国外汽车涂装新技术.doc

国外汽车涂装新技术【 摘要】 国外汽车涂装技术不断取得进展，本文就汽车涂装材料、涂装工艺、涂装设备及涂装质量的检测仪器方面的进展作了点滴介绍。【 关键词】 汽车 涂装 新技术目前世界上汽车生产普遍存在供大于求的问题，市场竞争十分激烈。为了提高产品的竞争力，各大汽车厂都使尽了浑身解数，在涂装方面主要集中在提高表面的装饰性，提高防腐能力和更好地保户环境方面进行努力，为此不断采取用各种新技术，新材料。笔者在近一年内，有机会访问了世界上主要的预处理、PVC 密封材料和油漆供应商及在德国、美国、日本、比利时、加拿大等十几家汽车厂参观和学习过，对汽车涂装方面的新发展有一些了解。本文将就涂装材料、涂装工艺、涂装设备及涂层表面质量的测量仪器等方面的一些新发展，谈谈自己的点滴见解。一、涂装材料1 预处理材料方面：脱脂剂、表调剂等全部液体化，便于自动加料和减少粉尘污染。无镍、无亚硝酸盐磷化液和无铬钝化对环境保护和人体健康十分有利，这些产品目前己开始在生产线上使用。在磷化液中加入六氟硅酸，对镀锌板进行磷化，可以使防腐蚀能力提高到十二年不锈穿。2 第五代阴极电泳漆已被广泛采用。新一代的电泳漆具有泳透率高、颜基比低、边角效应好、膜比重低的特点。无铅无锡阴极电泳已在生产线上应用。双层电泳的研制成功可以节省中涂，减化涂装过程。在预处理和电泳材料组合方面，通常采用含铬钝化与无铅电泳组合，或者无铬钝化和含铅电泳组合，只有个别厂开始采用无铬钝化和无铅电泳。3 . PVC 密封材料的主要发展是轻质PVC的应用。其比重由1.4g/cm3 可降到0.8g/ cm3。此外还有不含氨的PVC ，与油漆相溶性好的PVC 均己研制成功。在北美车身底部不喷PVC 密封胶，与欧洲的车身相比，PVC 的使用量由20Kg下辆降到了2Kg 辆左右。4 . 中涂：在欧洲新的生产线全部使用水性中涂漆。北美有使用水性的、也有使用粉末的，粉末涂层的膜厚约为70m左右，丰满度好，抗石击性能佳。5 面漆：新的生产线普遍采用水性金属漆或水性珠光漆，清漆大多数仍使用双组份溶剂型清漆，其中加了提高光泽和防止流挂的成份，新的清漆显乳白色，烘干后变成无色透明。粉末清漆和水性清漆在研究开发中,个别生产线在进行试生产。面漆主要的研究课题是：防酸雨，抗擦伤和防鸟粪污染等。6 第五代漆雾凝聚剂是一种高分子的有机物，其使用量小，破坏能力强，适用范围广可以做到循环水清彻透明，国外一年才清理更换一次循环水。含水的漆渣经干燥、粉碎变成粉末状固体，体积大大缩小，为进一步的运输和处理创造了条件。7 磷化渣国外有将其集中起来，提炼出其中的金属锌，最后的废渣可用于筑路。8 过去是涂料公司研究生产涂料，汽车厂选择使用涂料。现在出现了一种新型的伙伴关系，即涂料公司和汽车厂及与涂料相关的厂，一起商量合作开发涂料，并在生产线上一起使用，一起解决出现的问题。这样涂料的开发针对性强，生产中的问题更易解决，开发的周期也更短。9 系统供货是涂装材料供应的一种新形式。化学品供应商直接参与涂装生产的全过程，最终汽车厂以通过报交线的合格车身数和材料供应商结算费用。这样有利于提高质量、降低消耗、节约成本、减少工作人员和库存。化学品集中管理是单一供货商供应和管理除涂装材料以外的所有化学品包括三废处理、冷冻液、乳化液、氟里昂等等。一级供货商无法供应的化学品由其去找二级供货商购买。一级供货商提供的是一种全面的服务，而不仅仅是化学品，这样有利于专业化管理，可以节省成本，降低消耗，减少使用风险污，有利于环境保护。10 各大油漆公司都有一个很大的试验车间，其规模相当于一个小的油漆车间。在这个车间内可以模拟汽车厂生产线作业的全过程。通常要进行六次实际涂装才能确定各项涂装参数，以供汽车厂实际生产应用。最近新开发了一种体系，以计算机进行模拟试验，对车型、涂料、溶剂的选择等等可反复进行模拟试验。参数确定后，只要进行一次实际喷涂，就可以确定最后的结果。11 一般地讲开发一种面漆，其曝晒试验要做2 年。汽车厂再要进行1.5 年的试验。一个周期至少要3.5年。如何缩短评价周期，提高试验效率是涂料研究面临的的一个课题。现开发出一种激光曝晒试验场、可以在一年内完成原来3.5 年才能完成的曝晒评价。人工老化试验，也可以由9个月缩短为6 个月。12 日本关西涂料公司有一个彩色研究所，对未来油漆色彩的发展趋势进行了大量深入的研究。他们根据汽车颜色发展的情况和变化原因，根据服装颜色变化的趋势，根据颜色和环境的关系，这三个方面进行研究，并利用在模拟的大环境中，让车身的颜色连续变化或定格在某一颜色，以观察整体效果，然后再和汽车厂配合确定未来五年内汽车颜色的发展趋势，并研究和生产出相应的油漆。二、涂装工艺1 大型汽车厂的涂装工艺己相当成熟，主要工艺过程相当接近，不同的是自动化程度的高低和选择设备的档次。比如预处理少的有九个工序，多的达十二个工序。中涂、面漆是人工喷涂还是自动喷涂。自动喷涂中是选用静电高速旋杯还是机器人。2 在阴极电泳涂装工艺方面，有的公司要求电泳时间300 秒，阳极比1 : 4 ，超滤水冲洗后，车身滴水时间在90 秒以上，浸洗和喷淋的去离子水加热到4050 ，有利于颗粒物的清洗，去离子水喷淋后车身在热风中滴干10 分钟，烘干时升温时间30 分钟，其中10 分钟采用100150 热风循环，然后180 保温14分钟。这些措施可以明显的提高阴极电泳的质量3 一种新的涂装工艺是在电泳漆上贴一层胶片，然后再涂面漆，熔融后的胶片防石击性能非常好。4 另一种新的涂装工艺是在预处理后，在车身外表直接喷粉，然后再电泳之以加强内腔防腐，然后再喷面漆就行了这种工艺中所喷的粉为聚脂树脂，喷粉后膜厚可达7Om 以上，可以省去中涂，并大大增强了防腐蚀能力和抗石击能力，同时可节省约6的电泳漆。5 开发封闭的涂装体系可使资源浪费和环境污染都降到最低。如电泳漆经超滤水冲洗后，仍有1左右的固体份流失，现再增加一道反渗透，以回收电泳漆，可以将电泳漆的流失降到零6 新开发的紫外线烘干油漆，己达到可实用的阶段。中涂可仅用紫外线烘干，面漆则用紫外和红外相结合烘干，烘干时间上可以减少一半，能耗可以大大降低。7 高红外快速固体技术在涂料烘干中已有应用。高红外技术是一种瞬间提供高能量、高密度红外强辐射的加热技术。它的辐射元件表面功率大，能在36 秒内输出全部辐射能，采用自动化程度较高的智能控制系统，全纤维炉衬等相配合可以做到在10 秒内固化涂料，使烘房的长度缩短到原来的二十五分之一。在节能、节时和节省投资方面效果十分显著。8 国外新的油漆车间在面漆涂装前都有一个颜色分类编组站，以使不同颜色相对集中，以减少ESTA的清洗和生产节拍的浪费。9 国外对整车返修非常重视，返修率一般在15-20 左右，出口车有高达50 的，主要是点修补。国内返修率很低，小毛病一般不修补，实际上是降低要求的一种表现。10 . 整车返工时，整个车身都打磨，并且打的很熟，以提高面漆与面漆之间的结合力，以防治油漆剥落。11 灰粒是油漆的大敌，它几乎无处不在，在高质量涂装时，严重影响表面质量。为此，国外的涂装车间在减少灰尘危害方面几乎是想尽了办法( l ）德国、美国在大环境方面做到了无暴露的土地，全部绿化或用水泥，石子覆盖，空气新鲜、灰尘甚少，天空也显得特别蓝。( 2 ）车间全封闭，进入车间的空气全部过滤，并保持正压，严禁无关人员进入，更不允许参观( 3 ）所有车身在生产全过程中，醛部在防尘通道中通过，以防车间内灰尘落在车身上（4 ）喷漆室内壁涂有一层粘性材料，以便粘住灰尘有的厂在喷漆室外的走道上铺上一层锡纸，并也涂上一种粘性材料，因而走起路来会发出响声 ( 5 ）自动喷涂设备每二小时清扫一次、喷漆室的网格板、撑钩、撑棒每周清理一次。吊架、地面小车都定期清理. ( 6 ）对进车间穿工作服，戴工作帽的规定，执行非常严格，而进入喷漆室的要求则更严了。12 全部生产过程网络化管理。从用户订货开始，到生产的每个节点，均有计算机的读写站，进行物流识别，直到按用户要求生产的轿车送到用户手中，可以全程跟踪，随时可以了解某台轿车所处的位置与状态。三、涂装设备1 目前一般轿车面漆自动喷涂系统都采用高压静电旋杯往复式喷枪高压静电旋杯的方式进行喷涂。使用往复式空气喷枪的目的是为了使金属漆的颗粒产生无序排列，以形成不同的光学效果。最新的发展是用改进了结构的旋杯代替了喷枪，达到了同样的目的，但油漆的利用率却可以从50提高到80。2 早期的水性漆高压静电旋杯都是采用外置电极，因为水是导电的新的旋杯采用内置电极，办法是喷涂前将油漆存在枪内，加压喷涂时，切断油漆回路，这样电压就不会传到调漆间去了。3 新的自动喷涂的顶喷机可以在五个方向转动，侧喷机可以在三个方向移动，从而使车身的各个表面都能获得较均匀的涂膜。4 新的自动喷涂系统都采用外置式，除可移动部分外，设备均置于喷房外，可减少设备污染，提高喷房的清洁度和方便维修。5 自动喷涂系统采用带主动式齿轮泵的油漆流量计代替气动式流量计。达到了反应更快，控制精确更高目的，可以保证瞬间出漆量处于严格的控制之下，并可准确统计出漆量。6 自动喷杯有油漆和CO2自动切换系统，当设备发生故障，如高电压打火时，喷杯中会自动喷出CO2灭火。7 目前大多数生产线上的电器设备仍用PLC 控制，但相当一部分已在使用PC 机作显示和监测之用，逐步地将过渡到全部用PC 机代替PLC ，这样处理能力大大提高，用户界面非常好。新的电器控制柜面板上己经没有一排排的按钮了，PC 机替代了这些按钮进行控制。8 机器人首先应用在车身的内腔喷涂方面，但由于其特有的灵活性和适用性，己逐步取代往复机。它可以将喷杯移到车身的任何位置，如喷涂窗框时，可以沿着窗框的边进行喷涂，不必象往复机那样浪费油漆，通常可节省10 左右的油漆。9 车身喷粉后，可通过激光测厚仪，自动测定喷粉的厚度，信号可及时反馈以调整喷枪的出粉量，从而可保证涂层厚度均匀一致。10 静电喷涂一般要求喷杯与工件间的距离为300m左右，这样涂装的效率较差，并受温度、湿度的影响较大。一种新开发的喷枪不用高压静电，不用控制温度和湿度，使用机器人喷涂，电眼自动判断距离和跟踪工件。喷枪上约有100 个小喷嘴，喷嘴中间以空气隔开，其喷枪与工件的距离小于50mm，所以其喷涂效率高于90 % ，涂层厚度可以准确控制。其原理有些类似彩色复印机复印时的彩色喷雾过程。11 喷漆室的文丘里管可分成二节，这样可以降低噪声，水流分配更加均匀，当第一层表面有积漆时，还有第二次水流分配，可以提高漆雾去除效果。12 输漆软管采用漆管平衡器自动收缩装置，平时各种颜色的输漆管全部收缩在平衡器内，避免了软管在喷漆室内托来托去的污染。13 自动喷涂时喷漆室的网格板多设计成可伸缩型的，生产时网格板自动收缩，可以防止大量油漆污染网格板。14 国外汽车厂，在喷中涂、面漆前均对车身采用压缩室气吹，驼毛机滚刷后再用离子风吹的自动除尘系统，除尘效果十分显著。15 小型可移动静电除尘机，通过7000V的静电从枪式喷头中吹出离子风，中和车身上的静电，可达到较好的除尘目的。16 国外涂装线上各种操作工具均安装在可移动的悬挂装置上，存放和移动十分方便，也有利于车间的整齐和清洁。17 . PVC 密封后，通过一个荧光室，这时所有PVC 均会发出强荧光，对飞扬在车身上的PVC 可以看的一清二楚，很容易擦干净，有利于提高车身清洁度，设备投资少，效果却很好。四、监测仪器1 车身表面质量自动监测仪：当每辆车身通过一个龙门架时，自动监测仪选择车身的前后盖和侧面的十个点进行监测，每点测八项数据，包括：光泽、桔皮、鲜映性等，并自动进行记录和