Películas de pintura Fluorex en Termoconformado de láminas gruesas y Fluorex Bright para acabados en cromo

Pieter van der Ster, Soliant BV (Países Bajos).
E-mail: pvanderster@paintfilm.com
15/06/2006
Soliant BV C es un proveedor de películas decorativas utilizadas principalmente en componentes de acabado por la industria automovilística. Las películas de pintura que se venden con la marca registrada Fluorex X son conocidas por el sector desde hace más de 20 años. La compañía tiene su sede en Lancaster (Carolina del Sur) y posee oficinas de ventas en Detroit (Michigan) y en los Países Bajos (Europa).
Soliant dispone de un equipo de I+D que desarrolla nuevos productos que satisfagan las crecientes demandas del mercado con el fin de ayudar a nuestros clientes a expandir sus negocios.

Introducción de la película de pintura Fluorex

Fluorex representa una alternativa más duradera, rentable y ecológica a los sistemas de pintura tradicionales. Asimismo, ofrece posibilidades de diseño que van más allá del color, tales como metal cepillado y acabado en cromo.

El procesamiento de diferentes tipos de productos requiere los conocimientos a los que tienen acceso las compañías de transformación de plásticos. De este modo, resulta más fácil utilizar los productos a cambio de una pequeña inversión. Las películas de pintura Fluorex se han desarrollado para su uso por parte de la industria automovilística en varias resinas plásticas tales como ABS, TPO o PC.

Estos productos se utilizan en otros mercados, tales como la electrónica, aparatos eléctricos, diseño gráfico y telecomunicaciones.

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Fig. 1 Proceso típico de revestimiento

¿Qué es la película de pintura Fluorex ?

Este producto posee una estructura similar a la de un sistema de pintura tradicional, si bien se elabora de manera distinta.

Se funde utilizando un método de revestimiento de alta precisión que permite producir películas de pintura con igualación de colores.

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Fig. 2 Estructura de Fluorex
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Fig. 3: descripción general de las pruebas del Fluorex
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Fig. 4: rendimiento en Florida durante 5 años

Rendimiento de la película de pintura Fluorex

La película de pintura Fluorex se lleva utilizando en aplicaciones de la industria automovilística durante más de veinte años. Este producto está aprobado y es utilizado por numerosos fabricantes de equipos originales (OEM) para aplicaciones exteriores.

La película Fluorex Bright de reciente desarrollo (apariencia de cromo) ya ha sido aprobada por algunos OEM y se encuentra en proceso de prueba en el caso de otros.

La descripción general que figura a continuación muestra el rendimiento de Fluorex en una serie de pruebas.

Procesamiento de la película de pintura Fluorex

La película de pintura Fluorex puede procesarse de varias maneras, las cuales vienen determinadas principalmente por la aplicación que precise decoración o por el método de procesamiento disponible.

Es posible ver un fuerte crecimiento en áreas en las que se vienen utilizando métodos de procesamiento que requieren una mínima inversión. Un ejemplo lo constituye el Termoconformado de láminas gruesas.

Termoconformado de láminas gruesas

Fluorex puede laminarse en láminas de TPO o ABS con variaciones a partir de 1mm. Este producto posee las mismas características de superficie que otras películas de pintura Fluorex. Esta tecnología está adquiriendo popularidad ya que ofrece numerosos beneficios a proveedores y OEM del primer nivel. El bajo coste de mecanización y la rápida implementación hacen que esta tecnología resulte de interés no solo para ediciones especiales sino también para coches de mayor volumen.
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Fig. 6: proceso de conformado y recorte de láminas gruesas
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Fig.6: Fluorex 6000 utilizado en paneles del balancín del GMT 370 North face edition
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Fig.7: Fluorex 6000 utilizado en las piezas de inserción de la chapa de protección del Jeep Liberty y del Saab 97 X
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Fig.7: parachoques del GMC Denali con Fluorex 6000 (limitado)

Termoconformado de láminas gruesas para aplicaciones de pequeño volumen

Esta tecnología comenzó a aplicarse en EE.UU. por parte de GM, quien se planteó la utilización del Termoconformado para producir partes decoradas para vehículos especiales. Los requisitos eran un montaje sencillo, superficie de clase A, bajo coste de mecanización y una rápida implementación.

Una de las primeras aplicaciones fueron los paneles del balancín de una edición limitada del GMT 370, del cual se fabricaron 10.000 modelos al año.

Se han implementado asimismo otras aplicaciones utilizando láminas de TPO como substrato de la película. En dichos casos, se ha utilizado Fluorex 6000+ para la pieza de inserción del parachoques y el Termoconformado ha sustituido al moldeo por inyección.

Termoconformado de láminas gruesas para aplicaciones de gran tamaño

Los coches deportivos especiales (derivados de grandes plataformas) o los modelos exclusivos para grupos de clientes no solo requieren piezas de plástico pequeñas, sino también parachoques especialmente diseñados.

En el caso del GM Denali, se introdujo un parachoques Termoconformado que se montó en el coche mediante la misma fijación que los parachoques de moldeo por inyección.

Esta operación se realizó con una mínima inversión y sin cambio alguno en la cadena de montaje.

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Fig.8: máquina de Termoconformado de MAAC

Termoconformado de láminas gruesas de aplicaciones de gran volumen

El Termoconformado de láminas gruesas ha sido tradicionalmente un proceso lento debido al largo tiempo de calentamiento y enfriamiento y a un método de acabado que requiere demasiado tiempo.

Recientemente, varios fabricantes de máquinas de Termoconformado han desarrollado procesos en los que las diferentes fases del procesamiento se llevan a cabo de forma paralela.

La máquina de Termoconformado de la parte izquierda muestra diferentes estaciones en las que se llevan a cabo el calentamiento, el conformado, el enfriamiento y el recorte.

Gracias a este equipo, fue posible reducir el tiempo de ciclo en aplicaciones de gran volumen tales como los paneles del balancín del Buick Lucerne. (120.000 coches / año).

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Fig.9: paneles del balancín del Buick Lucerne con Fluorex 6000

Película Fluorex Bright

Resumen de la película Fluorex Bright

La película Fluorex Bright se desarrolló con el objetivo de emular la apariencia del cromado. Sin embargo, a diferencia del cromado, la película Fluorex Bright es flexible y termoformable, y puede aplicarse a materiales de apoyo de TPO, ABS o PC. La tecnología de película resulta ecológica, rentable y versátil en varios procesos de fabricación. El moldeo por inyección de piezas de inserción, el Termoconformado de láminas gruesas y la laminación por extrusión constituyen ejemplos de esta tecnología. Gracias a su excelente rendimiento, el mercado ha adoptado la película Fluorex Bright como sustituto del cromado tanto para acabados interiores como exteriores en la industria automovilística y en otras industrias.

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Fig. 10: Chrysler HHR con Fluorex 6000 en el protector contra piedras

Introducción

Los tratamientos de superficies de metales brillantes y reflectantes, tales como el cromado, en objetos de plástico se llevan utilizando durante décadas en piezas de acabado interiores y exteriores de automóviles. En los últimos años, los acabados en cromo vienen mostrando un rápido crecimiento en los modelos más recientes de coches. El método de uso más común para la producción de acabados en cromo en piezas de plástico es el cromado. El cromado utiliza el proceso de electrólisis para aplicar finas capas de cromo y otros metales directamente sobre el objeto que se desea decorar. Las piezas cromadas suelen proporcionar una excelente apariencia y muestran un excelente rendimiento al desgaste.
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Fig. 11: película Fluorex Bright para moldeo por inserción.

Fig. 12: película Fluorex Bright para laminado por extrusión

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Tabla 13: resultado de las pruebas de Fluorex Bright para aplicaciones exteriores.
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Tabla 14: resultado de las pruebas de Fluorex Bright para aplicaciones interiores (GM 7453)
La desventaja es que el proceso de cromado implica una serie de pasos en lo que a los tratamientos de superficie se refiere, por lo que el proceso de fabricación de piezas resulta tedioso y caro. Además, la galvanoplastia puede implicar el uso de productos químicos rigurosamente restringidos por la agencia estadounidense de protección del medio ambiente (EPA), lo que hace que el funcionamiento y ampliación de la cadena de producción resulte cada vez más dificultoso con las nuevas normativas estatales. Asimismo, el proceso de cromado presenta ciertas limitaciones en lo que a la forma y al tamaño de las piezas que se desea decorar se refiere.

Un modo alternativo de producir el acabado en cromo es la utilización de películas de polímeros metalizados. Un substrato de polímero se metaliza con una fina capa de metal, como aluminio, indio o estaño, por medio de deposición de vapores a presión subatmosférica o de pulverización iónica. A la película metalizada se le aplica una capa de revestimiento transparente o bien un adhesivo para que se adhiera a los diferentes substratos. Las películas metalizadas son flexibles, por lo que estas estructuras pueden utilizarse para decorar objetos flexibles. Hasta hace poco, el uso de película metalizada estaba limitado a aplicaciones con poca o ninguna elasticidad, tales como calcomanías y laminación por extrusión.

Tecnología de película Fluorex Bright

La estructura de la película Fluorex Bright es esencialmente un material laminado metalizado brillante fabricado a partir de una película acrílica de difluoruro de polivinilideno (PVDF) y una capa discontinua de islas de indio que han sido depositadas sobre la película acrílica de PVDF. El espesor de la película acrílica de PCDF suele ser de entre 25 y 50 micras y el de la capa discontinua de indio de alrededor de 100-800 angstroms. Se descubrió que la utilización de una película acrílica de PCDF de uniformidad microscópica resultaba esencial para obtener un acabado altamente reflectante, brillante y especular.
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Fig. 15: película Fluorex Bright utilizada en moldeo por inserción
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Fig. 16: Fluorex Bright en embellecedor interior del Chevy Cobalt
La película transparente acrílica de PVDF que se pule se metaliza a continuación mediante la deposición de una o varias capas finas y discontinuas de metal(es) sobre la superficie de uniformidad microscópica. El método convencional para llevar a cabo la metalización es la pulverización iónica. Los metales que se utilizan en esta aplicación son el indio y el estaño, ya que proporcionan una apariencia excepcionalmente brillante y reflectante. El conformado de capas discontinuas de metal o islas de metal resulta muy importante en las aplicaciones termoformables. Al estirarse, las islas de metal se reestructuran de forma microscópica y uniforme. Hasta cierto límite de estiramiento, el material laminado Termoconformado de película brillante mantiene el brillo y la reflectancia visual de la película antes de formarse. Por otro lado, una película con una capa de metal continua, como una capa de aluminio depositado en fase de vapor de forma convencional, tenderá a agrietarse durante el proceso de Termoconformado.
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Fig. 17: Fluorex Bright en pieza moldeada de escalón de puerta con base de polipropileno (PP)
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A continuación, a la película metalizada se le aplica una capa de adhesivo y se lamina a un TPO de 17 o 30 milipulgadas para producir rollos de material laminado de película brillante. Los materiales laminados de película Fluorex Bright son sometidos a Termoconformado y moldeo por inserción para producir las piezas decorativas. En la figura 11 se muestra la estructura del material laminado de película Fluorex Bright. Alternativamente, a la película metalizada se le aplica una capa de adhesivo termoplástico termoactivado que puede estar laminado por extrusión en los contornos o bien en láminas gruesas. (ver fig. 12)

La elasticidad de Fluorex Bright se limita al 50% si se termoforma. A niveles más elevados de estiramiento, la calidad visual de la película pierde su aspecto brillante. El mecanismo es el siguiente: a medida que las islas de metal se separan cada vez más, la reflectancia general de éstas se reduce y el color del substrato comienza a afectar a la apariencia visual.

Fluorex Bright puede laminarse en varios substratos de plástico (PP, ABS, PVC) en laminación por extrusión

Rendimiento de Fluorex Bright

La película Fluorex Bright ha sido sometida a varias pruebas de acuerdo con las especificaciones requeridas para aplicaciones exteriores e interiores. Todas las pruebas se han llevado a cabo con un estiramiento del 40%. Los resultados de las pruebas se resumen en las tablas 13 y 14.

Procesamiento de Fluorex Bright

Fluorex Bright para moldeo por inserción

El material laminado de Fluorex Bright se termoforma mediante Termoconformado o conformado de alta presión. Las piezas de inserción termoformadas se desbarban, de tal manera que la pieza de inserción encaje en la cavidad de la herramienta de moldeo por inyección. En la figura 3 se muestra una imagen de las piezas fabricadas mediante el proceso de moldeo por inserción.

Fluorex Bright para IMD

La película Fluorex Bright se coloca con forma plana en la herramienta de moldeo por inyección. Ésta puede tratarse de un sistema de avance por rodillos o de una película troquelada.

Tras el moldeo por inyección se necesita un acabado mínimo.

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Fig. 19: Fluorex Bright en parachoques de camión Volvo
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Fig. 20: Fluorex Bright en visera de camión
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Fig. 21: Fluorex Bright en varios colores.

Fluorex Bright para laminación por extrusión

Fluorex Bright puede laminarse en varios substratos de plástico (PP, ABS, PVC) en laminación por extrusión.

Este producto se utiliza en componentes exteriores de automóviles, incluyendo bandas del techo, marcos de ventanas y piezas moldeadas de cinturones de color verde. En la mayoría de los casos se extruden varios materiales en un único paso, lo que significa que no se necesita montar distintos materiales.

Fluorex Bright en otras apariencias de cromo

Fluorex Bright puede elaborarse en distintas apariencias de cromo mediante la pigmentación de la capa transparente, tal y como se muestra en fig. 1 y 2. Por ejemplo, si se tiñe la capa transparente con pigmentos negros o dorados, se obtendrá una apariencia de cromo negro o dorado, respectivamente.

Alternativamente, es posible variar el brillo de la capa transparente para obtener apariencias de cromo satinado. Estas apariencias pueden aplicarse con las mismas propiedades adhesivas a diferentes substratos o láminas de apoyo de forma similar a la película brillante normal. La figura 6 muestra ejemplos de apariencias de cromo en color y satinado.

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