Tunnfilmsförbehandling för fordonsindustrin

Förbehandling med zinkfosfat i 5000 gångers förstoring.

Intresset för tunnfilmsförbehandlingar är stort då efterfrågan på mer miljövänliga produktionsprocesser ökar. Möjlighet till multimetallkompatibilitet och minskade mängder avfall är parametrar som ytterligare bidrar till intresset för byte av förbehandlingssystemen. Denna aspekt kommer att bli ännu viktigare då viktreduktion på fordon är ett fokusområde vilket leder till att kombinationer av olika lättviktsmaterial måste kunna skyddas och då gärna med endast ett och samma ytbehandlingssystem. Ett korrosionsskydds primära syfte är att skydda det underliggande substratet från korrosionsangrepp under produktens användning. Ett bra korrosionsskydd, som består av både förbehandlings- och färgskikt tillsammans, är beroende av god vidhäftning till substratet, och mellan de skikt som det är uppbyggt av, och det under lång tid för att klara korrosionsskyddet. Det är även viktigt att utseendet på produkten i form av ytfinish inte påverkas av varken förbehandlingen i sig eller av någon korrosionspåverkan. Måleriet är den del av fordonsindustrin som har den högsta konsumtionen av energi, kemikalier och vatten och samtidigt producerar stora mängder avfall samt utsläpp till miljön. Att minimera miljöpåverkan genom förbättringar i denna del av fordonsproduktionen är därför mycket viktigt. Dagens förbehandlingssystem, zinkfosfat, har en hög energiförbrukning och bildar en stor mängd avfall, i synnerhet vid behandling av aluminium. Under 2019 startades forskningsprojektet ImpThin, en implementeringsstudie av tunnfilmsförbehandlingar, där forskningsinstitutet RISE och IVL svenska miljöinstitutet tillsammans med fordonsindustrin och leverantörer tittar närmare på tunnHur står sig tunnfilmsbehandlingar baserade på zirkoniumoxid (ZrO) gentemot de klassiska ytbehandlingar med zinkfosfat som används idag som korrosionsskydd inom fordonsindustrin? Skikten har varit i fokus som korrosionsskydd inom fordonsindustrin under de senaste 10–15 åren. Under den här tiden har ett antal projekt drivits, vilka har ökat kunskapen och kompetensen inom området bland annat kring analys- och verifieringsmetoder, prestanda på olika substrat och kompatibiliteten till olika färgsystem.

Dagens förbehandlingsteknik inom fordonsindustrin baseras på zinkfosfat (ZnPh). Tidigare projekt och studier har visat att förbehandling med tunnfilm (ZrO-baserad) utgör ett lovande alternativ till zinkfosfat, både för singel- och multimaterialapplikationer, då de ger miljöneutral och kostnadseffektiv produktion genom färre processteg och minskad förbrukning av energi, vatten och kemikalier.

Syftet med projektet är att ta fram riktlinjer för implementering av tunnfilmsförbehandlingar inom fordonsindustrin och fokuserar på frågor som är relevanta ur såväl produktions- som forsknings och utvecklingsperspektiv. Bland annat kommer produktionslinor hos några av projektparterna att konverteras från zinkfosfatering till tunnfilmsförbehandling. Därmed kommer bägge teknikerna att kunna studeras och utvärderas parallellt och kommer också att kunna användas för att ta fram demonstratorer. I de konverterade produktionslinorna kommer även metoder för inlinemätning av såväl processbad som ytbehandlad yta att utvärderas och processerna utvärderas ur ett livscykelanalysperspektiv.

Resultaten i ImpThin-projektet kommer bland annat att generera en guide för implementering av tunnfilmsförbehandlingar gällande processtabilitet, processövervakning och rekommendationer om hur materialet som ska ytbehandlas bör hanteras innan det går in i processen och även hur processbaden bör hanteras.

Under första delen av projektet har man arbetat med att definiera vilka av de material och färgsystem som används av industrin som ska vara huvudfokus i projektet, då det inte går att kartlägga alla typer av metallsubstrat och färgsystem. I projektet ingår också att se över hur dagens accelererade korrosionsmetoder bör anpassas till de nya tunnfilmsförbehandlingarna.

Projektkonsortium: RISE, IVL svenska miljöinstitutet, Chemetall, Volvo LV, Volvo Construction Equipment, EBP, Scania, CEVT och Volvo Cars.

För mer info: Kontakta Charlotte Ireholm Charlotte.ireholm@ri.se

Tunnfilmsförbehandling med zirkoniumoxid i 20 000 gångers förstoring.

IVF och ett antal samarbetspartners driver projektet med delfinansiering av Vinnova.

MATERIALHANTERING FÖR STORA OCH SMÅ PROJEKT

www.hjort.com