Povrchové úpravy v automobilovém průmyslu

Perfektní lak je vizitkou lakovny. Největším nepřítelem laku jsou prach a nečistoty, a proto se do lakovny vstupuje pouze v antistatické ochranné kombinéze a ve speciálních botách. Lakovna odebírá průběžně karoserie ze svařovny a následně zde probíhají tyto procesy: odmaštění a očištění karoserie, kataforetické nanesení protikorozní ED vrstvy, zatěsnění svarů a podvozku, aplikace primárního podkladového plniče, nanesení nátěru, který určuje odstín karoserie a nanesení ochranného bezbarvého laku.

Mezi nanášením jednotlivých vrstev barev prochází vůz vypalovacími pecemi. Vzhledem k tomu, že vrstva ED, podkladová a finální nátěrová hmota jsou ředěny vodou, musí vypalovací pece vyvíjet teplotu až 190 °C oproti běžným 120 °C u výrobců používajících organická ředidla. Po každé operaci prochází karoserie kontrolou kvality a po ukončení lakovacích procesů ještě výstupní kontrolou, při níž je každá karoserie důkladně individuálně zkontrolována.

Linka byla od počátku postavena jako ekologicky šetrná k životnímu prostředí, což je dáno hlavně tím, že jsou barvy vodou ředitelné. Manažer lakovny Ing. Lukáš Hudousek, říká: „Momentálně dosahujeme 12,3 g VOC na metr čtvereční nastříkané plochy vozu. Z pohledu této technologie je to velké plus lakovny.“ Stejně jako ostatní provozy i lakovnu charakterizuje maximální flexibilita a vozy nejsou lakovány po dávkách odpovídajících jedné barvě, jako je tomu u některých jiných výrobců. Každé auto má svou připravenou naplněnou cartridge a stříká se přesný objem barvy na dané auto. Díky tomuto modernímu systému lakovacích robotů jsou barvy voleny individuálně, vůz od vozu. Další výhodou lakovny je její celková kompaktnost. Je postavena do čtyř pater o celkové rozloze 18 000 m². Nemuselo se jít se stavbou pod zem, což také snížilo náklady na výstavbu. Drobnou nevýhodou je, že v prostupech mezi patry vzniká komínový efekt. Ten je však eliminován zvlhčováním vzduchu v problémových místech, čímž se prachové částice srážejí na zem a nevíří po lakovně. V celé lakovně platí přísná opatření na čistotu a dovnitř se smí jen ve speciálním obleku a obuvi. Počet zaměstnanců lakovny je nyní 370 a pracují na dvě směny.

Na karoserii se aplikují čtyři vrstvy – první je vrstva antikorozní ochrany, takzvaná kataforéza, která hraje opravdu klíčovou roli v tom, jak dlouho automobil vydrží. Takže i když tuto vrstvu zákazník nevidí, je nejdůležitější. Přestože se používají pozinkované plechy, bez této vrstvy by plech nebyl dostatečně korozně odolný. Další vrstvou je plnič, který má za úkol vykrýt případné drobné nerovnosti, jež vzniknou například na svařovně po přebroušení. Dále také vytvoří dobré podmínky pro správnou adhezi finálního povlaku, což je vrstva, která určuje barevný odstín vozu. Další a poslední čtvrtou vrstvou je čirý lak, který zajistí dobrou chemickou odolnost celého systému, proti solím, kyselině a například i proti ptačímu trusu. Lukáš Hudousek k tomu dodává: „Kataforéza, plnič a základní barva jsou vodou ředitelné a lak je solventní, dvoukomponentní, to znamená, že se skládá z tužidla a pryskyřice. Před veškerými povrchovými úpravami jsou na začátku lakovny samozřejmě začleněny předúpravy povrchů, jako je odmašťování a moření. Ne všechna barva se vždy dostane na karoserii, veškeré přestřiky barev jsou zachytávány ve vodě, barva je pak vysrážena a následně odstraněna z vody ve formě kalu. Voda je poté znovu po vyčištění použita do provozu lakovny.“

Celá budova je udržována ve stálém přetlaku, právě proto, aby se do prostoru nedostaly žádné prachové částice zvenku, které by mohly mít negativní vliv na výslednou kvalitu povrchu.

Velká ekologická náročnost je dána hlavně velkou spotřebou pitné vody a vysokou spotřebou energií, protože lakovna spotřebovává asi 95 % spotřeby energií z celé výroby. V neposlední řadě je ekologická náročnost dána spotřebou chemických látek, potřebných při povrchových úpravách, ať jsou to barvy či roztoky pro čištění karoserií. Co se týče spotřeby vody, nejvíce se jí potřeba v operaci předúpravy a kataforézy. Zde jsou standardně nastaveny všechny parametry tak, aby se dosahovalo požadované kvality povrchově upravovaných karoserií, tak i kvality vypouštěné vody, která se následně vypouští do čistírny vod.

Velké spotřeby energií, ať je to již elektrická energie či plyn, jsou dány energetickou náročností všech technologických procesů. Jsou zde celkem tři plynové pece. Jedna následuje po kataforéze, jedna po plniči a poslední po nanesení čirého laku. Každá vrstva se totiž pro dosažení požadovaných vlastností musí vypálit.

Pro čištění plynů z pecí, které obsahují například těkavé látky, se používá takzvaný RTO (regenerační termický odlučovač). Úspora energií bezprostředně souvisí i se snižováním emisí CO₂. V poslední době došlo v TPCA k zásadnímu snížení spotřeby zemního plynu a produkce CO₂ při ohřevu teplé vody na vytápění výrobního procesu lakovny. Došlo k tomu propojením RTO technologie a vyhřívání procesů lakovny. Dříve byl výkon z RTO spalování využíván pouze ke spalování těkavých látek vznikajících při vypalování barvy a teplá voda byla ohřívána dvěma kotli. Převedením odpadního tepla přes rekuperátor do vyhřívacího systému lakovny se snížila spotřeba produkce CO₂ o 63 tun měsíčně.

Používá se již zmíněný cartridgový systém. Z míchárny barev je přivedena barva ke každému stříkacímu robotu, který má svou cartridgovou stanici, v níž jsou připraveny jednotlivé cartridge s potřebnými barvami. Když se blíží karoserie, dostane robot informaci a vezme si ze stanice přímo barvu, kterou potřebuje. To znamená, že se nemusí se limitovat chod celé továrny tím, že by se muselo vyrábět dávkově podle barev. To je veliká výhoda z pohledu flexibility a plánování výroby. Nejvíce se teď prodává bílá barva automobilů, je velice moderní a dělá se jí až třicet procent celé výroby.

Výrobní kapacita lakovací linky v TPCA je maximálně 330 tisíc karoserií za rok. Lukáš Hudousek dále říká: „Maximálně se za směnu podařilo vyrobit až 640 karoserií, ale ne všechny se dostaly přímo na montáž. Nejrychlejší takt lakovny je uzpůsoben tak, aby stíhala montážní linka, která potřebuje 55 vteřin na jedno auto. V lakovně zůstává karoserie, než se kompletně nalakuje, celých šest hodin. Produkce lakovny při nejrychlejším taktu je 49 vteřin na jednu karoserii. Nyní je takt aktuálně 69 vteřin na karoserii a jede se na dvousměnný provoz od pondělí do čtvrtka. Jedna směna má přes jedenáct hodin, avšak údržba v lakovně musí být 24 hodin denně a sedm dní v týdnu.“

Z pohledu vizí a povrchových úprav do budoucna, je lakovna velice ovlivněna joint-venture firem Toyota Motor Corporation a PSA Peugeot Citroën. Lukáš Hudousek k tomuto dodává: „V budoucnu bychom rádi vyměnili předúpravu povrchu fosfátováním, protože fosfát je toxický. Rádi bychom to nahradili tzv. Green Field technologií, což je nanotechnologie, kdy se nahradí toxická lázeň za moderní, která šetří jak náklady, tak přírodu. U stříkání barev zvažujeme omezení nanášení plniče, kde je další potenciál úspory nákladů.“

1) Lisovna
2) Svařovna
3) Lakovna
4) Finální montáž
5) Mezisklad
6) Finální kontrola

Děkuji firmě TPCA a jejím pracovníkům za skvělé zážitky z prohlídky moderní automatizované výroby.

Dana Benešová
Kolín
dana.benesova@mmspektrum.com