O aktualnych trendach w barwieniu tworzyw oraz o problemach związanych z pomiarami koloru i wyglądu detali mówi Felix Schmollgruber z firmy X-Rite Pantone Color.Zagadnienia związane z kolorem są obecne w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych od dawna. Jakie są obecne trendy w tym zakresie?
Kluczowym trendem, jaki możemy obecnie zaobserwować, jest dążenie producentów różnorodnych wyrobów - od elektroniki użytkowej i sprzęt AGD po samochody czy opakowania - do uzyskiwania coraz bardziej zaawansowanych powierzchni detali, wliczając w to specjalne efekty wykończenia. Projektanci są bardzo zainteresowani możliwościami, jakie daje dzisiejsza technologia, jak np. uzyskiwanie ciekawych efektów powierzchni (np. półprzezroczystych, perłowych, metalicznych czy mieniących się) czy tekstur. Wiąże się to z wyzwaniami w zakresie pomiarów i monitoringu, zarówno kolorów, jak i wyglądu.
Czy mógłby Pan zilustrować to jakimś przykładem?
Dobrym przykładem mogą być np. drzwiczki od mikrofalówki. Dawniej sprawa była prosta: po prostu stosowano odpowiedni kolor na płaskiej powierzchni. Tymczasem dziś można zauważyć rosnącą tendencję do stosowania tekstury i specjalnych efektów kolorystycznych, aby ulepszyć wygląd produktów. Ponadto w wielu aplikacjach tworzywa zastępują obecnie szkło. W pralkach ładowanych od przodu na przykład szkło w drzwiczkach zastępuje się tworzywami, co pozwala zredukować wagę i ograniczyć koszty, jak również uzyskać interesujące wykończenie. Rosną także oczekiwania ze strony wysoce konkurencyjnego rynku elektroniki użytkowej.
Jakie wyzwania dla branży tworzyw rodzą te trendy?
W chwili obecnej zauważyć można wiele wyzwań związanych z zapewnieniem odpowiedniego koloru dla detalu - od produkcji pigmentów, przez compounding i wytwarzanie masterbatchy, po proces przetwórstwa i montażu. W wielu przypadkach producenci działają w globalnym łańcuchu dostaw, gdzie części produkowane są w różnych lokalizacjach na całym świecie. Kiedy przychodzi do finalnego montażu, wszystko musi do siebie pasować, przy czym producenci chcieliby mieć możliwość wprowadzania drobnych poprawek w zakresie kolorystyki.
Natomiast dodając do tego specjalne efekty wykończenia, wchodzimy w kompletnie nowy obszar komplikacji. Powodem do troski jest już nie tylko kolor czy gładkość powierzchni, lecz także całościowy wygląd - tekstura, powierzchnie odbijające itp. Sektor farb i powłok miał więcej czasu na uporanie się z tymi zagadnieniami; trzeba przy tym jednak pamiętać, że warstwa farby jest cienka, podczas gdy wyroby z tworzyw są grubsze, co powoduje dalsze kłopoty. Zwłaszcza, gdy stosuje się specjalne efekty, jak metalizacja powodująca zmianę wyglądu w zależności od kąta widzenia, gdzie zastosowanie specjalnych materiałów jest niezmiernie ważne dla końcowego wyglądu produktu. Przy grubszych wyrobach łatwo utracić oczekiwany efekt. Trzeba także wziąć pod uwagę skomplikowany proces formowania wtryskowego w celu uzyskania specjalnych efektów.
W jaki sposób w sektorze pracuje się nad rozwiązaniem problemów związanych z barwą i wyglądem detali?
Można zauważyć wciąż wzrastającą aktywność na polu prac nad wyglądem produktów. Całkiem niedawno komunikowali się ze mną przedstawiciele niemieckiego instytutu badawczego Süddeutsches Kunststoff-Zentrum (SKZ), który wraz z niemieckim stowarzyszeniem producentów aut - Verband der Automobilindustrie (VDA) - realizował projekt, którego celem było opracowanie skal i parametrów dla kontroli procesów i jakości w zakresie wyglądu detali z tworzyw.
Także moja firma wprowadziła niedawno rozwiązanie umożliwiające stworzenie wirtualnej wizualizacji o dokładnie takich samych właściwościach optycznych, jak prawdziwy materiał; a zatem podgląd w Virtual Light Booth odpowiada temu, co zostanie ostatecznie uzyskane. Dane dotyczące koloru i wyglądu pozyskiwane są przez skanowanie, a następnie zapisywane do pliku w formacie Appearance eXchange Format (AxF), który może być otwarty w większości aplikacji typu PLM czy CAD.
Obecnie stosuje się szeroko inny otwarty format opracowany przez X-Rite - Color eXchange Format (CxF). Jest on podzbiorem AxF; innymi słowy, poprzez wprowadzenie formatu AxF rozszerzyliśmy możliwość dokładnego opisu charakterystyki kolorystycznej z uwzględnieniem danych dotyczących wyglądu. Dzięki temu można odpowiedzieć na wyzwania stojące przed firmami z branży w zakresie dostarczenia zróżnicowanych produktów wysokiej jakości, z minimalnymi stratami i przy możliwie krótkich terminach dostawy. W tym zakresie będziemy współpracować z SKZ i VDA, będziemy również kontynuować nasze własne prace w tym zakresie.
Jakie będą rezultaty tych działań?
Ostatecznym celem jest dostarczenie cyfrowych narzędzi do kontroli rzeczywistych produktów bez konieczności dostarczania fizycznych próbek w odległe czasem miejsca globu. Oprócz tego rozwiązania, zwanego TAC (Total Appearance Capture), naszym celem jest dalsze rozwijanie narzędzi i oprogramowania, aby umożliwić możliwie pełną specyfikację cyfrową procesów produkcji i kontroli, nie tylko zresztą w branży tworzyw sztucznych.
Jak rynek zareagował na wprowadzenie rozwiązania TAC?
Po pierwsze, TAC został opracowany w odpowiedzi na jasno artykułowane potrzeby, pochodzące zwłaszcza z sektora motoryzacji. Widzieliśmy jednak także zainteresowanie ze strony innych branży, jak np. branża tworzyw czy sektor tekstylny. W odniesieniu do standardów używanych do monitorowania barw w tworzywach, warto na marginesie dodać, że tworzywa starzeją się szybko i są wrażliwe na temperaturę. Jeden z większych producentów masterbatchy, z którym prowadziliśmy ostatnio rozmowy, powiedział nam, że firma musi przechowywać próbki z panelu referencyjnego w lodówce, aby mogły dłużej spełniać swoje zadanie. Firmy z branży są zafascynowane możliwością rezygnacji z fizycznych próbek, które są narażone na temperaturę i światło, i pracy z modelami cyfrowymi. Aby całość była łatwiejsza, udostępniamy cyfrowe biblioteki Pantone dla branży tworzyw i innych sektorów. Są to cyfrowe biblioteki zawierające specyfikację pełnego spektrum kolorów Pantone oraz umożliwiające uwzględnienie własnych kolorów. W ten sposób, kiedy każdy pracuje według tego samego cyfrowego standardu, nie trzeba się martwić o rozkład fizycznych próbek.
Co może się wydarzyć w sytuacji, gdy pomiary dokonywane są za pomocą narządzi nie posiadających dobrego poziomu zgodności między przyrządami (Inter-Instrument Agreement)?
Odbiorcy są bardzo zainteresowani urządzeniami posiadającymi wysoki poziom zgodności między przyrządami, aby wyeliminować wariacje występujące pomiędzy różnymi miernikami stosowanymi w różnych etapach procesu.
Koronnym przykładem może być sytuacja współpracy amerykańskiego producenta i europejskiego dostawcy. Producent użył do pomiaru spektrofotometru stacjonarnego, podczas gdy dostawca - ręcznego. Rezultaty, jakie otrzymali, były bardzo odmienne - choć według dostawcy produkt spełniał warunki zapisane w specyfikacji, producent otrzymał zupełnie inne wyniki. Jak widać, taka praktyka prowadzi do nieporozumień w zakresie poprawności kolorystycznej, zwłaszcza w sytuacji, gdy tolerancja jest bardzo wąska - a to może wpłynąć na opóźnienia i kosztowne poprawki. W tym przypadku zawiódł proces zarządzania kolorem. Gdyby obydwaj użyli tego samego urządzenia (np. Ci7860), pracowaliby wówczas na tej samej platformie i dostawca mógłby sprawdzić wynik i wprowadzić odpowiednio szybko poprawki.
A zatem kluczowa jest odpowiednia specyfikacja próbki u producenta, a następnie - wysoce precyzyjna produkcja i kontrola jakości u dostawcy. Kiedy połączy się bardzo wąski zakres tolerancji w zakresie pomiaru koloru detali z precyzyjnym odwzorowaniem koloru i wyglądu za pomocą rozwiązania TAC, a firmy z sektora tworzyw zyskają zaufanie do procesów cyfrowych, będzie można znacząco oszczędzić czas i koszty produkcji. Będzie to możliwe właśnie dzięki łatwemu porównaniu barwy i wyglądu przy użyciu wirtualnych próbek.
Dziękuję za rozmowę.
