SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ SƠN VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH Ô TÔ HIỆN ĐẠI

Thứ tư, 12/11/2025, 23:49 (GMT+7)

Sơn là vật liệu phổ biến trong đời sống, có lịch sử phát triển hàng nghìn năm với nhiều thay đổi về thành phần, kỹ thuật và công nghệ. Riêng trong ngành ô tô, công nghệ sơn giữ vai trò bảo vệ vật liệu, nâng cao tính thẩm mỹ và đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà sản xuất. Bài báo này trình bày quá trình hình thành và phát triển của công nghệ sơn từ cổ đại đến công nghiệp hiện đại, phân tích sự tiến hóa của công nghệ sơn ô tô qua từng giai đoạn, đồng thời đánh giá những xu hướng công nghệ mới đang tác động mạnh mẽ đến chất lượng sơn xe. 

1. Giới thiệu

          Công nghệ sơn được xem là thành tố quan trọng của ngành chế tạo và sửa chữa ô tô. Không chỉ tạo màu sắc thẩm mỹ, lớp sơn còn là lớp bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn, oxy hóa, tác động môi trường và va chạm cơ học. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về độ bền, chất lượng và thân thiện môi trường, công nghệ sơn ô tô đã trải qua quá trình phát triển dài hạn, gắn liền với sự tiến bộ của công nghệ hóa học, vật liệu và kỹ thuật sản xuất công nghiệp. Việc nghiên cứu lịch sử và quá trình phát triển của sơn giúp hiểu rõ hơn nền tảng của các công nghệ hiện đại, từ đó ứng dụng hiệu quả trong thực tế kỹ thuật ô tô.

2. Sự ra đời của sơn và những giai đoạn phát triển chính

* Giai đoạn cổ đại

- Con người sử dụng sơn từ hơn 30.000 năm trước.

- Các chất liệu nguyên thuỷ gồm: nhựa cây, đất sét, than chì, mỡ động vật, khoáng chất thiên nhiên.

- Sơn chủ yếu được dùng để trang trí đồ dùng, nhà cửa, điêu khắc.

- Chức năng chính: tạo màu và bảo vệ khỏi độ ẩm.

Hình 1: Sơn trong thời kỳ cổ đại

* Giai đoạn trung đại – phát triển vật liệu nền dầu

- Thế kỷ 12–16: Sơn dầu (oil-based paint) bắt đầu phổ biến.

- Sử dụng dầu lanh làm chất kết dính.

- Màu sắc ổn định, độ bám tốt, kháng nước cao.

--> Đây là nền tảng cho các loại sơn công nghiệp sau này.

* Giai đoạn công nghiệp (cuối thế kỷ 19 – đầu thế kỷ 20)

- Sự phát triển của hóa học hữu cơ tạo ra nhiều loại sơn mới:

+ Sơn alkyd

+ Sơn nitrocellulose

+ Sơn epoxy

- Xuất hiện các dây chuyền sơn cơ giới, máy phun sơn khí nén.

          Đặc biệt, năm 1924, General Motors và DuPont phối hợp tạo ra sơn nitrocellulose – bước ngoặt lớn trong ngành ô tô.

* Giai đoạn hiện đại (từ 1950 đến nay)

- Công nghệ polymer phát triển, tạo ra:

+ Sơn acrylic

+ Sơn polyurethane

+ Sơn điện ly (electro-deposition – ed)

+ Sơn tĩnh điện

- Các công nghệ sơn 2K, sơn gốc nước, sơn thân thiện môi trường được ứng dụng rộng rãi.

          + Bước ngoặt lớn:

1960–1970: ra đời sơn metallic, pearl.

1990–nay: phát triển sơn nano, phủ ceramic, robot sơn tự động.

3. Sự hình thành và phát triển của sơn ô tô

* Giai đoạn thủ công ban đầu (1900–1930)

- Xe ô tô đầu tiên được sơn bằng cọ quét hoặc cọ lăn.

- Quá trình sơn kéo dài 20–30 ngày/doanh số thấp.

- Sơn nitrocellulose giúp rút ngắn thời gian sấy, phù hợp sản xuất hàng loạt.

* Giai đoạn sơn phun khí nén (1930–1960)

- Xuất hiện súng phun sơn đầu tiên.

- Chất lượng bề mặt tăng cao, màu sắc phong phú.

- Bắt đầu tiêu chuẩn hoá dây chuyền sơn trong nhà máy.

Hình 2: Súng phun 

* Giai đoạn sơn công nghiệp hóa (1960–1990)

- Phát triển hệ thống buồng sơn – sấy khép kín.

- Ứng dụng sơn acrylic và polyurethane giúp:

+ Chống tia UV

+ Tăng độ bền màu

+ Chống trầy xước

- Xuất hiện lớp sơn 2 thành phần (2K).

* Giai đoạn hiện đại (1990–nay)

- Sơn điện ly (ED/ E-coat)

+ Phủ toàn bộ thân xe bằng dòng điện

+ Chống ăn mòn tối đa

+ Bắt buộc trong mọi nhà máy ô tô hiện đại

- Sơn gốc nước (waterborne paint)

Thân thiện môi trường

Giảm VOC 60–70%

- Lớp phủ nano – ceramic

+ Độ cứng 9H

+ Chống xước, tăng độ bóng lâu dài

- Robot sơn tự động

+ Phun đều, chính xác

+ Giảm phụ thuộc kỹ năng con người

+ Ứng dụng ở toyota, bmw, mercedes, vinfast

- Sơn tự phục hồi (self-healing paint)

+ Lớp clearcoat mềm dẻo

+ Tự làm mờ vết xước nhẹ dưới nhiệt độ cao

4. Ứng dụng công nghệ sơn trong ngành ô tô hiện nay

* Trong sản xuất ô tô

          Một dây chuyền sơn nhà máy hiện đại gồm:

- Tẩy dầu – phốt phát hóa

- Sơn điện ly ED

- Sơn lót

- Sơn nền (basecoat)

- Sơn bóng (clearcoat)

- Sấy – kiểm tra – đánh bóng

          Vai trò trong sản xuất:

- Tăng độ bền 10–15 năm cho thân xe

- Chống ăn mòn tại vùng khí hậu nóng ẩm (như Việt Nam)

- Đảm bảo tiêu chuẩn an toàn, thẩm mỹ và giá trị thương hiệu.

Hình 3: Dây chuyền sơn tại nhà máy hiện đại

* Trong sửa chữa và dịch vụ ô tô

          Công nghệ sơn hiện đại giúp gara:

- Phục hồi xe tai nạn

- Phối màu chính xác bằng máy pha màu

- Xử lý các lỗi sơn thường gặp: da cam, bụi châm, cháy sơn

- Tạo ra các gói dịch vụ phủ ceramic, phủ nano, detailing

* Trong nghiên cứu – đào tạo

- Sa bàn sơn – đồng – gò phục vụ thực hành

- Mô phỏng buồng sơn, kỹ thuật phun

- Nghiên cứu polymer cho clearcoat bền hơn

- Phát triển kỹ thuật viên sơn bậc cao (topcoat specialist)

          Lịch sử phát triển của sơn đã trải qua hàng nghìn năm, từ vật liệu nguyên thủy đến công nghệ polymer tiên tiến. Trong ngành ô tô, sự tiến bộ của công nghệ sơn đóng vai trò quyết định đối với độ bền, thẩm mỹ và giá trị thương mại của xe. Các công nghệ sơn hiện đại như sơn gốc nước, sơn ED, phủ nano – ceramic và robot tự động đã tạo nên bước chuyển lớn trong sản xuất và sửa chữa ô tô. Tại Việt Nam, việc ứng dụng các công nghệ này đang ngày càng phổ biến, mở ra cơ hội nâng cao chất lượng dịch vụ và đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật có trình độ cao. Đây là nền tảng quan trọng để ngành ô tô Việt Nam hội nhập với chuẩn quốc tế.