Współczesna inżynieria materiałowa pozwala na tworzenie wyrobów o niemal nieograniczonych właściwościach mechanicznych, jednak w wielu branżach surowy detal to dopiero połowa sukcesu. Sektory takie jak automotive, elektronika użytkowa czy branża medyczna wymagają od komponentów maksymalnej wytrzymałości oraz precyzyjnego pokrycia. Wierzchnia warstwa produktu odpowiada za wygląd i dodatkowe cechy użytkowe produktu gotowego do sprzedaży. Doświadczony producent wyrobów z tworzyw sztucznych powinien rozumieć, że procesy uszlachetniające powierzchnię są integralną częścią specyfikacji technicznej wpływającą na atrakcyjność rynkową produktu.
Z tego artykułu dowiesz się, dlaczego tak ważne jest jego odpowiednie, precyzyjne malowanie i znakowanie. Zapraszamy do lektury!
Jakie wyzwania stawia przed producentem malowanie tworzyw sztucznych?
Zanim pigment trafi na powierzchnię detalu, inżynierowie muszą zmierzyć się z naturą chemiczną polimerów. Większość tworzyw sztucznych, w tym polipropylem (PP), mają bardzo niską energię powierzchniową. Oznacza to, że niemożliwe jest trwałe związanie podłoża ze standardowym lakierem, zwłaszcza bez uprzedniego przygotowania.
Skuteczne malowanie plastikowych elementów wymaga zatem przeprowadzenia procesów aktywacji, które trwale zmieniają charakterystykę wierzchniej warstwy materiału. Procedura może przebiegać w następujący sposób:
- Aktywacja płomieniowa lub plazmowa – procesy te utleniają powierzchnię polimeru, tworząc grupy polarne, które przyciągają cząsteczki lakieru;
- Odpylanie jonizacyjne – tworzywa sztuczne mają tendencję do gromadzenia ładunków elektrostatycznych, które przyciągają pył. Jonizacja neutralizuje je, zapewniając idealną czystość przed włożeniem produktu do kabiny lakierniczej;
- Zastosowanie promotorów adhezji – specjalistyczne primery chemiczne ściśle łączą tworzywo z warstwą lakieru.
Metody uszlachetniania powierzchni
W zależności od przeznaczenia produktu, stosuje się różne techniki pokrywania, które pozwalają tworzyć wyroby z plastiku na zamówienie o unikalnych właściwościach. Poniżej przedstawiamy najpopularniejsze rozwiązania, które pozwalają na uzyskanie doskonałej jakości wykończenia przy zachowaniu wysokiej wydajności produkcji.
Lakierowanie przemysłowe
Nowoczesne lakierowanie tworzyw sztucznych z użyciem nowoczesnych technologii to wysoce zautomatyzowany proces. Roboty lakiernicze nie tylko zastępują czasochłonną pracę ludzką, ale przede wszystkim gwarantują idealną powtarzalność, której nie da się osiągnąć manualnie. Każdy detal pokryty jest identyczną dawką materiału, naniesioną pod tym samym kątem i z równą prędkością, co eliminuje wady, takie jak zacieki czy niedokładne rozprowadzenie.
Aby zapewnić najlepsze efekty przy jednoczesnym zachowaniu współczesnych standardów produkcji, przetwórcy muszą mieć na uwadze kwestie, takie jak:
- Czystość mikrobiologiczna – powietrze w kabinach lakierniczych powinno być wielokrotnie filtrowane i utrzymywane pod nadciśnieniem, aby uniemożliwić dostanie się pyłków z zewnątrz;
- Kontrola reologiczna – lakiery muszą zachowywać stałą lepkość, co wymaga precyzyjnego zarządzania temperaturą w układzie zasilającym;
- Zrównoważony rozwój – zgodnie z ideą ochrony środowiska, należy stosować lakiery wodne o niskiej emisji lotnych związków organicznych oraz systemy odzysku energii z procesów suszenia w tunelach termicznych.
Tampodruk
W dobie ogromnej konkurencji na rynku produktów z tworzyw sztucznych sukces tkwi w komunikacji z konsumentem za pomocą symboli i napisów. Tampodruk to technologia, która pozwala na nanoszenie oznaczeń na powierzchniach z dużą precyzją. Elastyczny, silikonowy tampon działa jak stempel, który bezbłędnie nanosi obraz z matrycy na detal o skomplikowanym kształcie. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych farb dwuskładnikowych, tampodruk oferuje trwałość zbliżoną do lakierowania. Jest to niezwykle istotne na przykład w wyrobach medycznych, gdzie oznaczenia muszą wytrzymać wielokrotną sterylizację.
In-Mould Labelling
Technologia In-Mould Labellingu to rewolucyjne podejście, w którym zdobienie produktu odbywa się bezpośrednio wewnątrz formy wtryskowej. Zadrukowana etykieta z folii polipropylenowej jest umieszczana w gnieździe, a następnie zalewana tworzywem. W wyniku działania temperatury i ciśnienia wszystko stapia się w jedną, nierozerwalną całość. Metoda IML zyskuje na popularności dzięki szeregowi zalet:
- Wysoka wytrzymałość – grafika nie odkleja się i nie ściera, ponieważ staje się integralną częścią ścianki detalu;
- Precyzja – metoda pozwala na uzyskanie fotorealistycznej jakości druku, niemożliwej do osiągnięcia innymi metodami bezpośrednimi, dzięki czemu możliwe jest tworzenie wyrobów z plastiku na zamówienie o najbardziej skomplikowanych wzorach;
- Recykling – ponieważ etykieta i produkt wykonane są z tego samego materiału, całość można poddać w 100% recyklingowi, bez konieczności usuwania zdobienia;
- Ekonomia – wyeliminowany zostaje dodatkowy etap produkcji, jakim jest osobne lakierowanie czy etykietowanie już po wtrysku.
Porównanie metod wykończeniowych
Wybór technologii uszlachetnienia powierzchni wymaga dogłębnej analizy już na etapie koncepcyjnym projektu. Producent wyrobów z tworzyw sztucznych musi wziąć pod uwagę szereg zmiennych, od docelowego nakładu produkcji, po rygorystyczne normy środowiskowe i odporność na czynniki zewnętrzne. Podczas gdy lakierowanie tworzyw sztucznych oferuje niezrównaną głębię koloru i ochronę mechaniczną, tampodruk pozwala na precyzyjne znakowanie najdrobniejszych elementów, a technologia IML integruje zdobienia ze strukturą materiału już w procesie wtrysku.
| Cecha | Lakierowanie przemysłowe | Tampodruk | In-Mould Labelling |
| Cel procesu | Zmiana koloru, tekstury, dodatkowa ochrona mechaniczna | Precyzyjne znakowanie, napisy, logotypy | Pełnokolorowa grafika wysokiej jakości |
| Moment zdobienia | Po procesie wtrysku (post-processing) | Po procesie wtrysku (post-processing) | W trakcie wtrysku |
| Trwałość powłoki | Bardzo wysoka (odporność na rysy i promieniowanie UV) | Wysoka (odporność na ścieranie chemiczne) | Najwyższa (etykieta wtopiona w detal) |
| Recykling | Wymaga separacji/oczyszczenia powłoki | Dopuszczalny (śladowe ilości farb) | Idealny (całkowity monomateriał) |
| Przykładowe zastosowania | Obudowy AGD, panele kokpitów samochodowych, klamki | Przyciski sterujące, skale na strzykawkach, logotypy na zakrzywionych powierzchniach | Opakowania spożywcze i kosmetyczne, zabawki, butelki na środki czystości |
Jak wybrać wytwórnię do współpracy?
Współczesny rynek tworzyw sztucznych stawia na równi precyzję i szybkość wykonania zlecenia. Kiedy jeden z partnerów odpowiada za wtrysk, a inny za wykończenie powierzchni w wybranej technice, proces produkcyjny znacznie się wydłuża, generując przy tym dodatkowe koszty. Wybierając producenta tworzyw sztucznych, który zajmuje się także malowaniem i znakowaniem plastikowych elementów w wielu metodach, klient zyskuje znaczną przewagę nad konkurencją.
Nowoczesne powłoki jako wsparcie rynkowego sukcesu
Inżynieria powierzchni to dziedzina, która stale ewoluuje w stronę funkcji inteligentnych i proekologicznych. Już dziś standardem stają się lakiery wodne o niskiej emisji LZO, a branża wdraża innowacje, takie jak powłoki antybakteryjne czy lakiery samoregulujące, które pod wpływem ciepła niwelują drobne mikrozarysowania. Rozwój technologii laserowych pozwala z kolei na łączenie lakierowania z precyzyjnym wycinaniem warstw, co otwiera nowe możliwości w projektowaniu podświetlanych interfejsów dotykowych w samochodzie lub sprzęcie medycznym.
Niezależnie od technologii, sukces w dziedzinie tworzenia wyrobów z plastiku na zamówienie wymaga synergii nowoczesnego parku maszynowego oraz głębokiej wiedzy technologicznej. Profesjonalne lakierowanie i znakowanie tworzyw sztucznych przekształcają surowy odlew w produkt klasy premium.
Artykuł sponsorowany
Makra-Met to profesjonalny portal branżowy, który od 2024 roku dostarcza ekspercką wiedzę z zakresu przemysłu metalowego. Realizując nasze motto „Przemysłowe trendy wykute w metalu”, łączymy praktyczne doświadczenie z innowacyjnym podejściem do branży.