Gününüzde ivme kazanan cam sektöründe şişe ve bardakların seri olarak boyanması tam otomatik makinalar ile gerçekleştirmektedir. Cam şişe, bardak, hediyelik eşya, cam züccaciye gibi ürünler organik ve inorganik olmak üzere 2 tip boya ile boyanmaktadır. Organik boyalar su bazlı veya solvent bazlı, çift kompenentlidir. Boya uygulaması; hava püskürtmeli, rulo baskı ve serigraf baskı yöntemleriyle yapılabilir. Hava kurumalı, fırın kurumalı veya UV kurumalı olarak organik boyalar kurutulabilir. Kuruma sonrasında boya, sert bir film oluşturur.
İnorganik boyalar; su bazlı veya solvent bazlı, tek kompenentlidir. Matlama sablaj olarak da uygulanabilir. Matlama sablaj uygulaması ile cam matlaştırılmakta ve yüzeyde buzlu (frosted) görüntü sağlanmaktadır. Boya uygulaması hava püskürtmeli, rulo baskı ve serigraf baskı yöntemleriyle yapılabilir. İnorganik boyalar 550°C’den başlayan fırınlama sıcaklıklarında kurutulmaktadır. Boya fırınlama sonrasında cam ile tamamen bir bütün olur.
Hava Püskürtmeli Boya Uygulaması
Boyanacak cam mamuller, yükleme alanından ayarlanmış hızla akan konveyöre eleman veya robot tarafından yüklenir. Cam önce yüzeyinin aşındırılması için flamaj işleminden geçer. Flamaj işleminde metan, propan, bütan gibi gazlar kullanılarak oluşan alev ile cam yüzey bir saniyeden daha kısa süreli termal oksidasyona maruz bırakılır. Flamaj işlemi ile boyanın yüzeye tutunabilme kabiliyeti artırılır. Flamaj işleminin devamında yüzeydeki statik gerilimin alınması için ürün antistatik temizleme ünitesinin önünden geçer. Yüzey statik olarak temizlenir ve boyaya hazır hale gelir.
Boyama işlemi kapasite ve cam parçanın şekline uygun olarak konvansiyonel havalı tabanca, bell tabanca ya da disk sistemi ile yapılabilir. Konvansiyonel havalı tabancalar ile kalite beklentisinin yüksek olmadığı durumlarda aynı anda birçok farklı renk aynı anda uygulanabilir.
Böylece stok maliyeti düşer ve ambalajlama süresi kısalır. Kapasitesinin yüksek olduğu seri üretimlerde ise Bell tabanca ve disk sistemi ile %80-90 transfer verimliliği sayesinde boya fiyatların artmasına rağmen boya sarfiyatında ekonomi sağlanmış olur. Bell ve Disk sistemleri ile mükemmel boya eşitliği ve kalitesi sağlanır. Overspreyin son derece düşük olması nedeniyle kabin egzoz debisi düşer ve temizlik gereksinimi azalır.
Boya uygulamalarının yapıldığı kabin; su perdeli ya da kuru filtreli iki farklı tipte üretilebilir. Günümüzde kuru filtre teknolojisi olumlu ilerlemiş ve daha çok tercih edilir hale gelmiştir.
Boya uygulaması pozitif basınçlı odada yapılır. Pozitif basınçlı oda sayesinde boya uygulaması dış ortamdan izole edilir ve kabin içerisine toz girişi engellenmiş olur. Tüm boyama sistemlerinde boyama esnasında cam, kendi ekseni etrafında döndürülmektedir. Boya uygulaması yapılmış ürünler flash-off bölümüne girer. Flashoffta yaklaşık 10 dakika kadar kalarak fırın öncesi dinlendirme yapılır.
Boya kurutma fırını konvansiyonel ya da infrared ile yapılabilir. İnfrared fırınlarda fırın süresi 1/3 oranında kısaltılır. Örneğin klasik konvansiyonel fırınlarda 20 – 25 dakika olan pişme süresi 6-8 dakikaya kadar düşer. Konvansiyonel fırınlarda ısı dağılımı için fan kullanılmaktadır. Fan sirkülasyonu ile fan içerisinde toz uçuşması da oluşmaktadır. İnfrared fırında ise hava sirkülasyonu olmadığı için tozsuz bir ortamda boya pişmesi sağlanmış olur.
Fırından çıkan cam ürünler soğutma bölümüne girer ve el değme sıcaklığına kadar soğur. Soğutma bölümü sonrasında cam ürünler; boşaltma istasyonuna gelir. Operatör veya robot vasıtasıyla boşaltılıp ambalajlanır ya da yüksek sıcaklık fırınına aktarılır.
Endüstri 4.0’da Cam Boyama Teknolojileri
Cam boyama makinaları, yükleme ve boşaltmanın robotlar ile yapılmasıyla Dijital Sanayi, 4. Sanayi Devrimi ya da Endüstri 4.0 olarak tanımlanan yeni sanayi devrimine uygun makinalardır.
Cam boyama makinasında birbiriyle iletişim kuran sensörler vasıtasıyla konveyör ve yükleme boşaltma robotları haberleşerek senkron hareket ederler. Cam boyama makinalarının tamamı PLC ve bilgisayar kontrollüdür. Her ürün için ayrı bir reçete oluşturulabilir. Saatte kaç adet cam ürün boyandığı, boya sarfiyatı, enerji sarfiyatı, ısıl enerji tüketimi, durma ve çalışma zamanları gibi önemli değerler kaydedilebilir, rapor haline getirilebilir. Ayrıca arıza alarmları ve öngörülen bakım periyoduna bağlı olarak bakım alarmları ile kullanıcı uyarılır.
Uzaktan erişim sayesinde ofisten ya da farklı bir ülkeden PLC sistemine müdahale edilebilir, veriler alınabilir. Tam otomatik cam boyama makinaları gelişen teknolojisi ile tamamen insansız çalışabilmekte ve bu sayede hız, ekonomi, verimlik, kalite sağlamaktadır. Verimliliğin ve kalitenin yükselmesiyle birlikte cam ürünlerin küresel pazar payı önemli ölçüde arttırılabilir.
Canay Işıkman
Proje Departmanı Yöneticisi
Elsisan
