Více efektivity a udržitelnosti v povrchové technice

Zkouška lakování ve Fraunhofer IPA: Robot stříká lak na nárazník a inline laserový detektor spolu s dalšími senzory zaznamenávají vše. Na základě získaných dat byla vyškolena umělá inteligence. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Předběžná simulovaná předúprava počítačem, lakovací proces řízený umělou inteligencí a vodou ředitelná zinková základová vrstva: pod heslem »Finishing for Compliments« představí Fraunhofer IPA v polovině dubna na PaintExpo pohled na aktuální výzkumné projekty: hala 1, stánek 1322.

„Finishing for Compliments – s výzkumem a know-how ke skutečným komplimentům“ – pod tímto heslem představují vědci z Fraunhoferova ústavu pro výrobu a automatizaci IPA svůj veletržní stánek na letošní PaintExpo. Od 14. do 17. dubna poskytnou pohled na aktuální výzkumné projekty, které firmám zabývajícím se povrchovými úpravami pomáhají k udržitelnějším a chytrým, umělou inteligencí řízeným lakovacím procesům – a tím možná i ke komplimentům od jejich zákazníků.

Stlačený vzduch bude digitalizován

Jörg Schieweck z výzkumného týmu pro modelování a sledování procesů na Fraunhofer IPA vyvíjí v projektu „DigiStrahl“ simulací řízený předúpravný proces. Cílem je digitalizovat, analyzovat a optimalizovat takzvané stlačené vzduchové tryskání.

Podobně jako u vysokotlakého čističe jsou při stlačeném vzduchu na kovový povrch vystřelovány pevné částice. Vzniká tak rovnoměrná drsnost, která zajišťuje, že lak při následném nanášení na povrch dobře přilne. Díky simulaci stlačeného vzduchu v počítači lze posoudit, jaké médium a jaká nastavení zařízení přinesou nejlepší výsledek. Digitalizované stlačené vzduchové tryskání zvyšuje efektivitu a šetří malé a střední podniky, protože spotřebují méně médii a energie a produkují méně odpadu.

Bezchybný lakovací proces díky umělé inteligenci

Samo lakování je dodnes považováno za proces, který nelze plně ovládnout. Hrozí odpad, poruchy zařízení a dodatečná práce, protože například stanovená tloušťka lakové vrstvy není vždy dodržena. Oliver Tiedje, vedoucí oddělení povrchových úprav a multifunkčních materiálů na Fraunhofer IPA, proto v rámci výzkumného projektu „pAInt-Behaviour“ našel způsoby, jak snížit počet chyb a odstávek strojů pomocí umělé inteligence.

Tiedje a jeho tým provedli v lakovacím technickém centru Fraunhofer IPA řadu lakovacích zkoušek na plastových dílech z automobilového a užitkového sektoru. Před každou zkouškou upravili nastavení lakovacího zařízení, čímž vědomě přijali chyby, a nechali lakovací proces sledovat 30 různými senzory. Nasbíraná měření a procesní data analyzovala strojová učení. Vznikl tak detailní model chování, který včas odhalí hrozící odchylky od kvality v lakovacím procesu a identifikuje jejich příčiny.

Ekologická zinková základová vrstva na vodní bázi

Vědci kolem Katarzyny Krawczyk z výzkumného týmu pro zkušební techniku a lakovou chemii na Fraunhofer IPA se zabývali povrchovými úpravami, které chrání před korozí. V rámci výzkumného projektu „EcoWaterZinc“ vyvinuli bezrozpouštědlovou zinkovou základovou vrstvu na vodní bázi, čímž vyřešili environmentální a zdravotní problém.

Dosud používané zinkové povlaky obsahovaly zdraví škodlivé rozpouštědla. Pokud takové povlaky vytvrzovaly uvnitř budov, uvolňovaly velké množství těkavých organických sloučenin. Tyto „Volatile Organic Compounds“ (VOC) nejenže nepříjemně zapáchají, ale mohou také dráždit sliznice. Zinek sám navíc reaguje s vodou, což dlouhodobě snižuje jeho antikorozivní účinek, a zinek se hromadí v řekách a jezerech, čímž ohrožuje zdraví lidí i zvířat. Nově vyvinutá základová vrstva na Fraunhofer IPA obsahuje modifikované zinkové částice, které nereagují s vodou a vytvářejí tak trvalý antikorozní nátěr.

Pohled na aktuální výzkumné projekty na PaintExpo

Předběžná simulace předúpravy počítačem, lakovací proces bez chyb řízený umělou inteligencí a dlouhodobě antikorozivní zinkové základové vrstvy – to jsou jen tři příklady aktuálních výzkumných prací na Fraunhofer IPA. Návštěvníci PaintExpo mohou na stánku Fraunhofer IPA nahlédnout do těchto a dalších probíhajících nebo nedávno dokončených projektů: hala 1, stánek 1322.