Sistema de Limpieza y Pintado de Chasis Automotriz

ITM 6°A

SISTEMA DE LIMPIEZA Y PINTADO DE CARROCERIA Y CHASIS AUTOMOTRIZ INTEGRANTES:     

CORNEJO AGUIRRE DIEGO ANDRES CRUZ VALENZUELA SANDRA LETICIA GARCIA RODRIGUEZ MARIA GUADALUPE MARTINEZ MOYA JORGE URIBE MARTINEZ LIDIA ANDREA

CONTENIDO Introducción ................................................................................................................... 3 Objetivo .......................................................................................................................... 3 1. LIMPIEZA DE CARROCERÍA Y CHASÍS ................................................................... 4 Desengrase .................................................................................................................... 4 Temperatura ................................................................................................................... 5 Tiempo ............................................................................................................................ 5 Concentración del desengrase .................................................................................... 5 Enjuague ........................................................................................................................ 6 Baño con Sales de Titanio ............................................................................................ 7 2. PROCESO DE FOSFATADO ..................................................................................... 8 Fosfatado ....................................................................................................................... 8 Temperatura ................................................................................................................... 9 Fosfato Empleado ......................................................................................................... 9 Enjuague ...................................................................................................................... 10 Secado .......................................................................................................................... 10 3. PINTADO DE CARROCERÍA POR ELECTRODEPOSICIÓN CATÓDICA .............. 12 Cataforesis ................................................................................................................... 12 Escurrido ...................................................................................................................... 15 Horneado ...................................................................................................................... 16 4. SELLADO ................................................................................................................. 17 Sellado .......................................................................................................................... 17 5. IMPRIMACIÓN .......................................................................................................... 19 Imprimación ................................................................................................................. 19 6. PROCESO DE PINTURA .......................................................................................... 21 Pintura .......................................................................................................................... 21 Tipo de pintura............................................................................................................. 21 Secado intermedio ...................................................................................................... 23 Aplicación barniz (dos componentes ligante y reticulante) .................................... 23 Caracteristicas de la cabina de pintado .................................................................... 24 1

Transportador de polvo .............................................................................................. 24 Secado .......................................................................................................................... 25 Pulido ........................................................................................................................... 25 Calidad de la pintura ................................................................................................... 26 Distribución de planta ................................................................................................. 27 CONCLUSIÓN .............................................................................................................. 28 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................. 29

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Introducción En la historia del automóvil, el proceso de la pintura ha pasado a convertirse en algo muy importante, ya que en un principio solo se veía como algo estético, sin embargo al paso del tiempo nos hemos dado cuenta de la importancia de la conservación de la lámina, esto se consigue con un correcto tratamiento de los metales, ya que con un buen recubrimiento se puede conservar el chasís y la carrocería sin oxido ni corrosión.

Objetivo La finalidad de esta investigación es saber la manera y los pasos que contiene el proceso de la aplicación de pintura en un vehículo ya que la misma cumple una doble función: por un lado, lo protege frente a la corrosión y, por otro lado le proporciona el aspecto estético final, aportando el color y el brillo y que hacen que el vehículo sea más atractivo. Durante la fabricación del automóvil se aplican en la carrocería diversos productos de pintura que aseguran el cumplimiento de estas dos funciones. Se hara el diseño de una línea de producción comenzando con la limpieza del chasis del automovil, ya que durante el proceso de formado y ensamble, el metal adquiere polvo y grasas y por lo cual es de suma importancia realizarla. De igual manera veremos la mejor forma de darle protección a la carrocería mediante los diferentes tipos de recubrimientos para evitar el óxido y finalmente concluir con la pintura. También veremos la distribución de planta para eficiencia de esta linea. Conocer el proceso de pintura de chasís y carrocería. Diseñar un proceso eficaz con todas las etapas bien definidas. Conocer las mejores máquinas para el proceso. Hacer la distribución de planta para el proceso.

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1. LIMPIEZA DE CARROCERÍA Y CHASÍS

¿Cuándo se realiza la limpieza? Las piezas o superficies requieren una limpieza previa en las operaciones de tratamientos térmicos, soldadura, pintura y electrodeposición.

Desengrase Todos los metales que forman parte de la carrocería y chasís son tratados o trabajados para darle formas y cualidades específicas con este se quedan partículas de polvo y grasas adheridas a las superficies, por tal motivo se debe aplicar una limpieza a todas las partes. Para efectuar el desengrase, se usará la inmersión en RoDip, en este caso no es catódica porque no se necesita adherencia a las superficies, tan solo con presión en el flujo del líquido es suficiente. Las soluciones que usaremos serán a base de hidróxido de potasio (KOH), usaremos este compuesto por la capacidad de reacción que tiene, además de que se usa para hacer los conocidos jabones de potasio que junto con los jabones de sodio son muy aptos para las aplicaciones de desengrase, sin embargo los de potasio son más suaves que los de sodio, las soluciones constan de 98% agua y 2% KOH. Cabe mencionar que los tanques de inmersión tendrán dimensiones de 4m de ancho, 15m de largo y 3m de profundidad obteniendo un volumen máximo de 180m3 donde al llenar los tanques, debe considerarse también el volumen del chasís, para el movimiento usaremos el conocido RoDip el cual hace un giro inicial de 180° y en el transcurso de la inmersión balanceará el chasís con el fin de que todos los huecos y orificios queden bien limpiados.

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(Aplicación de desengrasante en RoDip)

Temperatura La temperatura debe de ser constante en el baño de desengrase y por lo general se recomiendan rangos que van desde 110 ºF a 120 ºF. La importancia de la temperatura radica en que el desengrasante será más efectivo si actúa en los rangos de temperatura mencionados. ya que de ser menor, la operación no se efectuara de forma adecuada, y de ser superior se arriesga a que aparezcan manchas en la lámina después de la pintura debido a la corrosividad del hidróxido de potasio.

Tiempo Debe de haber un tiempo suficiente de contacto entre el sustrato y la solución del desengrase para tener una mejor limpieza. La inmersión es recomendable que sea entre 60 y 120 segundos, de este modo se preparará para posteriormente pasar al fosfatado.

Concentración del desengrase La concentración debe ser mantenida con las especificaciones para las cuales fue diseñado el desengrasante. Para esto se usa una proporción empírica en volumen de 98% agua y de un 2% desengrasante.

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Después de pasar por el primer desengrase usaremos un segundo des-engrase con las mismas cualidades que el primero y dando un pequeño periodo de escurrimiento de 30 segundos entre uno y otro.

Enjuague Después del desengrasado, sigue un proceso de escurrimiento de 30 segundos para posteriormente pasar a dos momentos de enjuague, este se lo haremos por aspersión de alta presión con agua, donde el primero eliminara la mayor cantidad posible de desengrasante y el segundo pequeños residuos que se hayan mantenido en la superficie.

(Cabina para enjuague)

Para la aplicación usaremos boquillas para aspersión de alta presión, estas son ideales para este proceso por la capacidad de aguantar el flujo del agua además de la forma de esparcimiento permite el aprovechamiento del agua en un área considerablemente grande de la superficie.

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(Boquillas para enjuague)

Baño con Sales de Titanio Posteriormente procederemos a la preparación de la superficie con sales de titanio, para fosfatizar posteriormente. La función de las sales de titanio es eliminar cualquier tipo de residuo que aun pueda estar en la superficie, además de preparar la misma para que el fosfato se aplique en una cama uniforme, cristalina y densa.

El baño con sales de titanio será aplicado por aspersión y hay varis factores de gran importancia a considerar como la concentración que debe ser entre 4 y 10 partes por millón, el pH debe estar entre 8.0 y 9.5 y la presión aceptable se encuentra entre 8 y 25 psi, también es importante considerar el uso de filtros para reciclar la solución.

Ver VIDEO 1 (Desengrase)

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2. PROCESO DE FOSFATADO

Fosfatado En este punto es de gran importancia ya que es el recubrimiento que se le da a la lámina para evitar la corrosión, además de aumentar la adherencia de la pintura. La aplicación la aremos por inmersión en un baño de fosfato, la técnica será nuevamente usando el RoDip, y tanques de dimensiones similares a los usados en desengrase, sin embargo, en este caso si se usara electrodeposición mejor conocida como inmersión catódica, la inmersión tiene una gran ventaja sobre la aspersión, eso es debido a que en ocasiones no es posible el acceso a ciertos puntos en la carrocería por la aspersión, por el contrario, cuando el chasís se sumerge en la solución de fosfato, el líquido inunda completamente todos los espacios de difícil acceso.

(Fosfatacion aplicada en RoDIp)

Es importante contar con agitadores en los tanques para aumentar el flujo del líquido. La agitación de “courting” se realiza por bombeo del líquido de la tina a dos presiones diferentes, una en zona superficial del líquido, y otra en la zona media de la tina. El líquido impulsado a la zona media del baño de fosfatación es calentado por medio de un sistema de intercambiadores de calor, antes de entrar de nuevo a la tina por el sistema de agitación.

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Una gran ventaja que presenta la electrodeposición es que toda el área se cubre uniformemente con la solución de fosfato. Ya que los tanques cuentan con un par de electrodos (un cátodo y un ánodo), estos generan un flujo de corriente eléctrica en el agua y en el sustrato metálico lo cual hace que la reacción química ocurra en toda el área de la superficie sin tener variaciones considerables en el espesor de la capa de recubrimiento en diferentes partes de la lámina.

(Funcionamiento de la electrodeposicon)

Temperatura Otro factor muy importante es la temperatura de la solución de fosfato siendo muy recomendable mantenerla entre 115 y 128°F ya que de ser mayor se incrementa la producción de lodos de fosfato y siendo menor se reduce el peso del recubrimiento afectando directamente a la protección contra la corrosión. La solución consta de fosfatos metálicos, disueltos en ácido fosfórico, de este modo se consigue a su vez disolver en agua ya que los fosfatos metálicos no son solubles en agua.

Fosfato Empleado Nosotros usaremos el fosfato de cinc ya que el este metal tiene una propiedad muy importantes la cual es su reacción ante la oxidación, es decir, cundo el cinc comienza a oxidarse, genera una capa del mismo oxido que retrasa este proceso químico. Es muy importante también cuidar la acidez de la solución para hacer el baño de fosfato, cuando la carrocería entra en el líquido, ocurre una reacción en la superficie de la lámina 9

que hace que esta se recubre con el fosfato metálico, sin embargo esta reacción lleva un tiempo y debido a que la línea de producción sigue avanzando, es necesario el uso de aditivos para acelerar dicho proceso, los aditivos más usados son: nitritos, nitratos, cloratos y peróxidos. En esta reacción es imposible evitar la producción de lodos de fosfato férrico por lo cual es de vital importancia mantener en servicio constante algunos filtros que se encargaran de mantener la solución en el mejor estado posible.

< (Proceso de fosfatado)

Enjuague Después de esta aplicación viene un nuevo enjuague cuya función es eliminar los residuos de la solución para el fosfatado y de este modo detener la reacción química en la superficie del metal. El lavado se realiza por un sistema de aspersión, que lanza agua bombeada a presión.

Secado En seguida se procede a un secado en un horno el cual será con luz infrarroja estas ondas de luz hacen contacto con la superficie generando de este modo calor en la misma lo cual endurece la capa de fosfato, un inconveniente es que al tratarse de luz, las partes que quedan ocultas no se calientan de la misma forma, sin embargo también es importante tomar en cuenta que los metales son muy buenos conductores de calor y esta 10

propiedad hace que el calor llegue a los puntos escondidos generando un secado casi uniforme en toda la superficie, elegimos este tipo de hornos debido a que al ser solo luz infrarroja la que se utiliza en el calentamiento, se evita la producción de contaminantes tanto para el medio ambiente como para la carrocería que se tratará.

(Horno de luz infrarroja y su aplicación de calor hacia el sustrato)

Ver VIDEO 2 y 3 (Fosfatado)

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3. PINTADO DE CARROCERÍA POR ELECTRODEPOSICIÓN CATÓDICA

Cataforesis La cataforesis es una de las últimas capas protectoras para la lámina antes del óxido, en este proceso la carrocería se conecta al polo eléctrico negativo y se introduce en un baño de pintura cataforetica, el tanque tiene conectado el polo positivo, esto permite que la propiedad de atracción de los polos permita que la pintura cataforetica se adhiera a la superficie. La tensión eléctrica manejada se encuentra entre los100 y 400 volts, consiguiendo un espesor que va de las 18 a las 25 micras dependiendo directamente de la tensión manejada.

(Pintado por electrodeposicion catodica)

(Diagrama de flujo del proceso de Cataforesis en tina KTL)

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Las carrocerías procedentes del tratamiento de superficies se sumergen en un baño agitado que contiene la pintura cataforética hidrosoluble sin plomo constituida por: Laca: La laca es resina epoxi con grupos nitrogenados (sales de nitrógeno cuaternario). Los nitrógenos cargados positivamente producen los cationes multicarga que se orientan para la deposición en el cátodo (carrocería). Pasta: es también una resina epoxi modificada similar a la anterior que lleva incorporados los pigmentos. En este caso, al no poderse emplear pigmentos de Cr, por razones medioambientales se emplean de Ti “Titanio”, y negro de humo. Como catalizador se emplea bismuto en forma salina. La tina está recubierta interiormente con una resina epoxi para evitar la electrodeposición sobre el acero de ésta. La agitación de la tina de KTL se realiza desde el fondo a la superficie en la misma dirección que llevan las carrocerías, con el líquido procedente del circuito de filtración y de enfriamiento que se describen más adelante. Al final de la tina de cataforesis, hay un cono de donde va a parar el líquido que va rebosando, separando la espuma que se forma. La pintura de este cono y la del tanque principal puede ser, o bien circulada por un sistema de filtración y de allí enviada a la tina a través del circuito de agitación, o bien circulada por el circuito de ultrafiltración que se describe más adelante. En el caso de que se envíe al sistema de filtración, el líquido es bombeado a través de cuatro filtros de bolsas colocados en paralelo (de 10 μm de tamaño de poro). A la salida de la cuba hay un sistema de aspersión que pertenece a la etapa. En el circuito de enfriamiento, el líquido de la cuba es enfriado por el bombeo de éste a través de un circuito de enfriamiento. Previamente, se filtra mediante un sistema de filtración formado por cuatro filtros de bolsas colocados en paralelo (de10 μm de tamaño de poro). El líquido enfriado es enviado a la cuba por el circuito de agitación. Con el circuito de ultrafiltración se pretende proporcionar un líquido apto para el lavado (que no contenga pintura cataforética) después del proceso de electrodeposición, sin necesidad de emplear grandes cantidades de agua desionizada, que por otra parte haría 13

irrecuperable la pintura excedente que arrastran las carrocerías. Un circuito de ultrafiltración consiste en un sistema de filtración constituido por tres filtros de bolsas (colocados en paralelo), seguido por cuatro módulos de ultrafiltración que se constituyen por un número determinado de filtros de membrana. El líquido, que proviene de la tina de KTL y del cono posterior, se ultrafiltra para separar por un lado la pintura (laca y pasta), y por otro lado un líquido claro que contiene agua, aminas, sales minerales y disolventes orgánicos, denominado ultra filtrado. La pintura se devuelve a la tina de cataforesis. En el proceso de cataforesis, al tiempo que la laca se deposita sobre el cátodo (carrocerías), se liberan H+ en el ánodo y, por tanto, disminuye el pH en la tina. La forma de mantener el equilibrio es extrayendo el exceso de ácido acético que se va formando, aprovechando la migración de los iones acetato (aniones) hacia los ánodos (carga positiva). Esto es posible gracias al circuito de diálisis. Las celdas de diálisis, que contienen en su interior los ánodos, poseen una membrana semipermeable, que deja pasar únicamente los iones acetato y algún polímero de cadena corta. El líquido que hay dentro de estas celdas (y por tanto, que están en contacto con el ánodo) se denomina anolito, y va siendo retirado desde éstas a un tanque. Cada rectificador está conectado independientemente a la línea catódica (carrocerías). Por tanto, dentro de la tina de KTL existen 60 cajas anódicas laterales planas y seis inferiores cilíndricas. Los ánodos están fabricados de acero inoxidable de tipo 316 o 318, y poseen una malla semipermeable externa que no deja pasar la pintura pero sí lo que se denomina anolito). Al conjunto de ánodo y malla o membrana semipermeable se le denomina celda de diálisis. Entre el paso de un grupo de tensión (rectificador) a otro hay una caída de tensión corta. A la salida de la cuba de cataforesis se someten a las carrocerías a un conjunto de cuatro lavados. En el primer, hay un sistema de aspersión inicio de la etapa 2, que consiste en un lavado con ultrafiltrado recirculado (UFR). Por este sistema, se proyecta UFR a presión. En esta etapa las carrocerías son lavadas por inmersión en un baño de ultrafiltrado recirculado (UFR) y, posteriormente, por aspersión con ultrafiltrado nuevo (UFN). El tercer lavado, consiste en dos lavados por aspersión de las carrocerías con 14

agua desionizada recirculada (ADR), procedente del baño de inmersión esta misma etapa. En este baño hay una salida que se divide en dos, una parte se filtra y otra la se somete a un proceso de ultrafiltrado. El agua filtrada es conducida a un sistema (primer lavado) líquido a presión. Éste va a parar posteriormente al baño de inmersión que está al 20 % de su nivel (por tanto, las carrocerías no llegan a sumergirse en el líquido). A la salida del baño hay tres rampas humidificadoras (segundo lavado), que proyectan agua ultrafiltrada de recirculación, procedente de la etapa anterior a presión. Además de esta agua ultrafiltrada también se añade agua desionizada nueva. La parte que va a ultrafiltrar consiste en un circuito de ultrafiltración con un módulo de ultrafiltrado que se constituyen por un número determinado de filtros de membrana. Después de ultrafiltrar, se separan por un lado los restos de pintura (laca y pasta), que se recircula al depósito de concentrado, este se envía porcentualmente a la cuba de cataforesis, y por otro lado agua, denominada ultrafiltrado, que se lleva al correspondiente deposito. De aquí se lleva a las tres rampas de segundo lavado donde se procede a un enjuague con agua desionizada.

Escurrido La siguiente etapa del proceso de cataforesis, es la de escurrido y eliminación de gotas. Esta etapa consiste en el secado de las carrocerías por soplado y escurrido previo a la etapa del horneo. Esta etapa consiste en el secado de las carrocerías por soplado y escurrido previo a la etapa del horneo. Éstas pasan primero por una rampa de secado que insufla aire a desde techo y laterales. A partir de esta primera fase, la línea se bifurca en dos ramas por las que se moverán las carrocerías. A continuación, por cada rama se encuentra un balancín de poca inclinación (hacia delante y hacia atrás) con una rampa de techo con boquillas a cada lado de la carrocería. Esto va seguido de dos balancines de gran inclinación (uno hacia delante y el otro hacia detrás) para un escurrido óptimo. Finalmente, antes de elevar las carrocerías a los hornos, éstas pasan por una rampa de secado lateral con boquillas a cada lado de la carrocería.

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(Etapa de Escurrido antes de pasar a los hornos infrarrojos)

Horneado En la etapa de horneo, se busca que la resina depositada sobre las carrocerías reticule para formar una capa polimérica que proteja el coche de la corrosión. Para conseguir que la polimerización se produzca óptimamente, se han de someter las carrocerías a la siguiente curva de temperaturas. El horneado esta estimado entre 10 y 20 minutos a 180°.

(Curva de secado)

Ver VIDEO 4 - Cataforesis

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4. SELLADO

Sellado Después de salir del horno se pasa a un proceso de enfriado rápido para luego añadirle un sellador de polímeros (silicona), este se aplica en las partes done hay huecos o uniones como de soldadura, este es un elemento fundamental para evitar que entre agua o humedad y polvo a la cabina, además de disminuir el ruido externo en gran medida, este solo será aplicado en las partes internas de la carrocería y chasís procurando que tosas las áreas queden bien selladas pero evitando que el material dañe estéticamente la superficie del vehículo. Su aplicación es hecha a mano por el personal capacitado para dicha tarea, los cuales al final pulen las partes con silicona para que la superficie se mantenga bien.

La silicona tiene muchas propiedades muy importantes como las siguientes: Altas propiedades de adhesión. Capacidad para soportar la exposición a condiciones atmosféricas por periodos prolongados de tiempo. Resistencia a los rayos ultravioleta del sol. Volatilidad extremadamente baja. Inerte – no reacciona con la mayoría de los materiales. Resistencia química. Elasticidad, maleabilidad y flexibilidad duradera. Excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Resistencia a la tracción. Propiedades antiespumantes. Resistencia microbiana.

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Para aplicarlo es muy importante que el área de aplicación este limpia ya que los residuos de grasa y polvo afectan en gran medida la durabilidad y buen funcionamiento del sellador. Como herramienta se usaran boquillas de inyección para que la silicona sea subministrada uniformemente y claramente, los aplicadores deben tener una alta capacitación, no solo para saber aplicar, sino también para conocer todos los puntos donde es necesario aplicar ya que el mínimo descuido podría ser contraproducente.

(Aplicación de sellador manualmente)

(Aplicación del sellador por robotizado)

Ver VIDEO 5 y 6 (Sellado) 18

5. IMPRIMACIÓN

Imprimación Esta es la última capa antes de la pintura, en este en esta se usa el material llamado primer para rellenar los espacios de los cristales que quedaron después del fosfatado, el primer funciona como la base para la pintura ya que la superficie debe quedar lo más lisa posible para que la pintura tenga una aplicación uniforme. El primer se aplicara el la mayor parte por aspersión a través de brazos robóticos programados con un PLC y sensores que evitaran que tengan contacto con la superficie de la carrocería, de nueva cuenta usaremos aspersores de alta presión, pero en este caso serán tipo atomizadores, esto debido a que la capa de primer no debe ser mayor a 30 micras. Debido al uso de robots, hay áreas donde no alcanzan a cubrir, por lo cual ingresa el personal a cubrir esas pequeñas áreas. El primer se debe secar en un horno que se encuentre a no menos de 140°C y no más de 160°C durante un periodo de tiempo de entre 5 y 10 minutos.

(Boquilla para aplicación de primer)

La imprimación de la carrocería se realiza en tres colores distintos (blanca, antracita, y roja) en función del color de pintado final de los coches. El proceso se realiza a tres niveles distintos (5, 9 y 13 metros).

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Se procede al proceso de pintado y secado de la imprimación. Éste, se efectúa en la cabina de imprimación según el siguiente proceso: Limpieza: paso por máquina de soplado y aspiración (blow off) con la ayuda de rodillos EMU (de plumas de avestruz) y a continuación por máquinas de soplado a la entrada y salida de la zona de aire ionizado. Zona de sellado con agua estancada. Pintado de interiores con pistola. Pintado de cajuela y revestimientos mediante robot. Pintado de una primera mano con máquinas de alta rotación. Pintado de una segunda mano con máquinas de alta rotación. Zona para posibles repasos de pintura. Zona de evaporación con agua estancada. Horno de secado de dos ramales según la curva teórica de imprimación.

(Curva de secado de imprimacion)

Ver VIDEO 7 y 8 (Imprimación)

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6. PROCESO DE PINTURA

Pintura Finalmente llega la parte donde se da color a la carrocería, esto sucede a partir de electrodeposición, se usa corriente directa para la aplicación de la pintura, la pintura en polvo fluye por un electrodo con una carga y en ese momento adquiere energía eléctrica con esa misma carga, el chasis se encuentra conectado a la carga opuesta para tener así la propiedad de que las cargas opuestas se atraen. Se usara pintura en polvo esto debido a que se evita el uso de solventes, además permite el pintado de varias carrocerías con diferentes colores en la misma cabina aunque diferentes secciones. Ya que al ser partículas de polvo, son sólidas lo cual permite el reciclaje de la pintura, ya que, cuando la pintura llega al límite de espesor, deja de adherirse al chasís y simplemente cae al suelo donde las secciones de la cabina separan en automático las partículas de polvo con diferentes colores de acuerdo a lo que este previamente programado.

Tipo de pintura Usaremos de la pintura denominada mono capa, este tipo de pintura incluye el color y el brillo en un solo producto pulverizado, el espesor que se adquiere con esta pintura es de aproximadamente 45 micras. El sistema de curado o también llamado horneado es el paso final para producir una capa de electrodeposición de buena calidad. El proceso implica el llevar las piezas metálicas a altas temperaturas y curar todas las superficies en un ambiente libre de suciedad y polvo. Los hornos de curado pueden transferir el calor por dos métodos: convección y radiación. El proceso de convección necesita altas velocidades de aire el cual se logra al circular el aire por el horno y a través de los quemadores para lograr transferir el calor al sustrato metálico. El rápido movimiento del aire hacia las piezas permite llegar a una buena temperatura de curado. Aunque, en la sección más próxima a la entrada del horno, la 21

capa de pintura es un poco pegajosa y retendrá partículas de suciedad que estén en contacto con ella. Para esto se tienen filtros de aire después de los quemadores para tener el horno en condiciones libres de suciedad o polvo. Además se deben de realizar limpiezas periódicas al horno donde se incluye limpiar paredes, techo y piso. En el proceso de radiación, un horno de pared especial es calentado varios cientos de grados por encima de la temperatura de curado. La ventaja de este proceso es el pequeño movimiento de aire requerido para promover el curado en la pieza metálica. Este proceso se usa en el 30 o 40% del horno para curar la capa de pintura y prevenir la adhesión de partículas de suciedad o polvo en la superficie y después terminar el proceso con convección. Es proceso va en dos etapas: Primero la pintura es esparcida por brazos robóticos programados en movimientos y cantidad de aspersión, pero con sensores que permiten calcular la distancia con la superficie, en cada sección habrá 5 brazos de pintura y otros 3 que, partiendo de sensores y programación, abran puertas y permitan el acceso a los brazos pintadores al interior para aplicar la respectiva capa de pintura.

(Brazos robóticos, en el primero se observa el de pintura y en el segundo se puede ver el auxiliar)

La segunda etapa consiste en la aplicación manual de la pintura, debido a que las maquinas aún tienen limitaciones motrices, es necesario que el personal altamente capacitado aplique la respectiva capa de pintura en las áreas que no están al 22

alcance para las máquinas, debido a la carga eléctrica no debe haber mucha variación en el espesor, ya que, como la pintura no es conductor, llega el punto en el cual ya no se adhiere a la superficie, sin embargo, aun así el personal debe tener una muy buena capacitación para evitar dañar el trabajo hecho por los brazos robóticos. Las

boquillas

deben

mantenerse

perpendiculares

a

la

superficie

y

aproximadamente a 300mm de la misma, en ambas etapas se usarán boquillas de aspersión de cono hueco ya que la pintura se tiene un esparcimiento más uniforme haciendo que se aprovecha la mayor cantidad de pintura.

(Boquilla de aspersión de cono hueco)

Secado intermedio En el horno intermedio la temperatura en el interior es constante (50ºC) y la evaporación se produce por recirculación de aire de baja humedad.

Aplicación barniz (dos componentes ligante y reticulante) Pintado de interiores con barniz en estaciones CC1 y CC2 con máquinas aerográficas. Cada una de las estaciones cuenta con los siguientes robots: 4 robots de aplicación, 2 robots manipuladores de portón y capó y 3 manipuladores de puertas. Seguidamente se procede al pintado de exteriores con barniz 2K mediante campanas de alta rotación. La estación cuenta con 4 robots de pintado. Finalmente, las carrocerías se someten a un control y repaso mediante pistola. 23

Caracteristicas de la cabina de pintado La cabina de pintado estará dividida en varias secciones y hay que considerar que este completamente aislada del exterior ya que de este modo podemos evitar que los agentes contaminantes ingresen a la cabina y contaminen la pintura dañando el acabado. MODELO: PAV-SD

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Fabricada con charolas de lámina con pintura electrostática Flujo semi-vertical con succión posterior Plenum de inyección de aire limpio con filtros de entrada para evitar partículas contaminantes en el área de pintura Filtros de alta eficiencia (+90% de VOC) Puerta de servicio Manómetro para indicar presión en la cabina Recirculación al hornear 80-90% (ahorra gas) Iluminación lateral Dimensiones internas: Frente: 4.20 m Profundo: 8.00 m Alto 2.80m

Transportador de polvo

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Secado Se efectúa en horno de convección / radiación de 2 ramales según la curva de temperaturas mostrada a continuación

(Curva de secado de pintura)

Pulido Después del curado en el horno, es muy importante que pase a una etapa de enfriado rápido con aire lo cual dejas el acabado de la pintura casi listo solo para que al final llegue a un área de pulido con plumas de avestruz que, aprovechando su capacidad estática, eliminaran partículas de residuos dejando una superficie con acabado espejo.

(Pulido de chasis con plumas de avestruz)

Ver VIDEO 9 (Pintado) 25

Calidad de la pintura La calidad de la pintura se evalúa según la norma DIN EN ISO 2409. Se presentan los espesores de las distintas capas y tolerancias según DIN 7168.

(Representacion de las capas de los diferentes procesos empleados, fosfatado, KTL, Imprimacion, fomdo, barniz)

(Composicion de pintura en polvo)

Ver VIDEO 10 y 11 (Pruebas de calidad de capa de pintura) Ver VIDEO 12 y 13 (Proceso de pintura completo BMW Y MERCEDEZ BENZ) 26

Distribución de planta Baño Sales de Titanio

Enjuague

Desengrase

Sellado

Cataforesis

Fosfatado

Imprimación

Pintado

Pulido

Tina de desengrase 1

Escurrido

Tina de inmersión en sales de titanio

Tina de fosfatado

Pulido

Escurrido

Horno

Horno

Tina de desengrase 2

Cabinas de enjuague

Tina de cataforesis

Cabinas de pintado

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CONCLUSIÓN La importancia que tiene un proceso de pintado es mucho mayor de la que pensabamos, ya que la pintura no es solo para dar una mejor estetica, sino proteger las partes metálicas de los agentes externos que puedan llegar a dañarlo. Con este trabajo aprendimos a implementar una linea completa de pintura para el chasis y la carroceria, la ventaja de implementar este sistema de limpieza y aplicación de pintura es que genera bajos niveles de residuos, no necesita solventes para su disolución, reduce el área de depósito, sobre todo también reduce el costo de deposición de los residuos, contiene un alto reciclaje de polvo en un 5% de pérdida del proceso. El equipo que se usara es muy importante para agilizar el proceso además de reducir el daño ambiental, por lo cual la importancia de reciclar los líquidos y soluciones que se usan durante el proceso esto usando filtros para no reducir la eficacia de la respectiva fase, una gran ventaja o ventajas es que es un proceso independiente de humedad y sobre todo la temperatura del aire y contiene un aumento de la productividad con reducción de tiempo de proceso tanto en aplicación y curado. Lo aprendido aquí es muy importante, ya que con estos conocimientos conseguimos la mejor producción en el mejor tiempo lo cual depende de la distribución de planta y el empleo del equipo adecuado para realizar el proceso.

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BIBLIOGRAFÍA Videos: Desengrase https://www.youtube.com/watch?v=JauUjmXlTPE

Fosfatado https://www.youtube.com/watch?v=0oubciaJCN4

Cataforesis https://www.youtube.com/watch?v=UQfDGNUIkr8

Pintura https://www.youtube.com/watch?v=4H3qyY6kDq8

Proceso completo https://www.youtube.com/watch?v=O0ScFQ1rbe4

Referencias: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3197/521591.pdf?sequence=1&isAllowed=y http://www.automotriz.net/cms/tecnica/ecopaint-rodip-pretratamiento-por-inmersionrotativa/ http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/20927/Capitulo2.pdf http://www.ecured.cu/Hidr%C3%B3xido_de_Potasio http://www.centrozaragoza.com:8080/web/sala_prensa/revista_tecnica/hemeroteca/articulos/R48_A5.pdf http://www.spray.com.mx/spray_nozzles/high-pressure_nozzles.aspx http://www.quiminet.com/articulos/conozca-las-propiedades-aplicaciones-y-beneficiosde-las-siliconas-2664664.htm http://www.mapfre.com/ccm/content/documentos/cesvimap/ficheros/CFPreparacionSupe rficiesEXTRACTO.pdf http://www.alianzaautomotriz.com/tips/pintado-en-la-fabricacion-de-vehiculos/ http://www.metalactual.com/revista/26/recubrimientos_polvo.pdf

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