Công nghệ sơn điện ly
Sơn điện ly là dung dịch polyme hữu cơ chống gỉ có khả năng bám vào bề mặt kim loại dưới tác dụng của dòng điện một chiều với hiệu điện thế trung bình (250 ~ 350 V) và cường độ dòng điện tương đối cao (800 ~ 1000 A). Các chi tiết cần sơn được nhúng trong dung dịch sơn, sau đó được xử lý trong lò sấy, nhờ đó sơn sẽ bám đều, tạo thành lớp màng phủ rất bền trên bề mặt chi tiết.
Trong sản xuất xe ô tô, lớp sơn điện ly có tác dụng chống ăn mòn rất tốt và là lớp sơn đầu tiên trong số một vài lớp phủ trên thân cũng như các chi tiết xe ôtô. Trong qui trình sơn điện ly, thân xe được nhúng hoàn toàn xuống bể sơn. Dòng điện một chiều sẽ chạy qua hệ thống và tạo ra lớp sơn mỏng bao phủ toàn bộ các chi tiết thân xe kể cả những khu vực ngóc nghách nhất. ôtô được sơn điện ly không chỉ có độ bóng cao hơn mà độ bền màu cũng gấp nhiều lần. Do vậy, sản phẩm xe ôtô của hãng xe nổi tiếng thế giới audi có thời gian bảo hành hai năm nhưng riêng nước sơn được bảo hành với thời hạn tới 10 năm.
Nhìn chung, sơn điện ly có những ưu điểm vượt trội so với nhiều loại sơn khác, như tạo ra lớp màng sơn đều kín trên toàn bộ thân xe, có khả năng bảo vệ chống gỉ tốt, hiệu suất sử dụng cao, giảm đến 95% lượng sơn thất thoát, giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, ô nhiễm môi trường, không bị chảy sệ trong khi sấy khô, quy trình sơn hoàn toàn tự động, nhờ đó giảm chi phí nhân công,… Tuy nhiên, do bản chất của nó nên sơn điện ly vẫn có một số hạn chế nhất định: Sơn điện ly chỉ có thể thực hiện được trên các vật liệu có tính dẫn điện. Khi một chi tiết đã được sơn phủ thì không thể thực hiện tiếp lớp sơn điện ly thứ hai. Vì thế sơn điện ly chỉ được sử dụng cho lớp sơn lót đầu tiên, những lớp sơn màu tiếp theo sẽ phải sử dụng những loại sơn khác.
Do là loại sơn gốc nước nên việc áp dụng sơn điện ly còn giúp các nhà máy sản xuất giảm lượng phát thải có hại với môi trường, đặc biệt phát thải các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các chất nguy hiểm gây ô nhiễm không khí đều ở mức thấp hoặc bằng 0. Hệ thống sơn hoàn toàn khép kín nên hạn chế nước thải gây ô nhiễm môi trường.
Quá trình phát triển
Công nghệ sơn điện ly được Hãng xe ô tô Ford của Mỹ bắt đầu phát triển vào năm 1957 với mục đích cải tiến phương pháp chống ăn mòn các chi tiết phức tạp có nhiều ngóc ngách và khó tiếp cận của xe ô tô. Trong khi đó, các kỹ sư của Ford cũng cố gắng tạo ra một loại sơn mà thành phần dung môi không thể thoát ra được trong quá trình sơn. Bể sơn điện ly quy mô nhỏ đầu tiên của hãng Ford đã được đưa vào vận hành vào tháng 7 năm 1961 chỉ để sơn một số chi tiết trong xe ô tô. Đến năm 1963 bể sơn điện ly đầu tiên đã được ứng dụng cho toàn bộ thân xe ô tô.
Những nghiên cứu ban đầu tại Ford đã mở đường cho xu hướng phát triển một loại sơn mới là sơn điện ly mà về sau đã trở thành công nghệ tiêu chuẩn và được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Tùy theo sự phân cực của điện tích đặt lên chi tiết cần sơn, công nghệ sơn điện ly được phân loại thành sơn điện ly anôt (chi tiết cần sơn được nối với cực dương) hoặc sơn điện ly catôt (chi tiết cần sơn được nối với cực âm).
Khi mới ra đời, quy mô ứng dụng ban đầu của công nghệ sơn điện ly còn tương đối hạn chế. Năm 1965 mới chỉ có 1% số xe ô tô xuất xưởng được sơn lót điện ly, đến năm 1970 tỷ lệ này cũng chỉ đạt khoảng 10%. Nhưng đến năm 1973, khi hệ thống sơn catôt ra đời thì công nghệ sơn điện ly mới phát triển ở quy mô đại trà.
Ngày nay, hơn 98% xe ô tô sản xuất trên toàn thế giới đều được ứng dụng công nghệ sơn lót điện ly.
Triển vọng thị trường
Trong vài năm qua, thị trường sơn điện ly trên thế giới cùng với những lĩnh vực ứng dụng của nó đã chứng kiến sự tăng trưởng ở mức vừa phải. Xu hướng tăng trưởng này được dự báo sẽ tiếp tục trong những năm tới.
Về mặt khối lượng, thị trường sơn điện ly được dự báo sẽ đạt quy mô gần 11 triệu m2 vào năm 2020, với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,45% trong thời gian 2015-2020.
Về mặt giá trị, năm 2015 thị trường sơn điện ly đạt giá trị khoảng 2,87 tỷ USD và được dự báo sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình 5,12 %/ năm trong thời gian 2015-2020, đạt giá trị 3,69 tỷ USD vào năm 2020.
Động lực chính hiện nay cho thị trường sơn điện ly là sự phát triển của ngành sản xuất xe ô tô và thiết bị dụng cụ trên thế giới. Trong những năm qua, một số nước đang phát triển với dân số lớn như Trung Quốc, ấn Độ, Braxin đã trở thành những thị trường tiêu thụ quan trọng của sơn điện ly và hiện đang mở ra những cơ hội tăng trưởng mới.
Ngày nay, châu á – Thái Bình Dương là thị trường sơn điện ly lớn nhất và phát triển nhanh nhất trên thế giới. Yếu tố mang lại vai trò chi phối của khu vực này trên thị trường sơn điện ly là nhu cầu xe ô tô ngày càng cao tại ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc.
Thị trường sơn điện ly ở các nước Trung Đông và châu Phi cũng đang tăng trưởng tốt, trong khi đó Bắc Mỹ và châu Âu là những thị trường đã chín muồi và dự kiến sẽ đạt tốc độ tăng trưởng thấp hơn so với châu á – Thái Bình Dương.
Quy mô thị trường sơn điện ly phụ thuộc chủ yếu vào sản lượng các loại xe ô tô mới như xe chở khách, xe thương mại, các thiết bị xây dựng công suất cao, các thiết bị nông nghiệp. Do hiệu quả hơn trội, chi phí sản xuất thấp và có khả năng đáp ứng các yêu cầu chặt chẽ về bảo vệ môi trường nên sơn điện ly luôn có nhu cầu cao từ các lĩnh vực ứng dụng công nghiệp như sản xuất xe ô tô, dụng cụ thiết bị, xây dựng, nội thất.
Tuy nhiên, một trong những hạn chế cho sự phát triển rộng khắp của công nghệ sơn điện ly là chi phí vốn đầu tư cao. Đầu tư cho một dây chuyền sơn điện ly ở những hãng xe ô tô lớn trên thế giới có thể lên tới hàng trăm triệu USD.