Quali sono le cause delle screpolature della vernice durante la piegatura? Prevenire i guasti dell'alluminio preverniciato

Nella produzione di lamiere, bobine e fogli di alluminio preverniciato vengono regolarmente piegati, profilati a rullo e stampati per produrre coperture con aggraffature, grondaie, rivestimenti a cassette e finiture architettoniche. Tuttavia, i produttori spesso incontrano un grave problema di qualità: crepe sulla vernice dell'alluminio preverniciato durante il processo di piegatura .

Quando il metallo preverniciato viene sottoposto a brusche flessioni, il film di vernice lungo il raggio esterno subisce un’elevata sollecitazione a trazione. Se questo allungamento supera l'elasticità del rivestimento, lungo la linea di piega si formano microscopiche crepe (micro-crazing). Nel corso del tempo, queste micro-fessure espongono il metallo sottostante all'umidità, ai sali atmosferici e agli inquinanti industriali, causando distacco del rivestimento, corrosione e guasti prematuri sul campo.

Comprendere il motivo delle crepe nella vernice e l'implementazione di attrezzature adeguate, selezione della lega e specifiche del rivestimento consente ai produttori di ottenere raggi di curvatura stretti senza compromettere l'adesione o l'estetica della vernice.

La fisica delle microfessurazioni durante la formatura della lamiera

Durante la formatura con pressa piegatrice o la formatura a rulli continua, il substrato metallico e lo strato di vernice organica sono sottoposti a forze meccaniche distinte.

Limiti di deformazione a trazione della superficie esterna e allungamento della pellicola

Quando un foglio di alluminio di spessore  t  viene piegato attorno ad un raggio r , la superficie interna subisce una compressione mentre la superficie esterna subisce un forte allungamento a trazione . Il film di vernice esterno è allungato rispetto alla sua distanza dall'asse neutro centrale. Se la resina della vernice non riesce ad allungarsi fino al metallo sottostante, la pellicola di vernice si rompe.

Dinamica del microfessurazione: fessurazione, delaminazione e sfaldamento

• Micro-crazing: microscopiche fessure attaccate ai capelli che appaiono lungo lo strato superiore sotto forte tensione, spesso sembrano una perdita di lucentezza o una linea gessosa lungo la linea di piega.

• Macro-fessurazioni: fratture profonde e visibili che sfondano sia lo strato di finitura che il primer fino alla superficie grezza dell'alluminio pretrattato.

• Delaminazione e sfaldamento: si verifica quando la screpolatura della vernice è accompagnata da una scarsa adesione del primer, causando il distacco delle scaglie di vernice dal substrato durante la formatura.

Matrice dei limiti di formabilità e flessione: rivestimenti e stati di lega

Applicazioni pratiche di fabbricazione: formatura a rulli ad alta deformazione

La scelta della lega, del sistema di rivestimento e della tecnica di formatura giusti previene la rottura della vernice nei principali settori della lavorazione dei metalli:

Domande frequenti

D1: Qual è la causa principale delle screpolature della vernice quando si piega l'alluminio preverniciato?

R: La causa principale è la piegatura della lastra oltre il limite massimo di allungamento del film di vernice. Ciò si verifica in genere quando si utilizza un raggio di curvatura troppo stretto ( 0T ), si utilizza un sistema di verniciatura troppo polimerizzato o fragile, si piega metallo freddo o si seleziona uno stato fisico del substrato che concentra la deformazione lungo una linea stretta.

Q2: In che modo la temperatura ambiente dell'officina influisce sulle prestazioni di piegatura dell'alluminio preverniciato?

R: Le temperature fredde ( <15°C / 59°F ) causano l'irrigidimento delle resine delle vernici, rendendole fragili durante la formatura. Il riscaldamento del materiale a 20°C - 25°C  ripristina la flessibilità della resina, aiutando a prevenire microfessurazioni durante le curve strette.

Q3: Qual è la differenza tra una curva 0T e una curva 2T?

R: Una a 0T  piegatura significa che il pannello può essere piegato di 180° su se stesso senza che la vernice si rompa o si stacchi il nastro. Una 2T  curva richiede uno spazio pari a due spessori di metallo ( 2t ) all'interno del raggio di curvatura per evitare rotture della vernice.

D4: I sistemi di verniciatura ad alto spessore da 35 micron e 3 strati possono raggiungere una curvatura di 0T?

R: Le pellicole di vernice più spesse ( 35 μm ) subiscono un maggiore allungamento superficiale durante la flessione brusca. Mentre i sistemi standard a 2 strati ( 25 μm ) raggiungono facilmente 0T , i sistemi a 3 strati ad alto spessore richiedono in genere un 1T - 2T  raggio di curvatura per evitare microfessurazioni nello strato superiore più spesso.

Q5: Quale sistema di verniciatura è migliore per le grondaie e i tetti con aggraffatura fissa sottoposti a profilatura a rulli stretti?

R: Un sistema ad alta flessibilità in PVDF al 70% o in poliestere ad alta durevolezza (HDP) appositamente modificato su un pretrattato senza cromo substrato di alluminio 3003-H24 o 3105-H24 offre un equilibrio ideale tra resistenza agli agenti atmosferici e flessibilità di formatura.

Conclusione

Per prevenire la rottura della vernice durante la piegatura dell'alluminio è necessario abbinare la giusta composizione chimica della resina, stato della lega, spessore della lamiera e raggio di formatura. Specificando sistemi di rivestimento flessibili in PVDF o HDP con 0T - 1T  valori di piegatura a T certificati , i produttori possono produrre profili architettonici nitidi e durevoli senza rischiare crepe superficiali o sbucciature della vernice a lungo termine.