, stel dan de juiste vragen.

Checklist technische mogelijkheden

Controleer de volgende punten voordat u een contract met een leverancier afsluit:

• Tankafmetingen, zoals het grootste onderdeel dat verwerkt kan worden, en de mogelijkheden van het stellingontwerp voor complexe assemblages.
• De leverancier kan u adviseren over hoe u de beste keuze kunt maken.
• Apparatuur voor diktemeting, toleranties en middelen om de filmdikte te controleren.
• Belangrijke boringen en schroefdraad. De geslepen oppervlakken zijn niet geschikt voor coating.

• Details van het voorbehandelingsproces, inclusief fosfaatcoating, wat de hechting verbetert.

Kwaliteit en certificering

De ISO 9001-certificering moet alle productieprogramma's dekken. Automotive-programma's en toeleveranciers in de automobielsector moeten doorgaans gecertificeerd zijn volgens IATF 16949. U moet ook aanvullende prestatiegegevens eisen, waaronder gegevens van zoutsproeitesten, ASTM B117 en gegevens van hechtingstesten in de vorm van kruisarcering of afschuifproeven. Tenzij de leverancier deze informatie kan leveren, is hij/zij niet de juiste partner voor de precieze afwerking van het onderdeel.

CNC- en afwerkings-CNC-toeleveringsketen

Bij de aankoop van een elektrische coating zonder CNC-bewerking zijn er risico's verbonden aan de overdracht van materiaal (variabele afmetingen tijdens de verwerking, coatingproblemen die niet gemakkelijk te traceren zijn en langere levertijden vanwege de logistiek van meerdere leveranciers). De bewerking en afwerking kunnen door dezelfde leverancier worden verzorgd. Dit biedt meer transparantie, betere controle en een kleinere afstand tussen het ingevoerde materiaal en het eindproduct.

Conclusie

Elektrocoating is niet te vergelijken met schilderen. Het is een nauwkeurige afwerkingstechnologie die corrosiebescherming biedt waar andere technieken tekortschieten. Elektrocoating is een economische oplossing voor de problemen met bewerkte onderdelen met complexe geometrieën of toleranties. Het is een uitstekende optie vanwege de uniforme laagdikte. Om de beste resultaten met elektrocoating te behalen, moet u rekening houden met de volgende praktische maatregelen: het kiezen van de juiste hars, het creëren van afwaterings- en ontluchtingssystemen en een leverancier die de kwaliteit van het proces gedurende het hele traject kan controleren.

ProLean Tech biedt CNC-bewerking, precisie-oppervlakteafwerking en precisiegalvanisatie. Dit is de ideale keuze wanneer nauwkeurige afmetingen en gegarandeerde corrosiebescherming vereist zijn. Het team van ProLean Tech kan u helpen bij het kiezen van de optimale e-coating tool voor een nieuw project, of kan de huidige afwerkingsmogelijkheden voor een bestaand onderdeel met u bespreken. Contact om nu een offerte te krijgen!

Veelgestelde Vragen / FAQ

Kunnen CNC-gefreesde aluminium onderdelen ook van een e-coating worden voorzien?

Ja, om de hechting te verbeteren, wordt er normaal gesproken een fosfaat- of chloridevoorbehandeling toegepast vóór het elektrocoatingbad. De meest populaire afwerkingsmethode voor aluminium is anodiseren. Elektrocoating biedt echter een betere weerstand tegen zware omstandigheden.

Heeft e-coating invloed op de afmetingen van bewerkte onderdelen?

Met een elektroforetische coating kan de dikte van een conventionele film met 0.015 mm tot 0.035 mm toenemen. Deze tolerantie is cruciaal en de coating moet worden afgedekt voordat deze wordt verwerkt of wanneer een onderdeel met een schroefdraadgat, perspassing of precisieas wordt bewerkt.

Wat is de levensduur van een e-coating?

Elektrochemisch gecoate componenten in ASTM B117-tests gaan doorgaans meer dan 1,000 uur mee. Factoren die van invloed zijn op de duurzaamheid bij daadwerkelijk gebruik zijn onder andere de omgeving waarin de toepassing plaatsvindt, de gekozen coating en de toepassing van een toplaag. Onderdelen van de onderkant van auto's die gebruikmaken van kathodische epoxy als primer en een poedercoating als toplaag, kunnen 10 jaar of langer bescherming bieden tegen corrosie.

Is het mogelijk om een ​​beschermende coating aan te brengen over andere oppervlakteafwerkingen?

Dat is vaak het geval. De meest gebruikte kathodische epoxyprimers worden toegepast als duplexsystemen, waarna ze worden afgewerkt met poedercoating voor textuur, kleur en UV-bescherming. Deze combinatie wordt gebruikt voor de productie van auto-onderdelen, tuinmachines en zware machines.