Obter acabamento automotivo de alta integridade e alto brilho depende muito da cura adequada dos revestimentos entre várias camadas. O tempo de cura é necessário para a secagem e para que as reações químicas sejam concluídas antes da aplicação da próxima camada de revestimento. A radiação infravermelha (IV) catalítica de gás está se despontando como uma fonte de calor preferida para a cura, mas a cura máxima é limitada às áreas que estão diretamente na linha de visão do feixe de IV. A U.S. Autocure, uma especialista em revestimento e automação com sede no Arizona, desenvolveu um sistema automatizado que aplica feixes de IV uniformemente em superfícies automotivas com contornos, mas precisava superar um grande desafio: mover lanças e obturadores de metal pesados de forma suave, silenciosa e em conformidade com os rigorosos regulamentos de segurança para cabines de pintura.
Uma revolução na cura por IV
Após aplicar o spray de primer, tinta ou verniz, a maioria das operações de revestimento de veículos automotivos cura cada camada aquecendo o ar dentro da cabine de pintura, o que pode levar mais de 30 minutos por demão, e enviando o projeto para a próxima operação apenas aproximadamente 60% curado. Em geral, isso é suficiente para o recebimento de uma segunda camada, mas não é o ideal. No entanto, um número cada vez maior de oficinas começou a aquecer diretamente os revestimentos com ondas de IV em vez de aquecer toda a cabine de pintura. Esse novo método pode reduzir o tempo de revestimento, mas tem uma desvantagem significativa.
Como a maioria das lâmpadas de aquecimento por IV são ancoradas em uma posição fixa e os feixes de IV aquecem principalmente o que está na linha direta de visão, o aquecimento das superfícies dos automóveis com contornos é irregular. As lâmpadas de IV portáteis oferecem mais flexibilidade, mas exigem mais tempo do técnico e posicionamento manual, o que pode comprometer a uniformidade.
O sistema de cura Phoenix 1000 da U.S. Autocure, no entanto, resolve esse problema com uma estrutura de pórtico móvel que automatiza o movimento das lâmpadas de aquecimento por IV por meio de 13 eixos de movimento para otimizar a cura uniforme de todo o veículo, incluindo a parte superior de portas, painéis de balancins, parte superior e inferior de peças sem apoio e para-choques.
"Nossa estrutura se encaixa na cabine de pintura de uma oficina automotiva e percorre dois trilhos no chão", disse o engenheiro da U.S. Autocure, Mark Abel. "Conforme faz a varredura da frente para trás, uma lança contendo lâmpadas de IV se move para cima e para baixo, ajustando-se às mudanças de altura do veículo. Ao mesmo tempo, obturadores que abrigam aquecedores em cada lado da estrutura se dobram para dentro e para fora em uma sequência pré-programada para acomodar os contornos conforme necessário. Isso permite uma opção de execução automática na qual as câmeras de cada lado também se movem para cima e para baixo, lendo a largura e a altura do veículo e enviando dados de posicionamento de volta aos controles."
O sistema de cura Phoenix 1000 da U.S. Autocure é um sistema robótico digital totalmente automático que usa inteligência artificial (IA) para otimizar a cura de camadas de revestimento de automóveis.
Solucionando o ruído
Com uma infinidade de peças em movimento, manter o sistema Phoenix 1000 em movimento silencioso e com vibração mínima era um grande desafio.
"As carcaças da cortina e do obturador são de chapa metálica, isso pode causar vibração e ruído conforme se movem", disse Abel. "A cortina carrega quatro aquecedores, e os obturadores abrigam três aquecedores, junto com vários motores, fiação, acessórios de gás e de encanamentos. À medida que uma estrutura tão pesada se move, ela vibra, isso pode danificar componentes elétricos, aquecedores e sensores. A longevidade da peça é uma grande preocupação."
Para resolver esse problema, os engenheiros da U.S. Autocure testaram vários produtos de movimento, incluindo eixos de parafuso e parafusos esféricos expostos, mas tudo o que tentaram causou muita vibração, não se moveu rápido o suficiente, não conseguiu suportar o peso ou apresentou outros problemas, até que o distribuidor de automação deles sugeriu os sistemas de movimento linear da Thomson Industries.
"Tudo o que analisamos antes da Thomson exigia contato metal com metal", disse Mickey Meyer, sócio-gerente da U.S. Autocure. "Isso era um problema não apenas do ponto de vista do ruído, da vibração e do desgaste, mas também era uma questão de segurança. Estamos em um ambiente Classe 1, Divisão 2 e qualquer tipo de atrito que possa causar uma faísca pode inflamar vapores de tinta atomizada. Com as unidades lineares da Thomson, pudemos usar porcas de plástico, o que também contribuiu para menos desgaste e uso de energia."
A implementação das unidades lineares Thomson Movopart MG-K ajudou a U.S. Autocure a conseguir um movimento suave e silencioso das lâmpadas de aquecimento IV superiores e laterais, permitindo que elas se ajustassem às superfícies dos automóveis com contornos.
Abel disse que a reputação de confiabilidade da Thomson contribuiu para a escolha, assim como o fato de seu custo ser menor do que o de outros sistemas de movimento linear da mesma classe e tamanho. A customização também foi um fator. Os engenheiros de aplicação da Thomson trabalharam em estreita colaboração com a equipe de cura da U.S. Autocure para alterar o número de dentes da engrenagem no projeto para atingir o perfil de velocidade ideal que buscavam.
"Se o feixe se mover muito devagar, pode queimar o acabamento", disse Abel. "Se mover muito rápido, as reações químicas não ocorrerão. Precisávamos ser capazes de nos ajustar para encontrar o ponto ideal para cada combinação de revestimento de veículo. A aplicação inconsistente também pode resultar em aderência e pontos com falha."
Entrega da cura
A U.S. Autocure implementou três tamanhos diferentes dos sistemas de movimento linear Thomson Movopart® MG-K. Os Movoparts usam um driver de parafuso esférico e uma sela que fica na parte superior da unidade. Uma banda de cobertura se estende por toda a unidade para proteger o parafuso e a guia de contaminantes e eliminar a necessidade de ajustar a tensão à medida que se desgasta.
As unidades Movopart se conectam aos motores de passo do sistema por meio de kits de adaptadores de montagem do motor Thomson RediMount™, que são componentes modulares que permitem uma instalação perfeita em apenas alguns minutos.
"A tecnologia de montagem rápida da Thomson nos ajuda a trabalhar de maneira modular", disse Abel. "Montamos as máquinas em nossa oficina, depois retiramos nossos obturadores e cortinas e colocamos todos no trailer com os trilhos e entregamos ao cliente. Remontamos tudo lá depois de instalar os trilhos. São apenas seis peças voltando ficar juntas."
Dois sistemas de movimento linear Thomson M100 montados verticalmente movem a lança que transporta os aquecedores suspensos para cima e para baixo conforme o sistema se move da frente para trás. Duas unidades Thomson MG07 são montadas horizontalmente para direcionar o movimento dos obturadores na inclinação das lâmpadas para cobertura máxima e para evitar componentes salientes, como espelhos. Duas unidades Thomson M100 adicionais são montadas verticalmente para controlar o movimento para cima e para baixo das câmeras para monitorar as dimensões do veículo e enviar dados de posicionamento para os componentes de controle de movimento.
A combinação de sistemas de movimento linear posiciona os dez aquecedores para fornecer cobertura completa em todo o teto, laterais e traseira do veículo. Quando o ciclo de cura estiver concluído, todas as peças terão tido exposição igual, contribuindo para um acabamento uniforme sem pontos queimados, aderência ou áreas com falha.
Os sistemas de movimento linear Thomson Movopart convertem a potência dos motores de passo em movimento programável para cima e para baixo para permitir que as lâmpadas de aquecimento IV mantenham a distância certa na parte superior do veículo.
Gerenciando informações de revestimento
Orientando o movimento estão rotinas pré-programadas realizadas por PLCs conectados aos servomotores que alimentam os sistemas de movimento linear da Thomson. São rotinas de revestimento armazenadas para os diversos materiais utilizados no processo, assim como para modificações relacionadas a cada veículo. Também conectada está uma estação meteorológica que permite o ajuste das distâncias de aquecimento com base nos parâmetros de temperatura e umidade do fabricante armazenados para várias receitas de revestimento. Pintores também podem armazenar e recuperar rotinas pessoais.
Os operadores interagem com o sistema por meio de uma IHM no painel principal e um tablet. Eles controlam os movimentos imediatos do sistema com setas para cima e para baixo em uma tela sensível ao toque, controlando os parâmetros de varredura. As imagens da câmera mostram exatamente onde o carro está situado na cabine.
As unidades lineares da Thomson montadas na parte traseira do obturador superior permitem que os operadores posicionem a lâmpada de aquecimento de maneira ideal em relação ao contorno da roda do veículo.
Cura total de revestimentos automotivos
Usando o Phoenix 1000, aplicações de cura em automóveis que exigiriam 30 minutos usando métodos convencionais geralmente podem ser feitas com qualidade superior em apenas 10 minutos. Isso permite a expansão da capacidade da instalação sem adicionar espaço à cabine de pintura, se pagando possivelmente em apenas 9 a 12 meses.
Os sistemas da U.S. Autocure atualmente instalados provaram o valor do sistema para oficinas. Agora, a empresa de cinco anos está se expandindo pelos EUA, desenvolvendo modelos para instalações de produção de automóveis e realizando pesquisas em tecnologia de materiais. A empresa também chamou a atenção da indústria pesada e projetou duas novas máquinas para aplicações em fábricas e linhas de montagem.
Pelo desempenho confiável, suave e silencioso das unidades Movopart, a Thomson foi nomeada o fornecedor de movimento linear padrão da U.S. Autocure. Provavelmente, os produtos da Thomson acompanharão este crescimento dos negócios da empresa.