Lorsque vous voyez une voiture, votre première impression est probablement la couleur de sa carrosserie. Aujourd'hui, une belle peinture brillante est un critère de base pour la construction automobile. Mais il y a plus de cent ans, peindre une voiture n'était pas chose aisée, et elle était bien moins belle qu'aujourd'hui. Comment la peinture automobile a-t-elle évolué jusqu'à ce qu'elle soit aujourd'hui ? Surley vous racontera l'histoire du développement des technologies de revêtement de peinture automobile.
Dix secondes pour comprendre le texte complet :
1,LaqueOriginaire de Chine, l'Occident a pris le dessus après la révolution industrielle.
2, La peinture à base naturelle sèche lentement, ce qui affecte l'efficacité du processus de fabrication automobile, DuPont a inventé le séchage rapidepeinture nitro.
3, Pistolets pulvérisateursremplace les pinceaux, donnant un film de peinture plus uniforme.
4, De l'alkyde à l'acrylique, la recherche de durabilité et de diversité est permanente.
5, Du « spraying » au « dip coating »avec le bain de laque, la recherche continue de la qualité de la peinture se traduit désormais par la phosphatation et l'électrodéposition.
6, Remplacement parpeinture à l'eaudans la poursuite de la protection de l'environnement.
7, Aujourd'hui et à l'avenir, la technologie de la peinture devient de plus en plus au-delà de l'imagination,même sans peinture.
Le rôle principal de la peinture est anti-âge
La plupart des gens pensent que le rôle de la peinture est de donner des couleurs éclatantes aux objets, mais du point de vue de la fabrication industrielle, la couleur est en réalité secondaire ; la protection contre la rouille et le vieillissement est primordiale. Depuis les débuts de l'association fer-bois jusqu'à la carrosserie blanche et métallique d'aujourd'hui, la peinture est une couche protectrice pour la carrosserie. Les défis auxquels la couche de peinture est confrontée sont l'usure naturelle (soleil, sable et pluie), les dommages physiques (rayures, frottements et collisions), et l'érosion (sel et déjections animales). L'évolution des technologies de peinture permet de développer progressivement des revêtements de carrosserie toujours plus performants, durables et esthétiques, répondant ainsi mieux à ces exigences.
Laque de Chine
La laque a une très longue histoire et, honteusement, la Chine occupait la première place dans sa technologie avant la révolution industrielle. Son utilisation remonte au Néolithique et, après la période des Royaumes combattants, les artisans utilisaient de l'huile de tung extraite des graines de l'arbre et y ajoutaient de la laque brute naturelle pour réaliser des mélanges de peintures, bien qu'à cette époque la laque fût un produit de luxe réservé à la noblesse. Après l'établissement de la dynastie Ming, Zhu Yuanzhang lança la création d'une industrie de la laque publique, et la technologie de la peinture se développa rapidement. Le premier ouvrage chinois sur la technologie de la peinture, « Le Livre de la Peinture », fut compilé par Huang Cheng, un laqueur de la dynastie Ming. Grâce au développement technique et au commerce intérieur et extérieur, la laque a développé un système artisanal mature sous la dynastie Ming.
La peinture à l'huile de tung, la plus sophistiquée de la dynastie Ming, était essentielle à la construction navale. L'érudit espagnol du XVIe siècle Mendoza mentionnait dans « Histoire de la Grande Chine » que les navires chinois enduits d'huile de tung avaient une durée de vie deux fois supérieure à celle des navires européens.
Au milieu du XVIIIe siècle, l'Europe finit par maîtriser la technologie de la peinture à l'huile de tung, et l'industrie européenne de la peinture prit progressivement forme. Outre son utilisation pour la laque, l'huile de tung était également une matière première importante pour d'autres industries, encore monopolisées par la Chine. Elle devint une matière première industrielle majeure pour les deux révolutions industrielles jusqu'au début du XXe siècle, lorsque les arbres de tung transplantés en Amérique du Nord et du Sud prirent forme, brisant ainsi le monopole de la Chine sur ces matières premières.
Le séchage ne prend plus jusqu'à 50 jours
Au début du XXe siècle, les automobiles étaient encore fabriquées en utilisant des peintures à base naturelle comme l'huile de lin comme liant.
Même Ford, qui a été le pionnier de la chaîne de production pour construire des voitures, n'a utilisé que de la peinture noire japonaise presque à l'extrême afin de poursuivre la vitesse de fabrication car elle sèche plus rapidement, mais après tout, c'est toujours une peinture de base naturelle, et la couche de peinture a encore besoin de plus d'une semaine pour sécher.
Dans les années 1920, DuPont a travaillé sur une peinture nitrocellulosique à séchage rapide (également appelée peinture nitrocellulosique) qui a fait sourire les constructeurs automobiles, n'ayant plus à travailler sur des voitures avec des cycles de peinture aussi longs.
En 1921, DuPont était déjà leader dans la fabrication de films cinématographiques au nitrate, car l'entreprise se tournait vers des produits non explosifs à base de nitrocellulose pour absorber les énormes capacités de production construites pendant la guerre. Par un chaud vendredi après-midi de juillet 1921, un ouvrier d'une usine de films DuPont laissa un baril de fibres de coton nitrate sur le quai avant de quitter le travail. Lorsqu'il le rouvrit le lundi matin, il constata que le seau s'était transformé en un liquide clair et visqueux qui deviendrait plus tard la base de la peinture nitrocellulosique. En 1924, DuPont développa la peinture nitrocellulosique DUCO, utilisant la nitrocellulose comme matière première principale et ajoutant des résines synthétiques, des plastifiants, des solvants et des diluants pour la mélanger. Le principal avantage de la peinture nitrocellulosique est son séchage rapide. Comparé à la peinture à base naturelle qui prend une semaine, voire des semaines, la peinture nitrocellulosique ne sèche que deux heures, ce qui augmente considérablement la vitesse de peinture. En 1924, la quasi-totalité des lignes de production de General Motors utilisait la peinture nitrocellulosique Duco.
Bien entendu, la peinture nitrocellulosique présente des inconvénients. Pulvérisée en milieu humide, la pellicule blanchit facilement et perd son éclat. La surface ainsi formée présente une faible résistance à la corrosion due aux solvants pétroliers, comme l'essence, qui peuvent l'endommager. De plus, les fuites de gaz d'échappement lors du ravitaillement peuvent accélérer la détérioration de la surface environnante.
Remplacement des pinceaux par des pistolets pulvérisateurs pour résoudre les problèmes de couches de peinture inégales
Outre les caractéristiques de la peinture elle-même, la méthode de peinture est également essentielle à sa résistance et à sa durabilité. L'utilisation du pistolet a marqué une étape importante dans l'histoire de la peinture. Il a été pleinement introduit dans le domaine de la peinture industrielle en 1923, puis dans l'industrie automobile en 1924.
La famille DeVilbiss fonda ainsi DeVilbiss, une entreprise de renommée mondiale spécialisée dans la technologie d'atomisation. Plus tard, le fils d'Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, naquit. Le fils du Dr Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, étendit l'invention de son père au-delà du domaine médical. DeVilbiss transposa les inventions de son père au-delà du domaine médical et transforma l'atomiseur original en pistolet pulvérisateur pour l'application de peinture.
Dans le domaine de la peinture industrielle, les pinceaux sont rapidement remplacés par les pistolets pulvérisateurs. deVilbiss travaille dans le domaine de l'atomisation depuis plus de 100 ans et est aujourd'hui le leader dans le domaine des pistolets pulvérisateurs industriels et des atomiseurs médicaux.
De l'alkyde à l'acrylique, plus durable et plus résistant
Dans les années 1930, la peinture émail à base de résine alkyde, appelée peinture émail alkyde, a été introduite dans le processus de peinture automobile. Les parties métalliques de la carrosserie étaient pulvérisées avec ce type de peinture, puis séchées au four pour former un film de peinture très résistant. Comparées aux peintures nitrocellulosiques, les peintures émail alkydes sont plus rapides à appliquer, ne nécessitant que 2 à 3 étapes, contre 3 à 4 pour les peintures nitrocellulosiques. Non seulement les peintures émail sèchent rapidement, mais elles sont également résistantes aux solvants comme l'essence.
L'inconvénient des émaux alkydes réside toutefois dans leur résistance à la lumière du soleil. Sous l'effet de la lumière, le film de peinture s'oxyde rapidement et la couleur s'estompe rapidement, parfois même en quelques mois seulement. Malgré leurs inconvénients, les résines alkydes n'ont pas été totalement éliminées et restent un élément important des technologies de revêtement actuelles. Les peintures acryliques thermoplastiques sont apparues dans les années 1940, améliorant considérablement la décoration et la durabilité des finitions. En 1955, General Motors a commencé à peindre ses voitures avec une nouvelle résine acrylique. La rhéologie de cette peinture était unique et nécessitait une pulvérisation à faible teneur en solides, nécessitant ainsi plusieurs couches. Cette caractéristique, apparemment désavantageuse, était un avantage à l'époque, car elle permettait l'inclusion de paillettes métalliques dans le revêtement. Le vernis acrylique était pulvérisé avec une très faible viscosité initiale, permettant aux paillettes métalliques de s'aplatir pour former une couche réfléchissante, puis la viscosité augmentait rapidement pour maintenir les paillettes métalliques en place. C'est ainsi qu'est née la peinture métallisée.
Il convient de noter que cette période a vu une avancée soudaine de la technologie de la peinture acrylique en Europe. Cette avancée résultait des restrictions imposées aux pays européens de l'Axe après la Seconde Guerre mondiale, qui limitaient l'utilisation de certains produits chimiques dans la fabrication industrielle, comme la nitrocellulose, une matière première nécessaire à la peinture nitrocellulosique, susceptible d'être utilisée pour la fabrication d'explosifs. Face à cette restriction, les entreprises de ces pays ont commencé à se concentrer sur la technologie de la peinture émaillée et à développer un système de peinture acrylique uréthane. Lorsque les peintures européennes sont arrivées aux États-Unis en 1980, les systèmes de peinture automobile américains étaient loin de rivaliser avec leurs concurrents européens.
Procédé automatisé de phosphatation et d'électrophorèse pour la recherche d'une qualité de peinture avancée
Les deux décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale ont été marquées par une amélioration de la qualité des revêtements de carrosserie. À cette époque, aux États-Unis, outre leur fonction de transport, les voitures contribuaient également à l'élévation du statut social. Les propriétaires souhaitaient donc que leurs véhicules aient une allure plus haut de gamme, ce qui exigeait une peinture plus brillante et aux couleurs plus éclatantes.
À partir de 1947, les constructeurs automobiles ont commencé à phosphater les surfaces métalliques avant peinture, afin d'améliorer l'adhérence et la résistance à la corrosion de la peinture. L'apprêt est également passé de la pulvérisation à l'application par trempage. Les pièces de carrosserie sont alors trempées dans un bain de peinture, ce qui rend le revêtement plus uniforme et plus complet, permettant ainsi de peindre les zones difficiles d'accès, comme les cavités.
Dans les années 1950, les constructeurs automobiles ont constaté que, malgré l'utilisation de la méthode de revêtement par immersion, une partie de la peinture était éliminée lors du processus ultérieur avec des solvants, réduisant ainsi l'efficacité de la protection antirouille. Pour résoudre ce problème, Ford s'est associé à PPG en 1957, sous la direction du Dr George Brewer. Sous sa direction, Ford et PPG ont développé la méthode de revêtement par électrodéposition, aujourd'hui couramment utilisée.
Ford a ensuite créé le premier atelier de peinture électrophorétique anodique au monde en 1961. Cependant, la technologie initiale était défectueuse et PPG a introduit un système de revêtement électrophorétique cathodique supérieur et des revêtements correspondants en 1973.
Peinture durable et belle pour réduire la pollution pour la peinture à l'eau
Du milieu à la fin des années 70, la prise de conscience des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, suscitée par la crise pétrolière, a également eu un impact considérable sur l'industrie de la peinture. Dans les années 80, de nouvelles réglementations sur les composés organiques volatils (COV) ont été adoptées, rendant inacceptables sur le marché les peintures acryliques à forte teneur en COV et à faible durabilité. De plus, les consommateurs s'attendent à ce que les effets de la peinture sur carrosserie durent au moins cinq ans, ce qui nécessite de prendre en compte la durabilité de la finition.
Grâce à la couche de laque transparente comme couche protectrice, la peinture intérieure n'a plus besoin d'être aussi épaisse qu'auparavant ; seule une couche extrêmement fine suffit pour la décoration. Des absorbeurs UV sont également ajoutés à la couche de laque pour protéger les pigments de la couche transparente et de l'apprêt, augmentant ainsi considérablement la durée de vie de l'apprêt et de la peinture.
Initialement coûteuse, cette technique de peinture est généralement réservée aux modèles haut de gamme. De plus, la durabilité du vernis était faible, ce qui l'écaillait rapidement et nécessitait une nouvelle peinture. Au cours de la décennie suivante, l'industrie automobile et l'industrie de la peinture se sont toutefois efforcées d'améliorer cette technologie, non seulement en réduisant les coûts, mais aussi en développant de nouveaux traitements de surface qui ont considérablement prolongé la durée de vie du vernis.
La technologie de peinture de plus en plus étonnante
Face à la tendance actuelle en matière de revêtement, certains acteurs du secteur croient en une technologie sans peinture. Cette technologie a désormais pénétré nos vies et équipe les coques d'appareils électroménagers du quotidien. L'ajout de poudre métallique nanométrique de la couleur correspondante lors du moulage par injection confère aux coques des couleurs éclatantes et une texture métallique, sans besoin de peinture, réduisant ainsi considérablement la pollution générée par la peinture. Naturellement, cette technologie est également largement utilisée dans l'automobile, notamment pour les garnitures, les calandres et les coques de rétroviseurs.
Un principe similaire est utilisé dans le secteur de la métallurgie : à l'avenir, les matériaux métalliques utilisés sans peinture seront déjà recouverts d'une couche protectrice, voire d'une couche de couleur, en usine. Cette technologie est actuellement utilisée dans les secteurs aérospatial et militaire, mais elle est encore loin d'être disponible pour un usage civil et il est impossible de proposer une large gamme de couleurs.
RésuméDes pinceaux aux pistolets en passant par les robots, de la peinture végétale naturelle à la peinture chimique de pointe, de la recherche d'efficacité à la recherche de qualité en passant par la préservation de l'environnement, la recherche de nouvelles technologies de peinture dans l'industrie automobile ne s'est pas arrêtée et le niveau technologique ne cesse de progresser. Les peintres qui travaillaient autrefois au pinceau dans un environnement hostile ne s'attendaient pas à ce que la peinture automobile d'aujourd'hui soit si avancée et continue de se développer. L'avenir sera une ère plus respectueuse de l'environnement, plus intelligente et plus efficace.
Date de publication : 20 août 2022
