Introducción al proceso de pintado de vehículos
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a aplicación de pintura en un vehículo cumple una doble función: por un lado, lo protege frente a la corrosión y, por otro, proporciona el aspecto estético final, aportando el color y el brillo y que hacen que el vehículo sea más atractivo. Durante la fabricación del automóvil se aplican en la carrocería diversos productos de pintura que aseguran el cumplimiento de estas dos funciones. Cuando es reparado, ya sea porque ha sufrido daños o por el efecto del tiempo, deben reponerse esas capas de pintura, garantizando el máximo nivel de protección y de belleza exterior. Dentro de los trabajos de pintado en reparación, se pueden distinguir dos fases: preparación y acabado. La primera de ellas, en la que se centra este libro, tiene por objeto preparar las superficies de las piezas reparadas, de las piezas sustituidas o de cualquier zona que precise la aplicación de pintura, para la siguiente fase, la de aplicación de la pintura de acabado.
Aplicación de pintura de acabado.
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Preparación de superficies
1.1. PROCESOS DE PINTADO Durante el proceso de pintado en fabricación, se aplican sucesivamente distintos productos de pintura, cada uno de ellos con una misión específica. Por ello, durante la reparación, deben aplicarse productos que, siendo compatibles con los que originalmente tenía el vehículo, cumplan las mismas funciones que los eliminados como consecuencia del impacto o en la propia reparación. A pesar de la similitud entre los productos empleados en fabricación y reparación, en la mayoría de los casos el proceso del pintado original es distinto. Por un lado, se trabaja con carrocerías desnudas, lo que facilita el acceso a las diferentes zonas; por otro, al no llevar montados los elementos electrónicos y plásticos, la carrocería puede someterse a mayor temperatura para conseguir un secado más rápido y eficaz. Asimismo, el proceso es original, con lo que no tiene que adaptarse a condiciones anteriores de color o brillo. Para entender las funciones de los productos empleados durante la reparación, así como los procesos de trabajo seguidos, es muy interesante conocer el procedimiento de pintado original, en el cual se aplican distintos productos y se somete a la carrocería a diversos tratamientos, con el objeto de conseguir una adecuada protección y un excelente aspecto final.
Aspecto final de un vehículo.
1.1.1. Pintado en fabricación El pintado de la carrocería durante la fabricación de los automóviles se desarrolla después del ensamblaje y antes de comenzar el montaje de los accesorios y del equipamiento. En ese momento, la carrocería, aún desnuda, resulta ser una superficie generalmente de acero, que se someterá a diferentes tratamientos y recibirá productos protectores y embellecedores. Los pasos de este proceso son los siguientes: limpieza y desengrasado, fosfatado, pasivado, secado, cataforesis, aplicación de otras protecciones, aparejado y acabado. Limpieza y desengrasado Durante el proceso de ensamblaje de la carrocería, las superficies pueden acumular grasas, polvo y otras impurezas, que
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deben eliminarse antes de pasar a la zona de pintura. Además, se preparan las superficies para garantizar la perfecta adherencia de los productos que se van a depositar sobre ellas. El proceso se realiza por aspersión, a presión normal o con alta presión, así como mediante rociado o inmersión. Se emplean soluciones de gran poder desengrasante. Cada vez se utilizan menos los disolventes, tanto por razones medioambientales como de seguridad. Finalmente, se somete la carrocería a un lavado, pulverizando agua desmineralizada. Antes de pasar a la fase siguiente, se seca, evaporándose los productos empleados en la limpieza. Fosfatado El proceso de fosfatado es un tratamiento de conversión de la superficie metálica, mediante el cual el metal es atacado, formándose una capa microcristalina de fosfato de zinc. Para conseguirlo, se sumerge la carrocería en un baño compuesto, fundamentalmente, por ácido fosfórico, fosfatos primarios de zinc y aditivos acelerantes, a temperatura entre 40 y 60 °C, durante 90-180 segundos. Esta inmersión proporciona un recubrimiento más uniforme y una mejor penetración en las partes huecas que si se hiciera mediante pulverización. La capa así creada es porosa y, gracias a su estructura cristalina, aumenta la superficie de contacto, facilitando la adherencia. Esta capa es prácticamente insoluble y eléctricamente aislante, por lo que protege frente a la humedad y la corrosión. Su espesor depende, principalmente, del tiempo de inmersión y de la acidez total del baño, influyendo otros aspectos como la temperatura o la agitación. Pasivado Tras el proceso de fosfatado, se lava la superficie con una solución acuosa pasivante, tratamiento que mejora la adherencia y la protección anticorrosiva. Tradicionalmente, se realizaba el proceso con cromo hexavalente pero, por sus riesgos cancerígenos, se está sustituyendo por cromo trivalente y otros compuestos exentos. Al lavar la superficie con estas soluciones, se rellenan las cavidades de la capa microcristalina, consiguiendo una superficie sin poros. Con objeto de eliminar electrolitos y restos de producto de los tratamientos anteriores, se realiza un lavado final de la carrocería con agua desionizada. Secado Este proceso, realizado mediante aire caliente, seca la carrocería, con el objetivo de endurecer las capas formadas. Cataforesis Es otro de los tratamientos de protección anticorrosiva que recibe la carrocería. Se crea una capa mediante electrodeposición; es decir, el producto se deposita sobre la carrocería por la
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Preparación de superficies
acción de la corriente eléctrica. La carrocería, conectada al polo negativo o cátodo, se introduce en un baño de pintura cataforética, cuya cuba está conectada al polo opuesto, el positivo o ánodo. Mediante la corriente eléctrica, la pintura cataforética, que se caracteriza porque contiene pigmentos anticorrosivos, se deposita sobre la carrocería.
Esquema del proceso de pintado de una carrocería por electrodeposición catódica.
La tensión con que se trabaja puede estar comprendida entre 100 y 400 voltios. El espesor de la capa depende, fundamentalmente, de la tensión aplicada, pues la capa que se va depositando no conduce la corriente eléctrica, por lo que el efecto eléctrico cesa cuando la capa alcanza un determinado espesor. Los espesores suelen estar entre 18 y 25 micras, con un tiempo de inmersión de entre 2 y 4 minutos. Tras la cataforesis, la carrocería se lava con agua desionizada para eliminar los restos de producto que no se han adherido. Seguidamente, se seca a una temperatura cercana a los 180 °C, entre 10 y 20 minutos. Otras protecciones Como complemento a los tratamientos anteriores, la carrocería recibe otros productos que refuerzan la protección anticorrosiva. Mediante el sellado y la hermetización, se evita la filtración de agua en las zonas de unión de las distintas piezas que conforman la carrocería. También se emplean paneles insonorizantes, que disminuyen las vibraciones, reduciendo los riesgos de aparición de corrosión por fatiga, a la vez que decrece el ruido de la carrocería por vibraciones de los paneles más grandes. Otra protección consiste en la pulverización de protectores de bajos y antigravillas sobre las zonas expuestas: piso del vehículo, estribos, pase de rueda, etc. Los productos empleados, por su composición plástica, soportan el impacto de pequeñas piedras y gravillas, impidiendo que se dañe la carrocería.
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Aparejado Antes de aplicar el aparejo, en algunos casos, se realiza un suave lijado de las superficies, eliminando pequeños defectos, como partículas de suciedad, restos de productos, etc. Después, es necesario limpiar la carrocería para dejarla libre del polvo del lijado. El aparejo se aplica con el objeto de conseguir una superficie uniforme, que garantice, además, la adherencia de las pinturas de acabado. La aplicación es electrostática, generalmente, por lo que el aparejo se atomiza en finas gotas con carga positiva, que son atraídas por la carrocería mediante campos eléctricos, al conectar la carrocería al polo negativo. Mediante sistemas aerográficos manuales, se puede llegar a huecos o zonas de difícil acceso para los robots. El espesor de la capa suele ser de unas 30 micras. Finalmente, se seca la carrocería, a temperaturas entre 140 y 160 °C, de 5 a 20 minutos. En algunos casos, tras el secado del producto, se efectúa un suave lijado de la superficie para eliminar pequeños defectos, en cuyo caso es necesaria una nueva limpieza, que suele realizarse con túneles de secado y rodillos especiales, fabricados con pluma, que eliminan las partículas de polvo generadas en el lijado. Aplicación del acabado Al igual que el aparejo, la pintura de acabado suele aplicarse mediante sistemas electrostáticos. En algunos casos, por la dificultad de acceso de los brazos de los robots, se completa el proceso con aplicaciones manuales. Los sistemas de acabado suelen ser los denominados monocapa y bicapa, caracterizados por el número de productos que se aplican. En el acabado monocapa, se pulveriza un único producto, que proporciona el color y el brillo, mientras que en los bicapas se emplean dos productos: el color y el barniz transparente, que dará el brillo. A pesar de utilizar dos productos en estos procesos, no es necesario secar el primero (el color) para aplicar el segundo, sino que basta con la evaporación de los disolventes para poder dar el barniz. El espesor de la capa de color es de, aproximadamente, 45 micras en monocapas y de sólo 15 en bicapas, ya que en estos últimos la capa final de barniz contará con unas 40 micras. La pintura monocapa y el barniz se secan en hornos, durante unos diez minutos, a temperaturas que oscilan entre 120 y 160 °C. De esta forma, quedará completado el proceso de pintado, mediante el cual se ha conseguido que la carrocería obtenga una protección anticorrosiva que puede superar los 10 años, además del buen aspecto estético. El espesor de todas las capas y tratamientos aplicados puede estar entre 90 y 135 micras.
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Preparación de superficies
Tras completar el proceso, se realiza un control de calidad, que garantizará la inexistencia de defectos o daños en la capa de pintura. Si fuese necesario llevar a cabo alguna corrección, existen las denominadas líneas hospital, en las cuales, como en un taller de reparación, puede repintarse aquella zona o pieza que no haya alcanzado el nivel de calidad exigido. ESPESORES (en micras) Producto/proceso
Fabricación
Reparación
Cataforesis/imprimación
15 – 25
10 – 20
Aparejo
30 – 40
50 – 200
Color monocapa
45 – 55
45 – 55
Color bicapa
15 – 25
15 – 25
Barniz
35 – 45
40 – 50
1.1.2. Pintado en reparación El proceso de pintado en reparación tiene por objeto devolver al vehículo los niveles de protección y embellecimiento que tenía originalmente. En función de los daños ocasionados, este proceso podrá conllevar la sustitución de piezas o su reparación. En ambos casos, deben aplicarse, posteriormente, diferentes productos de pintura.
Vehículo con distintos tipos de daño.
Los pasos del pintado en reparación y los productos utilizados son equivalentes a los del proceso de fabricación, si bien, se adecuarán a las condiciones del vehículo y del taller. Se procederá a la limpieza y desengrasado, enmasillado, imprimado y a la aplicación del aparejo. Tras esa preparación, se dará el acabado.
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Limpieza y desengrasado Se procede al lavado y desengrasado para conseguir una superficie libre de impurezas, que garantice la adherencia de los distintos productos y la calidad del proceso. Enmasillado Para nivelar las superficies reparadas, se aplican las masillas de relleno. Estos productos cubren las irregularidades del sustrato. Para asegurar la calidad del proceso, no se admiten, ni son recomendables, reparaciones que requieran espesores de masilla de más de 500 micras. En general, se aplican capas mucho más finas. El enmasillado no se realiza cuando la pieza es nueva, pues los recambios han recibido los primeros procesos de pintado en fabricación, hasta la cataforesis, presentando una superficie uniforme. Si, por cualquier razón, se hubiesen dañado, sería necesario reparar y, por tanto, igualar y proteger la superficie del mismo modo que se haría con una pieza reparada.
Aplicación de masilla.
Este es el único paso que no tiene correspondencia con el proceso de fabricación, al producirse como consecuencia de la propia reparación. La masilla se aplica, generalmente, con espátulas, aunque también se puede realizar a pistola, cuando se trata de masillas para grandes reparaciones. Tras su secado, es necesario lijarla para igualar la superficie y favorecer la adherencia de los siguientes productos de pintura. Imprimado La imprimación actúa como protección anticorrosiva. Se aplica sobre aquellas zonas en las que, tras el lijado de la masilla, haya aparecido metal. También es posible aplicar imprimaciones antes del enmasillado, para incrementar la protección.
Aplicación de imprimación anticorrosiva.
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Preparación de superficies
En las piezas nuevas no es necesaria la imprimación, al haber recibido todos los tratamientos protectores hasta la cataforesis. Si, por causa de la reparación, se hubiesen eliminado las capas de protección, habría que aplicar imprimación, antes o después del enmasillado, si aparecen zonas de metal al descubierto. El proceso continúa sin necesidad de secar la imprimación. Bastará con la evaporación de los disolventes, siguiendo un método, denominado húmedo sobre húmedo, que evita el secado y el lijado. Aparejado Para aislar las pinturas anteriores y facilitar la adherencia de los siguientes productos, se aplica el aparejo. Su espesor está condicionado por el tipo de reparación, con el fin de que se nivelen adecuadamente las superficies.
Lijado de aparejo.
Los tiempos de secado dependen del espesor aplicado, del tipo de producto empleado y de la temperatura. Como indicación, para espesores inferiores a 200 micras, los tiempos de secado serán de 30 minutos, a 60 °C. Con aparejos específicos también se puede realizar un proceso húmedo sobre húmedo, de forma que no es necesario secar el aparejo, sino que basta con dejar evaporar los disolventes. Una vez seco el aparejo, debe realizarse un lijado para facilitar la adherencia de la pintura de acabado y mejorar la superficie. Con la posterior limpieza y desengrasado se completa la preparación de superficies. Aplicación del acabado
Evaporación de la base de color.
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El acabado puede ser monocapa o bicapa, pero siempre ha de conseguirse la igualación del color de la zona reparada con el resto del vehículo. Junto a la correcta elección del color, intervienen otros factores, como la presión y la distancia de aplicación.
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Tras la aplicación del color monocapa o el barniz en procesos bicapa, se procede al secado, que suele ser de 30 a 60 minutos, a una temperatura de 60 °C. Una inspección final garantizará que el acabado no presente ningún defecto.
1.2. CARACTERÍSTICAS Y EQUIPAMIENTO DEL TALLER DE CHAPA Y PINTURA
El taller de reparación de chapa y pintura es considerado un establecimiento industrial en el que se restituyen las condiciones normales de estado y funcionamiento de los automóviles y sus componentes (Real Decreto 1457/1986). Como actividad industrial, podrá estar destinada a distintos objetivos (turismos, motocicletas u otra clase de vehículos), que condicionarán su construcción, equipos y componentes. Este decreto establece varios tipos de taller, según cuatro criterios: 1. Por su relación con los fabricantes de vehículos, equipos y componentes: • Talleres genéricos. • Concesionarios oficiales y servicios técnicos. 2. Por su rama de actividad: • De mecánica. • De electricidad. • De chapa y pintura: Trabajos de reparación y sustitución de elementos de la carrocería no portantes, guarnecidos y acondicionamiento interior y exterior. Trabajos de pintura, revestimiento y acabado de carrocerías. 3. Específico de motocicletas. 4. Limitados a actividades de reparación o sustitución de determinados equipos o sistemas de vehículos.
1.2.1. Distribución del taller de chapa y pintura La distribución del taller será la más adecuada a las funciones que cada área represente. Cada una de ellas se distribuirá alrededor de un pasillo por el que circulen los vehículos. Habrá una puerta principal, que será la entrada a la zona del taller. Pero, además, existirán accesos directos desde el área de trabajo al aparcamiento y otra vía hacia el exterior, distinta a la anterior. Así, los vehículos que entran por la recepción pasarán al taller y lo abandonarán sin necesidad de retroceder. Según esta distribución, pueden distinguirse, en todo el recinto, las siguientes zonas:
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Preparación de superficies
Instalaciones para realizar movimientos de vehículos.
• Aparcamiento. • Área de recepción/entrega del vehículo. • Área de mecánica. • Área de carrocería: – – – –
Zona de desmontaje/reparación. Zona de bancadas. Zona de montajes. Puesto para la reparación de aluminio.
• Área de pintura: – – – –
Zona de preparación de superficies. Zona de aplicación y secado de pintura (cabina y horno). Zona de preparación y pintado de elementos desmontados. Sala de mezclas.
• Zona de acabado y control de calidad.
Zona de bancadas.
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• Almacén: – – – –
Limpieza de motores. Cuarto de carga de baterías. Almacén de pintura. Almacén de pequeño material.
• Pasillos y zonas para la circulación de vehículos.
Pasillos para la circulación de vehículos.
• Oficinas. • Vestuarios y aseos. • Cuarto de máquinas.
1.2.2. Área de pintura Dentro del área de pintura, debe haber zonas adecuadas para realizar las operaciones de preparación de superficies, mezcla de los productos de pintura y aplicación y secado de las pinturas.
Área de pintura.
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