塑料零件油漆工艺介绍及过程控制控制.ppt

1 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 注塑零件油漆工艺介绍及过程控制内外饰科2013 8 5 2 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆过程流程及主要设备介绍 油漆材料简介 表面装饰工艺及常见油漆类型 过程控制要求 1 2 3 4 试验频次 分类 其他 5 3 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆材料简介 1 4 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆简介 油漆是一种能牢固覆盖在物体表面 起保护 装饰 标志和其他特殊用途的化学混合物涂料 能够进行喷涂施工的油漆 是经过调配的油漆 调配后的油漆成分如下 油漆 粉末状物质 为涂料添加颜色和填充剂 清漆中不添加 装饰漆和色漆中添加 5 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 树脂 漆膜的形成颜料的粘合耐候性光泽流变性 黏度 附着力 树脂是油漆的主要部分 并且提供 树脂可以是天然的或人工合成的 有固态的和液态的 其主要功能是使油漆或清漆形成连续的膜附着在基底材料上 6 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 树脂分类 A 根据材料种类来分类1 天然树脂从植物中抽取的树脂用来制造清漆2 合成树脂人造树脂或合成树脂 B 根据薄膜的种类来分类1 热塑性树脂通过溶剂的蒸发而固化 加热后转变成液态 2 热固性树脂通过化学反应而固化 一旦固化 不会因加热而变软 7 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 溶剂和稀释剂 溶剂 一种液体 在涂料制造过程中 可溶解树脂 促进颜料和树脂的混合稀释剂 用来稀释涂料的基本色 使其达到适于喷涂的黏度 水性漆也是用于此项功能溶剂和稀释剂或水随着涂料的干燥而蒸发 不会残留在涂层中 8 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 各成分之间关系 溶剂和稀释剂或水随着涂料的干燥而蒸发 不会残留在涂层中 溶剂或水 颜料 干燥成膜状态 湿膜状态 树脂 9 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 什么是添加剂 涂料中添加了各种物质 以提高涂料的性能以及漆膜的形成 按照体系分为溶剂型和水性溶剂型主要添加 流平剂 分散剂 消泡剂 防沉剂 催干剂 附着力增进剂等等 水性主要添加 分散剂 消泡剂 成膜助剂 流变助剂 防腐剂 防霉剂 PH调节剂等最常用的助剂就是 消泡 流平 分散 防沉四大类 10 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 添加剂种类 功能 添加剂种类 增加了漆膜的柔韧性 可塑剂 有助于分散各种颜料的组份 防止颜料粘结 颜料分散 防止颜料在涂料存放时沉淀 防止沉淀 防止因颜料的尺寸和重量不同造成颜料的颜色分离和分层 防止颜色分离 使涂料流动 有助于形成光滑的漆膜 整平剂 防止气泡在喷涂过程中混入 防止生成气泡 吸收紫外线 防止漆膜因太阳光的作用而受到侵蚀 吸收紫外线 11 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 固化剂 固化剂又名硬化剂 熟化剂或变定剂 是一类增进或控制固化反应的物质或混合物 树脂固化是经过缩合 闭环 加成或催化等化学反应 使热固性树脂发生不可逆的变化过程 固化是通过添加固化 交联 剂来完成的 各种固化剂的固化温度各不相同 固化物的耐热性也有很大不同 一般地说 使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物 双组份涂料中加入了固化剂 固化剂同双组份涂料中主要成分的分子结合 生成大的分子或高聚合物 氨基甲酸酯涂料中使用异氰酸盐成分作为固化剂 树脂 固化剂 干燥状态 12 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 表面装饰工艺及常见油漆类型 2 13 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 常见外观装饰主流工艺 目录 14 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 水性漆 1 水性油漆的物理特性A 无毒无刺激气味 对人体无害 不污染环境 B 清漆漆膜丰满 晶莹透亮 C 柔韧性好并且具有耐水 耐磨 耐老化 耐黄变 干燥快 使用方便等特点 2 水性油漆的喷涂特征A 施工环境要求比较狭窄 一般湿度要求在50 70之间 温度范围在20 C 25 C B 水性油漆的调配粘度比较高 故对喷涂的雾化压力要求高 需要使用特殊的喷枪和设备 喷枪口径一般在1 5 2 0左右 由于施工粘度较高 需要用单独的隔膜泵抽油漆C 水性漆的施工寿命短 使用过程中粘度提高快 需要用特殊的比例泵 建议使用二合一混合系统 D 水性油漆对素材的兼容性差 同一种水性漆只能给预匹配的材质上施工 更换材质可能要对油漆配方做出较大的调整才可达到要求的性能 E 水性漆的兼容性较差 不能和油性物质混合 必须要有专用的管道 15 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 水性漆 3 水性漆的特性引发的常见缺陷A 温度 湿度超出油漆规定的范围易产生各种问题 如 桔皮 针孔 流挂 光泽偏差 色差 B 水性漆施工粘度高 易产生胀边 桔皮 针孔 水性漆粘度弹性大 轻微的温湿度异就会影响主剂粘度 因而要根据喷房实际温 湿度微调油漆配比 以达到规定的粘度 C 施工寿命短 不得预先混合 只能通过二合一混合系统边喷边混合 否则会出现油漆和固化剂分离状态 体现在产品上为 点状晶体 D 不能和油性物质混合 如果喷枪和管道未清洗干净 含有油性物质 体现在产品上 针孔 漆粒子 晶状物体 16 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 水性漆 4 水性漆的清洗第一 用纯水将残留油漆打出 第二 用专用洗枪水清洗 反复重复以上两道工序 直到打出的水中无油漆残留物 5 水性漆的发展趋势 良好的环保性 环保的压力促使国家采取措施 促进水性漆广泛推广 价格劣势也将得到改善 随着石油产品价格的不断攀升 溶剂性油漆的价格也将逐渐水涨船高 相比较而言 水性油漆的价格劣势也将得到缓解 水性涂料品种在耐水性 硬度 光泽等性能指标上目前还赶不上溶剂型涂料 在基础材料的研制 成膜物质的合成 成膜机理的创新 生产工艺的改进 制造成本的降低以及涂装工艺的成熟与规范等方面还有很多工作要做 17 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 软触漆 触摸时手感柔软具有弹性 1 软触漆的特性 手感柔软 手感的柔软度随色浆的添加而减弱 添加色浆比例越高 手感的柔软度越差 一定要达到一定的膜厚 才能出现手感的柔软度 一般膜厚处于40 60微米之间 不具有复喷性 施工粘度较高 调配好后可使用时间较短 建议使用二合一混合系统 流平性差 外观只能用于哑光 2 软触漆的喷涂缺陷及解决方案 开裂 原因 漆膜过厚 流平时间太短 方案 按规定膜厚喷涂 增加流平时间 膜厚不均 原因 雾化不良 方案 增加气压 调节雾化 桔皮 原因 流平性差喷涂气压不够 方案 调节油漆配比和出漆量 增加喷涂气压 发粘 原因 烘烤不良 炉温温度太低 固化剂比例不对方案 调高炉温 按正确的比例调整油漆 18 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo UV漆 需用紫外线固化成膜的油漆 1 UV漆的特性 硬度高 最高硬度可达5 6H 但一般不会做到太高的硬度 因为硬度太高 势必其它的物性会降低 比如柔韧性降低 脆度增加等 固化速度快 生产效率高 工件下线即可包装 涂层性能优异 涂层在硬度 耐磨 耐酸碱 耐盐雾 耐汽油等溶剂各方面的性能指标均很高 特别是其漆膜丰满 光泽尤为突出 涂料对灰尘敏感 因而对施工环境要求严格 柔韧性低 容易变脆 耐候性能较差 易黄变 不具有复喷性 2 喷涂缺陷及解决方案 颗粒多 原因 对环境要求比较高 易粘灰尘 易开裂 原因 干燥过程中紫外线光照能量过强 方案 提高链速 减少光照能量的吸收 19 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 底漆 底漆 跟素材接触的用来打底的油漆 底漆是个相对概念 其上会喷一层面漆或装饰漆 底漆 功能底漆 着色底漆 1 概念 功能底漆也叫结合漆 就是在油漆与材料之间没有出现附着力的时候增加附着力的一种功能性油漆 它只存在与油漆与基材之间 2 作用 结合漆可增加油漆和素材之间的附着力 部分的结合漆具有一定的填充性 能填充素材表面的凹洞 和细微裂纹 3 最常见的缺陷为附着力不良 1 作用 为素材着色 2 最常见的问题 色差问题 20 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 面漆 面漆 有色面漆 透明面漆 高光面漆 光泽度在90以上 油漆中不添加削光成分的化学物质 高光面漆可进行抛光精整 哑光面漆 光泽度85 以下 油漆中添加削光成分的物质 21 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆过程流程及主要设备介绍 3 22 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆的一般工艺流程 23 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 主要设备 烘道 隧道炉 1 油漆的工件由传送链带动通过烤炉 2 烤炉的加热方式有 蒸汽 电 燃烧放热 箱式焖炉 1 适用于间歇式操作2 烘烤时单独操作 不进入流水线 取放自由 辐射干燥 1 通过远红外线或紫外线辐射使工件干燥 2 温度稳定 干燥速度快 24 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 主要设备 喷枪 1 空气喷涂 基于喷雾器相同的原理 当空气经过喷嘴时 由于口径的改变 空气流速增加 在喷口处形成真空 将油漆吸出 空气喷涂的特性A 膜厚均匀 B 适用范围广 可用于几乎所有的油漆 C 应用范围广 能够喷涂各种形状的零件 空气喷涂的应用A 可广泛运用于各个领域 特别是小工件 B 喷枪喷嘴的直径从0 8mm 3 0mm 用于汽车配件行业最多的是1 0 1 8mm C 供漆方式有三种 重力式 上壶 吸上式 下壶 和内压式 压力罐 25 主要设备 喷房 定义 喷漆房 顾名思义就是在一个空气过滤后的密闭房间内对处理好的工件进行喷漆 现在也被叫做面漆房 喷房的气流特点 总体形成 后压前冲 的气流 即合理设计下部拔风流量 形成一个环绕气流 有效带走漆雾 水幕的流速不能太快 只要带走漆雾即可 26 主要设备 静电枪 定义 气体除尘方法的一种 利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法 目前在油漆制造中得到了广泛的运用 27 主要设备 喷漆气源控制 喷漆使用的气体质量对喷涂质量的影响较大 在实际审核中要关注气源的源头处理流程是否合理 28 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司SAICMotorPassengerVehicleCo 油漆过程控制要求 4 29 素材检查 素材是零件油漆的载体 素材的质量对油漆质量的影响是较为重要的 对于素材一般情况下需要判断以几个项目 1 外观颜色是否满足要求 特别是基材如水转印零件 基材往往随着表面外观颜色要求而进行必要的调整 所以基材的颜色必要进行必要的检查 以确定是否满足要求 2 零件表面是够有缺料 凹陷 短类烧焦 变形 飞边 银纹 起皮 缩印等注塑零件的外观缺陷 特别是缩印等 对于钢琴漆等将会有极其放大的作用 所以在早期模具设计时需要考虑模具的材料选择和加工精度 达到提高表面光洁度的效果 这将大大提高油漆后零件的表面质量 3 素材硬力的检查 素材硬力对于油漆后的零件性能有较大的影响 在实践中往往会出现由于素材硬力而导致零件开裂的问题 一般情况下 可采用 冰醋酸测试 方法 用于测试 内部 及 表面 硬力 通过表面产生的变化来判断硬力是否集中 特别的情况下可以看到零件的开裂 30 零件上治具及火焰处理 一般情况下 建议采用专用的治具 尽量避免使用通用型治具 在治具固定上面 多利用零件的卡脚等不喷涂表面 固定后使零件稳固牢靠 特别是零件安装前需要检查治具是否完整 卡脚有无变形 松脱等现象 对于自动喷涂线 一方面考虑零件安装外 另需要充分考虑与生产线的衔接 对于部分零件采用通用治具 应通过对喷涂后零件质量的判断 进一步判断是否可行 部分塑料材料如PP PE等由于表面张力较低 形象的说表面光滑 需要进行火焰处理 以提高塑料表面的张力 使油漆与表面之的结合能力增强 这在外饰零件 如保险杠上的运用较为广泛 31 除尘 静电 粘布擦拭 静电除尘是气体除尘方法的一种 利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法 目前在油漆制造中得到了广泛的运用 对于该工序需要重点控制以下项目 1 静电除尘的有效距离 一般情况下控制在3 5cm 在实际工作中需要不断的训练和检查员工 达到熟能生巧的效果 2 控制好静电率 一般情况下静电率控制在0 3KV以下 根据实际情况进行调整 粘布擦拭是较为常用的除尘方法 其原理是使用布吸取一定的丙二醇后 擦拭零件表面 以达到去除灰尘的特点 审核时需关注 1 粘布使用的频次2 丙二醇存放及获取的方式 32 水冲洗及吹干 随着主机厂对于油漆性能要求的不断提高 如提出冷凝水及水解老化的要求 要求零件不允许出现气泡及附着力达标 水冲洗及吹干对零件性能的影响较为重大 因此好的油漆供方在油漆前处理上往往采用了较为完备的方案 采用了较为复杂的冲洗过程 为冲洗配置了专门的槽液 采用多道水洗的方案 如采用6道水洗 三道吹干等方式 经典的流程如下 33 底漆 面漆的调配 底漆的喷涂 是关键的工序 对于油漆的配比是否正确将会决定最终的性能及外观 所以在调漆工序中 往往供方都设置独立的调漆间 在油漆和喷漆间设置专用的小门通道 用于油漆的传送 对于该工序一般要求控制的项目如下 1 控制好主剂 固化剂 稀释剂三者之间的比例 一般情况下 油漆材料的供方将提供DTS给喷漆厂 在审核前最好获取到该文件 并进行核对是否正确 重点是油漆的牌号 每次调配的油漆数量以满足2小时的生产即可 2 对混合的油漆需要充分搅拌均匀 一般采用专业的气动泵进行 搅拌的时间至少在10分钟以上 3 需要严格控制油漆黏度 黏度的测试使用专用的黏度杯进行 4 控制好调漆房的温湿度 由于黏度和环境的关系较强 所以在条件允许的情况下 尽可能按照喷漆房温湿度的要求进行 一般控制在温度20 25度 湿度50 70 34 底漆及面漆喷涂 对于底漆的喷涂 目前主要有自动喷涂 手工喷涂两种方式 而对于内饰件 目前较为大量的采用手工喷涂的方式 而手工喷涂和自动喷涂相比 在膜厚的控制上往往存在波动性大的缺点 所以对喷涂人员的技能要求较高 在审核时需要充分关注人员的技能及稳定性 下面就手工喷涂控制的要点做详细说明 1 需要重点控制喷漆房的空气洁净度 一般在启动生产前进行 监控的位置需要注意 常规放在喷涂人员所处在的位置 在目前的条件下 一般情况控制在100000级即可 需要注意的是 在实际工作中 因设备使用的关系 需要注意是ISO的标准还是美联邦的标准 但无论是哪个标准 需要重点关注的是0 5 m和5 m的颗粒数量 这两个指标将直接影响到产品的缺陷产生 如果达不到需要整改后方可启动生产 一般来说 大于10 m的颗粒沉积到零件的表面 都会形成缺陷 2 严格控制温度在20 25度 湿度在50 70 由于环境温湿度对油漆施工工艺及性能影响较大 尤其是水性漆的喷涂 有条件的厂家和重要的零件需要严格控制 特殊情况下对温度有适当放宽 同时需要注意的是 温湿度剂放置的位置要合理 距离作业环境越近越好 35 底漆及面漆喷涂 3 由于没有附着在零件表面的油漆会逐渐干燥 如果不能迅速的除去 落到湿的漆膜上会形成颗粒 因此喷房中的空气始终以特定的速度从上而下的流动 把过喷的油漆亏苏的带离喷房 根据喷房中使用的喷涂设备不同 一般情况下需要控制风速在0 3 0 5m s 也就是通常所说的喷房的气压 一般呈现微负压状态 在连通部位放在柔性的丝带 可以比较直观的看到气压的状态 4 需要控制好喷枪的气压 要求气压必须稳定 在实际工作中尤其要注意气体中不能不能夹杂着油水 在压缩空气的前处理上必须严格控制好 5 膜厚的控制 这是油漆生产中的产品的关键特性 直接影响到性能 目前上海汽车要求双层装饰漆干燥涂层厚度要求在15 30 m之间 对于目前涂层厚度的检测 需要注意湿的状态和干的区别 备注 在实际工作中 往往碰到喷房的温湿度不能达标 一般原则必须保证湿度 温度可以根据实际情况 通过对黏度的调整来实现 需要注意 我们指的温湿度是指喷房作业区域内送风系统处检测的温湿度 非其他区域 36 流平及烘干 油漆在进入烘烤前必要要有足够的时间保证表面流平 这样在烘道内一方面油漆的化学官能团能够得到化学反应 形成最终的漆面 另一方面 通过高温 将油漆内部的溶剂得到充分的挥发 有助于零件VOC的性能的提高 审核时需要充分注意以下几点 1 一般情况下需要保持在10 15min 在充分流平后进入烘道 常规烘烤的温度是80 5 时间在30min 如果有可能应该时间足够长 2 流平段原则上要求没有气流干扰的静止状态 3 需要在生产启动前进行炉温的监控 通过炉温曲线判断工艺的满足性 炉温跟踪仪需要尽可能多的增加监控点 以充分评估所有零件可能放置的区域炉温都是满足的 4 充分关注烘道温度监控点的布置 必须尽可能多的监控到整个烘道的状态 尤其是首末端的监控 5 烘烤温度如果提高需要关注对零件变形的影响 37 下线及检验 对于油漆零件的下线检验是重要的环节 对于缺陷的控制尤为重要 需要关注以下几点1 按照标准进行外观检验 对于目前的状态主要是颗粒放行标准 需要充分考虑零件所处区域 零件截面大小 工艺特点等进行合理的定义 原则上是不接收任何缺陷的 2 注意用不同的标记区分出合格品 返喷件 报废件 需要注意的是 对于复喷原则上不超过2次 特殊工艺的如钢琴漆是不能返工的 3 对于检验区域的照明是有明确的亮度要求 一般要求1200lux以上 38 空气洁净度的知识 空气洁净度是根据产品制造所在空间的洁净度标准的空气中所要求的尘粒浓度来定级的 级别越高尘粒浓度越低 目前依据国际标准ISO14644 1进行 目前最早被接受的方法是已经废弃的美国联邦标准FED STD209E 仍然被广泛的使用 美国联邦标准FED STD209E洁净度 是由每立方英尺空气中所含有最大允许微粒子数量来确定的 其分级明确见表一 即每立方英尺空气中含有0 5 m或更大微粒的最大允许数 39 空气洁净度的知识 国际标准ISO14644 1分级名称是由每立方米空气中含有0 5 m或更大微粒的最大允许数之常用对数来表示的 40 空气洁净度的知识 鉴于