PM Lackering. Alina Ekström

Transkript

1 2010 PM Lackering Alina Ekström Följande fördjupningsarbete behandlar området lackering ur en produktutvecklares ögon och återger information om lackering som kan komma till användning vid prototyp och produktframtagning. Mälardalens Högskola Produktutveckling 3 Handledare: Rolf Lövgren

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING Innehållsförteckning... 2 Inledning... 3 Syfte och mål... 3 Problemformulering... 3 Projektavgränsningar... 3 Lackering... 4 Vanliga Lackeringsmetoder... 4 Pulverlackering... 4 Våtlackering... 4 ED Lackering... 5 Spraylackering... 5 Val av metod vid topplackering... 5 Miljömässig lackering... 6 Motivlackering... 6 Förbehandling... 7 Ytskydd genom Lackering... 7 Färg... 8 Tillvägagångssätt... 9 Säkerhet... 9 Slutsats Källhänvisning Elektroniska källor Muntliga källor... 11

3 INLEDNING Som blivande produkt och processutvecklare är jag intresserad av att kontinuerligt erhålla nya kunskaper och utveckla de jag redan har, både genom praktik och teori. I kursen Produktutveckling 3 vid Mälardalens Högskola deltog jag i ett projektarbete mot företaget Idesta där gruppen tog fram en redesign av en av företagets redan befintliga produkter. Produkten skulle vid en eventuell produktion lackeras och där av valet för detta fördjupningsarbete; Lackering. Samtidigt har alltid lackering lockat mig då man på ett relativt enkelt sätt kan ge en produkt mervärde och snabbt ge en redan befintlig produkt ett nytt utseende. Detta fördjupningsarbete innehåller information om lackering som jag som produktutvecklare kan ha användning av nu och i framtiden. SYFTE OCH MÅL Syfte men detta fördjupningsarbete är att få en ökad kunskap om lackering. Målet är att; Få ökad kunskap om lackering i stort Få ökad kunskap i hur lackering kan ske miljövänligt Skapa en lättanvänd guide till lackering av modell eller prototyp Ge mig som blivande produktutvecklare en ökad kunskap om hur jag kan använda lackering PROBLEMFORMULERING Följande problemformuleringar ska besvaras för att promemorian ska anses ha uppnått syftet och målet; Kan lackering ske miljövänligt? Är färgvalet vid lackering begränsat? Vilka vanliga lackeringsmetoder finns? Kan man med hjälp av lackering skydda en yta? Hur kan jag som produktutvecklare ha användning av lackering? PROJEKTAVGRÄNSNINGAR Området lackering är mycket stort och innehåller en stor del information som inte är relevant för mig som produktutvecklare. Därför har jag valt att avgränsa arbetet till det som jag anser mig ha användning av vid modell och prototypframtagning under min utbildning vid Mälardalens Högskola samt under min arbetskarriär som produktutvecklare.

4 LACKERING Lackering är en metod som ger skydd, färg och framförallt mervärde till produkter. Som produktutvecklare är det bara fantasin som sätter stopp för utformningen av en produkt och med hjälp av lackering kan man förverkliga sina fantasier då möjligheterna är oändliga i både struktur, färg och illusion. Lackering används i industrin främst som ett skydd mot stötar och korrosion men som privatperson kan det också användas i samma syfte med enklare metoder. Beroende på vilka resurser som finns kan man lackera på olika sätt med olika utrustning. Som privatperson kan man enkelt lackera med våtlack och med spraylack medan man i industrisammanhang där större resurser finns exempelvis kan utföra pulverlackering och ED lackering. VANLIGA LACKERINGSMETODER Olika metoder för lackering har tagits fram genom åren. Vissa som främst används i industrier och andra för privatbruk. Nedan följer beskrivningar av fyra mycket vanliga metoder. PULVERLACKERING Pulverlackering är en sprutlackeringsmetod som användas vid lackering av bland annat metall och plast. Den utförs främst genom elektrostatsprutning eller virvelsintring. Genom elektrostatsprutning sprutas pulvret genom ett elektriskt laddat munstycke och blir då elektriskt och fäster lätt på ytan. Virvelsintring går till så att detaljen som ska lackeras upphettas och doppas i pulver som då fäster och smälter på ytan. För att färgen ska få sina slutgiltiga egenskaper härdas pulverfärgen i en lång tunnelugn. Detta för att färgen ska häfta vid underlaget. Lacken har en utmärkt vidhäftning till det underliggande materialet, även om inte primer används. Pulverlackerade ytor har god UV och väderbeständighet, lång livslängd oberoende av miljö och påverkar inte miljön i någon benämning. För att lacken ska uppfylla dessa krav krävs ett korrekt underlag. Priset för pulverlackering är jämförelsevis lågt och det finns ett obegränsat urval av färger att välja mellan. Lacken har en mycket hård yta som ger ett bra skydd mot yttre påverkan, både genom korrosion och slag och dragkrafter. Pulverfärg kan med en sprutning appliceras i ett tjockt lager vilket gör användning av färgen mycket kostnadseffektiv. Denna metod lämpar sig till lackering av portabla delar och inte till platsmålning då objektet måste passera en ugn. Att notera är att det finns pulverlacker som inte behöver härdas i ugn. VÅTLACKERING Våtlackering är en lackeringsmetod där färg innehållande lösningsmedel används. Färgen är flytande och appliceras med pensel eller genom sprutning och torkar genom härdning, oxidation eller avdunstning. Till skillnad från sprutlackering måste våtlackering appliceras i många tunna lager för att uppnå ett bra resultat och är därför inte lika kostnadseffektiv. Våtlackering används oftast vid platsmålning eftersom färgen är portabel och inga ytterligare redskap behövs. Trots detta bör man fundera en extra gång vid val av våtlackering då den på grund av lösningsmedlet är miljöfarlig.

5 ED LACKERING Elektrodopplackering, så kallad ED lackering är en grundlackeringsmetod sker genom doppning i färgbad. ED lackering är en mycket miljömässig lackeringsmetod som sker i ett slutet system där färgförlusten är obefintlig. Grundlackering med ED lackering ger ett mycket tunt och jämt lager och lacken tränger in i alla hålrum och används därför med fördel till detaljer med en icke regelbunden form med hålrum. Efter en ED lackering härdas och torkas lacken i en speciell ugn. Finishen efter en ED lackering är så pass bra att det egentligen inte behövs ett efterföljande lager täckfärg om inte ett ordentligt korrosionsskydd behövs, men kan med fördel stärkas med en påföljande pulverlackering. Denna lackering kan bland annat appliceras på zink, stål, aluminium och gjutgods. SPRAYLACKERING Spraylackering är en metod som är enkel att använda för privatpersoner som inte har någon övrig lackeringsutrustning. Här behövs inga specialkunskaper och färgen är redo för att användas direkt. Beroende på ändamål finns det olika sorters färger som ska användas. Om man vill uppnå ett bra resultat vid spraylackering krävs det att underarbetet är bra gjort och att både primer, grundfärg och överlack används. Att notera är då att dessa tre sprayer ska komma från samma fabrikat. I värsta fall kan annars de olika sprayerna lösa upp varandra och då är allt grundarbete till förgäves. FIGUR 1. SPRAYFÄRG VAL AV METOD VID TOPPLACKERING Beroende av vilket resultat och vilken kvalité som önskas bör olika lackeringsmetoder användas. Detta val är även beroende av vad objektet ska användas som. Om det är en modell som ska tas fram är inte finishen det viktiga. Därför behövs ingen dyr lackering, utan här räcker det med ett eller två lager av sprayfärg. Om det istället är en prototyp som ska representera den färdiga produkten bör man vara mer noggrann vid lackeringen då ett så verklighetstroget resultat som möjligt eftertraktas. Vid en prototypframtagning är det ändå mest aktuellt att välja spraylackering. Men viktigt är då att arbeta med underlaget och använda primer och en grundfärg. Om lackering av ett stationärt objekt ska utföras, exempelvis av ett staket, är våtlackering att föredra trots miljöpåverkan. Detta alternativ är att föredra då det enda hjälpmedel som behövs utöver lacken är pensel. Lacken behöver inte heller härdas i värme eller liknande utan torkar på plats. Pulverlackering passar bra när man vill ha ett resultat med mycket hög finish och när man har resurser som tillåter outsourcing. Vid en eventuell tillverkning av ReCan 1 mot företaget Idesta hade denna metod används vid lackeringen av locket och kärlets insida. 1 Produktutveckling 2 och 3 Projektrapport Redesign Kaffeflaska 633 och ReCan

6 MILJÖMÄSSIG LACKERING I dagens samhälle är det viktigt att ta hand om miljön och att undvika onödiga avfall och utsläpp. Detta gäller naturligtvis även vid lackering. Våtlacker baserade på lösningsmedel är mycket miljöfarliga och bör inte väljas ur miljösynpunkt. Om de trots detta används är det mycket viktigt att avfallet samlas upp och återvinns. Genom att lackera med ett Elektrodopplackeringssystem, som enligt Arbetarskyddsstyrelsen är den miljövänligaste lackeringsmetoden, kan man utföra lackering utan att påverka miljön. Lackeringen sker här i ett helt slutet system och färgen som inte fäster på objektet samlas upp och kan därför återanvändas. Färgen är även vattenbaserad och ger därför inga utsläpp av lösningsmedel. Pulverlackering innehåller inga lösningsmedel och klassas därför som ett miljövänligt lack. Lacken påverkar inte miljön i något stadium vare sig i produktionen, användandet eller i destruktionen. Den färg som vid lackeringen av ett oblekt sprutas förbi, samlas upp och kan återanvändas. Detta med hjälp av ett speciellt återvinningssystem. MOTIVLACKERING Motivlackering utförs när man vill höja mervärdet av ett objekt samtidigt som det ger en personifiering. Oftast ses motivlackering på fordon och hjälmar men det finns inga begränsningar om var man kan utföra motivlackering. Denna metod utförs främst av specialister som använder en metod som heter Airbrushing och bygger på att flytande färg under tryck sprutas genom ett pistolliknande verktyg. Nedan följer en anekdot som beskriver hur motivlackering kan användas. FIGUR 2. AIRBRUSHVERKTYG Under en filminspelning ombads en väktare vaka över en båt som stod på land under tiden filmteamet inte var på plats. Väktaren ansåg detta som totalt onödigt då det var ett stort hål i sidan av båten. Ingen skulle kunna sjösätta denna utan totalt haveri. Han framförde detta till teamet dagen därpå och fick sig en överraskning. Hålet i båten var inte vad det utgav sig för att vara. Det var endast en motivlackering. (Monica Göransson) (Anekdoten kommer från en man som föreläste i hur man lagar båtar med gelcoat våren 2009).

7 FÖRBEHANDLING Förbehandlingen som måste göras innan lackering utförs är beroende av vilket resultat man vill uppnå och vilken metod som ska användas. Om ett perfekt resultat önskas krävs det att man lägger mycket tid på att göra underlaget bra. Detta kan innebära allt från slipning till förbehandling med zinkmanganfosfatering (se under rubriken Ytskydd genom lackering), blästring och maskering. Slipning kan göras maskinellt eller manuellt. Slipmaskiner och dremmlar kan vara bra att använda när materia måste tas bort från objektet medan att sandpappra för hand ger den fina finishen. Sandpapper finns i många olika grovlekar. För att få en slät yta ska de grövre pappren användas först och allt eftersom bytas ut mot finare. Våtslipning kan med fördel användas om man vill slippa slipdam och få mindre friktion som ger en ytterligare finare yta. Om man ska lackera en yta som sedan tidigare är lackerad kan blästring ta bort denna. Detta innebär att sand eller plastgranulat sprejas med tillsammans med vatten eller luft under högt tryck mot den berörda ytan. Vatten under högt tryck kan även fungera utan tillsatser i. På så sätt slipas lacken bort. I förbehandlingen kan även maskering ingå. Detta görs om det finns ytor på objektet som inte ska lackeras. För detta ändamål finns det speciella maskeringstejper som är lätta att böja och som inte släpper ifrån sig lim eller drar med sig färg när de avlägsnas. YTSKYDD GENOM LACKERING För att en produkt tillverkad i metall ska ha en lång livslängd och behålla sitt ursprungliga skick har valet av material en stor betydelse. Men det som har den största betydelsen för hållbarheten av materialet är ytbehandlingen. Utan en ordentlig ytbehandling kan repor och stötar förstöra produkten. Även rost, så kallad korrosion kan uppstå som ett resultat av reaktioner med omgivningen. Om produkten har en konstruktion i metall skapar man detta skydd i form av en förebyggande korrosionsbehandling redan under ytbehandlingsstadiet i produktframtagningen. Denna sorts behandling är särskilt viktig inom plåt och fordonsindustrin där kraven på resultaten är mycket höga. Den vanligaste behandlingen för att uppnå ett bra korrosionsskydd är att ytan täcks med ett skyddande lager lack. På aluminium och olika sorters plåt består denna lackering av nedanstående tre på varandra följande behandlingar; 1. Zinkmanganfosfatering 2. Elektrodopplackering (Så kallad ED lackering). 3. Pulverlackering Genom zinkmanganfosfatering skapas en yta som ger färgen ett bra fäste samtidigt som ett effektivt korrosionsskydd skapas. Denna behandling görs, enkelt beskrivet, genom en alkalisk avfettning följd av zinkmanganfosfatering och en avslutande sköljning med avjoniserat vatten. Därefter sker grundmålning med hjälp av ED lackering som bidrar till ett ytterligare skydd mot korrosion och ger dessutom en bra yta för den slutgiltiga pulverlackeringen. Den slutliga pulverlackeringen ger det definitiva korrosionsskyddet och även ett mycket bra skydd mot stötar och repor. För att undvika skador uppkomna från yttre mekanisk påverkan bör det yttersta lagret färg vara just pulverlack då det är denna lack som bäst skyddar mot sådant.

8 FÄRG Lackering av ett objekt behöver inte i sig medföra en stor förändring av utseendet. Det som ger objektet förändring är lackkvalitén och valet av färg. Genom färgvalet ger man produkten en identitet och en igenkänningsfaktor. Som produktutvecklare och designer kan valet av färg vara avgörande för produktens framgång. Antalet färgnyanser är oändligt många och är helt upp till personen som blandar färgen. En normalseende person kan se ungefär 10 miljoner färger. För den som inte vill blanda själv finns det två olika system som beskriver och kodar färgnyanser. Dessa är NCS som benämner våtlacker och RAL som benämner pulverlacker. NCS står för Natural Color System och grundar sig i hur människan upplever färg. NCS systemet betecknar färgernas visuella egenskaper och när man har lärt sig detta system kan man utifrån färgkoden lätt bedöma färgens attribut. Nedan, se figur 3, följer en beteckning över färgerna som NCS systemet utgår ifrån; FIGUR 3. FÄRGBETECKNING RAL systemet betecknas med ett fyrsiffrigt nummer som till skillnad från NCS systemet innehåller fluorescerande färger, vilket är färger som lyser i mörker och signalfärger. Dessa två färgsorter används dock sällan vid pulverlackering då lystern är svår att få fram. Beroende av vilken sorts färg som används kan man uppnå olika färger, strukturer och illusioner. På bilden nedan, se figur 4, visas sex olika äpplen, samtliga lackerade. Detta visar att lack kan skapa en illusion av att objektet är gjort av annat material än det utger sig för att vara. FIGUR 4.

9 TILLVÄGAGÅNGSSÄTT Vid en prototyp eller modellframtagning är ofta det sista steget till färdig produkt just ytbehandlingen och lackeringen. För ett bra resultat behöver man veta hur man ska göra. Nedan följer en beskrivning på hur ett bra lackeringsresultat nås. Eftersom prototypframtagning ofta görs i kemträ som lämpar sig för fräsning och bearbetning utgår beskrivningen utifrån detta. 1. Underarbete 2. Primer 3. Grundlack 4. Topplack Det första steget i underarbetet är att ta bort eventuellt överflödigt material. Detta görs med en materialförbrukande maskin så som slipmaskin eller en bandslip. Om materialet är ojämnt kan det vara aktuellt att spackla och ibland i flera lager där man slipar ner spacklet mellan strykningarna. Genom att sedan sandpappra för hand slipas ytan ner och blir jämn. Först används grövre papper och allteftersom byts det ut mot ett finare. Därefter ska en primer eller ett grundlack användas som jämnar ut underlaget ytterligare och som ger topplacket fäste mot underlaget. För ett ännu bättre resultat kan ett mycket fint sandpapper användas för att slipa ner primern eller grundlacket för att sedan spraya ytterligare ett lager och sedan avsluta med topplacket. Hur topplackerna ska användas beror på vilken sort det är. Vissa ska torka mellan sprayningarna medan andra ska sprayas med någon minuts mellanrum för bästa resultat. Om det är mer än en yta som ska lackeras på objektet kan det vara bra att hänga upp detaljen alternativt att ställa den på en platta som är roterbar. Se figur 5 för flödesschema. Materialförbrukande slipning FIGUR 5. Spackling Manuell slipning Primer och/eller grundlackering Manuell slipning Topplackerng SÄKERHET Vid användning av spraylack är det viktigt att man sörjer för god ventilation då ångorna är hälso och miljöfarliga. Skyddsglasögon, skyddsrock och handskar är att rekommendera.

10 SLUTSATS Kunskapen om lackering som arbetet med detta fördjupningsarbete har medfört kommer att hjälpa mig vid framtagningen av prototyper och produkter i min fortsatta utbildning och yrkesverksamhet. Jag har insett att lackeringen av ett objekt betyder mer än vad jag trodde då det till skillnad mot personer, faktiskt oftast är just ytan på en produkt som lockar köparen. Att lackera prototyper, modeller och färdiga produkter är ett sätt för mig som blivande produktutvecklare att skapa mervärde på ett förhållandevis enkelt sätt. Hållbar design är något som produktutvecklare ofta strävar mot, men ändå är det sällan som valet av ytbehandling görs redan i ritningsstadiet. Detta kan medföra problem i tillverkningskedjan. Genom att redan vid ritbordet tänka ytligt kan man undvika dessa problem och bygga in ytskyddet och lacken i konceptet. Problemformuleringen är besvarad vilket innebär att fördjupningsarbetet har uppnått sitt syfte; Kan lackering ske miljövänligt? Ja. Är färgvalet vid lackering begränsat? Nej. Vilka vanliga lackeringsmetoder finns? Pulverlackering, ED lackering, våtlackering, spraylackering. Kan man med hjälp av lackering skydda en yta? Ja. Hur kan jag som produktutvecklare ha användning av lackering? Det skyddar produkten och skapar mervärde.

11 KÄLLHÄNVISNING ELEKTRONISKA KÄLLOR 17 december januari januari ytbehandlingar/korrosionsskydd/ed Lackering/ 2 januari 2010, information om ED lackering, pulverlackering och ytbehandlingar i stort sitortype=3 4 januari Information om UV lackering januari januari Information om pulverlackering 7 januari 2010, Information om pulverlackering. C7EA 44B2 811F BBC58E0A7F4C}&langID={1F4DBE0A 4BE5 4C73 A041 D9C599C8F8E7} 8 januari Information om färgkodning 8 januari 2010 MUNTLIGA KÄLLOR Bengt Erik Gustavsson. Information om lackering i stort. Lars Ekström. Information om blästring och lackering i stort. Monica Göransson. Information och anekdot om motivlackering.