Większa efektywność i zrównoważony rozwój w technologii powierzchniowej

Test lakierniczy w Fraunhofer IPA: Robot nanosie lakier na zderzak, a inline'owy detektor laserowy oraz inne czujniki rejestrują wszystko. Na podstawie zebranych danych wytrenowano sztuczną inteligencję. © Fraunhofer IPA/Zdjęcie: Rainer Bez

Wstępna obróbka symulowana na komputerze, proces lakierowania nadzorowany przez sztuczną inteligencję oraz wodna podkładka cynkowa: pod hasłem „Finishing for Compliments” Fraunhofer IPA w połowie kwietnia na PaintExpo zaprezentuje wgląd w aktualne projekty badawcze: hala 1, stoisko 1322.

„Finishing for Compliments – z badaniami i know-how do prawdziwych komplementów” – pod tym hasłem naukowcy z Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA przedstawiają swój udział w targach na tegorocznej PaintExpo. Od 14 do 17 kwietnia zaprezentują wgląd w aktualne projekty badawcze, które pomagają firmom zajmującym się powłokami w osiągnięciu bardziej zrównoważonych, inteligentnych procesów lakierowania wspieranych przez sztuczną inteligencję – a tym samym może nawet uzyskać komplementy od ich klientów.

Piaskowanie cyfrowe

Jörg Schieweck z zespołu badawczego Modelowania i monitorowania procesów w Fraunhofer IPA opracowuje w ramach projektu „DigiStrahl” symulacyjny proces obróbki wstępnej. Celem jest cyfrowe odwzorowanie, analiza i optymalizacja tzw. piaskowania sprężonym powietrzem.

Podobnie jak w przypadku myjki wysokociśnieniowej, piaskowanie sprężonym powietrzem polega na strzelaniu stałymi cząstkami na metalową powierzchnię. Powstaje równomierna chropowatość, która zapewnia, że podczas kolejnego procesu powlekania lakier będzie się dobrze trzymał na powierzchni. Symulując piaskowanie sprężonym powietrzem na komputerze, można ocenić, które medium ścierne i ustawienia urządzenia dadzą najlepszy efekt. Cyfrowa symulacja piaskowania sprężonym powietrzem zwiększa efektywność i oszczędza małym i średnim przedsiębiorstwom dużo pieniędzy, ponieważ zużywają one mniej medium ściernego i energii oraz produkują mniej odpadów.

Bezawaryjne procesy lakierowania dzięki sztucznej inteligencji

Sam proces lakierowania nadal jest uważany za nie w pełni opanowany. Grozi odpadami, awariami maszyn i koniecznością poprawek, ponieważ na przykład wymagana grubość powłoki lakierniczej często nie jest zachowana wszędzie. Oliver Tiedje, kierownik działu powłok i materiałów wielofunkcyjnych w Fraunhofer IPA, znalazł w ramach projektu badawczego „pAInt-Behaviour” sposoby na zmniejszenie liczby błędów i przestojów maszyn dzięki sztucznej inteligencji.

W tym celu Tiedje i jego zespół przeprowadzili w lakierni Fraunhofer IPA serię prób lakierniczych na elementach z tworzyw sztucznych z sektora motoryzacyjnego i pojazdów użytkowych. Przed każdą próbą zmieniali ustawienia urządzenia lakierniczego, świadomie akceptując błędy, i monitorowali proces za pomocą 30 różnych sensorów. Zebrane dane pomiarowe i procesowe analizowano za pomocą metod uczenia maszynowego. Powstał szczegółowy model zachowania, który wczesnym etapie wykrywa potencjalne odchylenia jakościowe w procesie lakierowania i identyfikuje ich przyczyny.

Przyjazne dla środowiska podkładki cynkowe na bazie wody

Naukowcy z Katarzyną Krawczyk z zespołu badawczego ds. technik testowania i chemii lakierów w Fraunhofer IPA zajmowali się powłokami chroniącymi przed korozją. W ramach projektu „EcoWaterZinc” opracowali bezrozpuszczalnikową wodną podkładkę cynkową, rozwiązując problem związany ze środowiskiem i zdrowiem.

Dotychczasowe powłoki cynkowe zawierają szkodliwe rozpuszczalniki. Jeśli takie powłoki byłyby stosowane w pomieszczeniach zamkniętych, emitowałyby duże ilości lotnych związków organicznych. Te „VOC” (lotne związki organiczne) nie tylko nieprzyjemnie pachną, ale także mogą podrażniać błony śluzowe. Z drugiej strony cynk sam wchodzi w reakcję z wodą. Na dłuższą metę oznacza to nie tylko osłabienie efektu antykorozyjnego, ale także gromadzenie się cynku w rzekach i jeziorach, co zagraża zdrowiu ludzi i zwierząt. Nowa podkładka opracowana w Fraunhofer IPA zawiera zmodyfikowane cząstki cynku, które nie reagują z wodą, tworząc trwałą powłokę antykorozyjną.

Wgląd w aktualne projekty badawcze na PaintExpo

Wstępna symulacja procesu obróbki wstępnej na komputerze, bezbłędny proces lakierowania wspierany przez sztuczną inteligencję oraz trwałe powłoki cynkowe o działaniu antykorozyjnym – to tylko trzy przykłady aktualnych prac badawczych w Fraunhofer IPA. Odwiedzający PaintExpo mogą na stoisku Fraunhofer IPA zapoznać się z tymi i innymi trwającymi lub niedawno zakończonymi projektami: hala 1, stoisko 1322.