Hvorfor formalede coil-belægninger delamineres under bøjning og formning

Coil Coating & Pre-maled Metal Forming

Formalet spole, farvebelagt stål, præ-coatede apparatpaneler og arkitektonisk aluminium er alle belagt, før de formes til deres endelige form. Belægningen skal overleve bøjning, rulleformning, dybtrækning, stansning og samling, der påfører betydelig mekanisk belastning - og den skal gøre det uden at revne, delaminere eller miste vedhæftning i den deformerede zone. Vedhæftning målt på flade belagte plader siger intet om, hvordan en belægning vil præstere, når underlaget, den er limet til, bøjes til en radius på to eller tre millimeter.

Statisk adhæsionstest og formningsvedhæftning er forskellige egenskaber

Belægningen, der påføres formalet spole, består af alle standard fladskærms adhæsionstests - tværsnit, T-bøjning, stød og tapetræk - under forhold, hvor underlaget ikke bliver deformeret. Disse test måler bindingen mellem belægning og underlag ved nul påført belastning. Ved formningsoperationer kan denne spændes nå 10-20 % forlængelse ved den ydre radius af en skarp bøjning, påført hurtigt og nogle gange ved temperaturer, der afviger fra belægningens oprindelige hærdningstemperatur. Belægningen bliver bedt om at gøre noget, den aldrig er testet for.

T-bøjningstestning på coated spole giver en minimum bøjningsradius (udtrykt som 0T, 1T, 2T — mængde af tykkelser af spole, der kræves mellem bøjningsdornen og det coatede panel for revnefri bøjning). Dette er den standardtest, der er tættest på de faktiske formningsforhold, og T-bøjningsresultater bør vurderes sammen med fladskærmsadhæsion for korrekt at vurdere spolebelægningsformningsydelsen.

Hvad sker der ved belægningen under bøjning

Ydre radius: Trækspænding på filmen

Ved bøjningens ydre radius forlænges underlaget. Belægningen, der er bundet til den, skal forlænges med samme mængde - størrelsen af bøjningsradius, substrattykkelse og belægningstykkelse. Snævre bøjninger påfører større belastninger end blide kurver.

Indre radius: Trykspænding

Ved den indre radius komprimeres belægningen. Kompressionsfejltilstande - rynkning, knæk eller lokalt adhæsionstab - adskiller sig fra trækrævende og påvirkning af belægningens modul og tykkelse i forhold til underlaget.

Mellemlagsspændingskoncentration

I multi-coat-systemer (primer topcoat) er grænsefladen mellem lagene og potentielt spændingskoncentrationspunkt. Hvis de to lag har væsentligt forskellige modul- eller forlængelsesegenskaber, belastes grænsefladen ved forskydning under bøjning - en tilstand, der er forskellig fra begge lags egen træk- eller trykbelastning.

Strain Rate Effects

Højhastighedsformning - stansning, rulleformning ved linjehastighed - påfører belastning meget hurtigere end langsom håndbøj Polymer viskoelastik opførsel betyder, at en belægningseffektiv modul og forlængelse ved brud er hastighedsafhængig: hvad der bøjes uden at revne langsomt, kan revne ved høj belastningshastighed.

Vigtige formuleringsegenskaber for spolebelægningsformningsydelse

Filmforlængelse ved pause	Det primære mål - hvor meget belægningen kan forlænges før brud. Skal overskride den maksimale belastning på bøjningens ydre radius for den tætteste bøjning i applikationen
Crosslink-densitetsbalance	Overtværbundne film er skøre; undertværbundne film kan have tilstrækkelig forlængelse, men utilstrækkelig hårdhed og kemisk resistens. Optimal tæthed forskellig afhængigt af applikationsdannelsens sværhedsgrad
Kvalitet vedhæftning mellem lag	I primer-topcoat-systemer skal primeren både binde til metallet og give tilstrækkelig vedhæftning til topcoaten - mellemlagsfejl i bøjning er almindelig, hvor de to lag har uforenelig fleksibilitet
Valg af harpikssystem	Polyester-, PVDF- og PU-baserede spolebelægninger tilbyder forskellige iboende forlængelsesprofiler; PVC-plastisoler giver meget høj forlængelse, men med forskelligt udseende og ydeevne afvejninger
Hærdetemperatur og -profil	Maksimal metaltemperatur (PMT) og ovnopholdstid påvirkede den endelige bindingstæthed og derfor forlængelse-hårdhedsbalancen af den hærdede film
Filmtykkelsesensartethed	Lokalt tynde zoner har mindre total forlængelseskapacitet - kantfortynding på spolebelægning, hvilket er almindeligt, betyder, at kanter er uforholdsmæssigt tilbøjelige til at danne fejl

Ofte stillede spørgsmål

Hvilket T-bøjningsresultat skal opnås til standard arkitektoniske formgivningsapplikationer?

Kravene forskellige afhængige af anvendelsen - typiske specifikationer for arkitektonisk spolebelægning kræver 0T eller 1T (revner tilladt, ingen adhæsionstab ved tapetræk) for standardprofiler og 2T eller 3T for skarpere bøjninger eller mere kompleks formgivning. Det specifikke T-bøjningskrav bør bekræftes i forhold til specifikationen for slutbrugsdannelse i stedet for at antage, at en enkelt standard gælder.

Påvirker hærdeovnens temperatur formningsydelsen?

Ja væsentligt - topmetaltemperatur (PMT) og ovnens opholdstid bestemmer sammen tværbindingstætheden. Underhærdning efterlader filmen underudviklet i både hårdhed og forlængelse; overhærdning skør filmen ved over-tværbinding, hvilket reducerer forlængelsen. Den optimale PMT-dvælningsprofil til formningsydelse bør etableres for det specifikke harpiksystem.

Hvorfor er formningsydelsen nogle gange dårligere på koldere dage i fabrikationsværkstedet?

Polymerbelægninger er viskoelastiske - deres effektive forlængelse ved brud falder, når temperaturen falder mod harpiksens glasovergangstemperatur. En belægning, der dannes rent ved 20°C, kan revne ved 5°C, fordi den samme belastningshastighed pålægger den stivere, koldere film, hvad der faktisk er en højere hastighedsjusteret belastning. Foropvarmning af spolemasse før formning bruges nogle gange til at afbøde formningsfejl ved kold temperatur.

Fungerer den samme belægning på samme måde på stål- og aluminiumsspole?

Ikke nødvendigvis. Stål og aluminium har forskellige forlængelsesegenskaber i sig selv, forskellige termiske udvidelseskoefficienter og forskellige adhæsionsoverfladekemi. Et belægningssystem, der er kvalificeret til stål, bør revurderes på aluminium, før det specificeres til anvendelser med aluminiumsspoler.

Nøgle takeaway

Vedhæftning på flade paneler forudsiger ikke formgivningsevne - de to test måler fundamentalt forskellige egenskaber under fundamentalt forskellige belastningsforhold.

Bøjning påfører trækking ved den ydre radius, der kan være 10-20 % forlængelse for snævre bøjninger - langt ud over, hvad enhver fladskærms adhæsionstest gælder
Filmforlængelse ved brud, tværbindingsdensitetsbalance, mellemlagsadhæsion og harpiksvalg er de primære formuleringsvariable
T-bøjningstest er den standardtest, der er tættest på de faktiske formningsforhold og bør bruges sammen med fladskærms-vedhæftningstests til evaluering af spiralbelægning
Temperatur, deformationshastighed og ensartet filmtykkelse ved kanterne har alle indflydelse på formdannelsen vedhæftningsresultater i produktionsbetingelser

Oplever du belægningsdelaminering, revner eller adhæsionstab under bøjning, rulleformning eller stempling af formalede spole eller præ-coatede paneler? Vores tekniske team kan hjælpe med at vurdere formningsydelsen på formuleringsniveauet.