保险杠涂装简介

1 轿车保险杠涂装工艺设计启示轿车保险杠涂装工艺设计启示 盖东辉 马汝成 机械工业第九设计研究院 摘要 本文主要介绍汽车保险杠涂装工艺设计特点 并根据设计体会提出几点值得注意的 问题及启示 关键词关键词 设计特点 工艺 注意的问题及启示设计特点 工艺 注意的问题及启示 随着对轿车车身涂装高装饰性要求不断提高 我国国内相继建设了多条具有世界先进水平保险 杠涂装线 通过不断了解 消化 吸收这些车间工艺 并结合设计实例 对轿车保险杠涂装工艺设 计进行粗浅探讨 希望能为涂装工艺设计人员提供有限的参考 1 1 保险杠涂装工艺设计的特点保险杠涂装工艺设计的特点 1 11 1 保险杠材料保险杠材料 表 1 常用保险杠材料及特点常用保险杠材料及特点 名称名称 中文中文英文缩写英文缩写 类别类别 耐烘耐烘 干温干温 度度 特点特点 改性聚丙烯 PP 热塑性 120 可回收再利用 成本低 耐冲击性 耐溶剂性 及尺寸稳定性差 多用于轿车车身部件 增强聚氨酯 RIMPU 热固性 120 耐低温 刚性好 成本高 热稳定性差 早期 轿车保险杠所用材料 片状模玻璃钢 SMC 热固性 140 耐热 国外已开发出耐 180 烘干产品 高强 度 性能接近车身金属件 材料 80 交联固化 烘干时进一步固化时产生气泡 孔洞不利于高 装饰性漆膜喷涂要求 多用于卡车 客车车身 部件 1 21 2 机械化输送方式机械化输送方式 表 2 保险杠涂装机械化输送方式及特点保险杠涂装机械化输送方式及特点 方式方式例图例图特点特点 悬链 早期保险杠输送方式 价格低廉 进行烘干时悬链上的油污易 滴落工件表面造成污染 现设计中很少应用 反积放链 国内常见的保险杠输送方式 价格适中 2 滑橇国际流行的保险杠输送方式 造价高 工艺布置灵活方便 1 31 3 涂装组挂方式涂装组挂方式 表 3 各组挂方式及特点各组挂方式及特点 方式方式例图例图特点特点 双杠平置 双杠 易于对杠体表面清洗 喷涂 该组挂方式在我国较 常见 但保险杠漆膜流平性 色差与车身相邻位置 漆膜有差异 并且杠体 A 表面易被污染 在国外也 有厂家为满足大批量生产而四杠平放组挂 单侧竖置 三杠 杠体漆膜属性与车身相邻位置漆膜属性接近 并且 减少了杠体 A 面被污染几率 国内也有厂家为易于 表面操作使杠体 A 面倾斜 但为德国车系配套的杠 体大多要求 A 面垂直 双侧竖置 四杠 双侧竖置较单侧竖置产量可翻番 常用于分期投入 增加产量预留发展 一期单侧竖置 二期双侧竖置 但该方式杠体易被过喷漆雾污染 上件下件不如单 侧竖置方便 1 41 4 自动喷涂方式及配置自动喷涂方式及配置 保险杠手工喷涂涂料利用率在 20 左右 而静电旋杯喷涂涂料利用率可达 65 因此在面漆的 底色漆工序采用杯 杯喷涂工艺可达到提高涂料利用率目的 底色漆自动喷涂方式如表 4 表 4 底色漆自动喷涂方式及特点底色漆自动喷涂方式及特点 方式方式例图例图特点特点 旋杯旋杯 喷喷 枪工艺枪工艺 传统工艺 主要为欧洲客户所采用 目的在于防止金属漆 产生色差 色漆二次覆盖时的涂料损耗量较大 涂料利用率 最多只能达到 20 至 35 色漆二次覆盖时喷枪运动参数的调 整较复杂 速度 轨迹 旋杯旋杯 旋旋 杯工艺杯工艺 色漆二次覆盖时的涂料传递率大大提高 近年来这种新工艺 已被美洲和亚洲的厂商广泛采用 使喷房的积垢状况得到较 大改观 减小喷具载体的机械损耗 与喷枪相比 旋杯载体 的运动可以更柔和 速度也可降低 机器人在喷涂时手臂移动速度不大于 800mm s 旋杯吐出量不大于 400cc min 才能保证漆膜质 量 根据以上数据可粗略算出机器人数量 目前国外已有公司正在车身上试验机器人手臂移动速度 1500mm s 旋杯吐出量 800cc min 喷涂方式 以达到减少机器人数量的目的 3 1 51 5 工艺方案布置工艺方案布置 同车身涂装线一样 保险杠涂装线也采用立体化 区域化方式来保证各区的微正压 保持涂 装车间各区所需的不同洁净度 一般喷漆室应布置在同一区域内 烘干室布置在同一区域 最好布置在车间上层 打磨 贴遮 蔽等手工操作工位布置在同一区域内 最好布置在车间底层 这样布置的保险杠涂装车间有利于生 产组织 管理 2 2 典型的保险杠涂装工艺典型的保险杠涂装工艺 表 5 工艺流程表工艺流程表 序号工序名称处理方式工艺时间 min 工艺温度 C 运输方式备注 1工件上件手工擦拭清理 2前处理滑橇 2 1预脱脂喷 150 60滑橇 2 2脱脂喷255 65滑橇 2 3水洗喷1RT滑橇RT为室温 2 4水洗喷1RT滑橇RT为室温 2 5新鲜DI水洗喷0 5RT滑橇 20 c cm 3吹水自动 手工0 5RT滑橇 4水份烘干热风循环2080滑橇 5强冷4滑橇 6自然冷却821滑橇 12底漆流平10RT滑橇 13底漆烘干辐射 热风循环4580滑橇 14强冷4滑橇 15自然冷却821滑橇 19面漆流平10RT滑橇 20喷罩光漆 CC 自动 21滑橇 21流平12RT滑橇 22面漆烘干辐射 热风循环45 5580滑橇 4 23强冷4滑橇 24自然冷却8 40滑橇 25成品检查下件手工 26不合格品返修手工 上述工艺流程表是一种典型的保险杠涂装工艺 采用了三喷两烘 3C2B 或者采 用另一种工艺流程三喷一烘 3C1B 也是常用的保险杠涂装工艺 此时按照上述工艺 流程表应该取消工序 13 14 15 16 和 17 3 3 保险杠涂装工艺设计的几点值得注意的问题保险杠涂装工艺设计的几点值得注意的问题 前处理脱脂液前处理脱脂液 PH 6 4PH 6 4 前处理设备及前处理滑橇输送设备应具有相应的防腐能力 前处理设备及前处理滑橇输送设备应具有相应的防腐能力 前处理工序主要目的是去除残留在保险杠表面脱模剂 并对杠体表面活化处理 与常规脱脂 工艺不同 保险杠脱脂液 PH 6 4 呈酸性 对普通金属具有较强腐蚀性 例如上海一家大型汽车塑 料件配套厂涂装车间前处理排风机风扇采用铝合金材质 在不到一年内完全锈蚀 因此建议前处理 设备选用不锈钢 前处理滑橇输送链采用聚四氟乙烯轮等耐腐蚀性材料 前处理后需控制工件滴水电导 设置人工吹水工位 前处理后需控制工件滴水电导 设置人工吹水工位 为保证前处理工序质量 在纯水喷洗后最好设置电导率仪实时监测工件滴水电导 控制工件 滴水电导率在 20 m cm 以下 由于保险杠体内有加强筋等构件形成一些易积水结构 不易实现自 动吹水 最好设置手工工位 由人工完成吹水 工艺设计要考虑保险杠的热传导系数低的属性 底漆烘干及面漆烘干保温段工艺时间要大于工艺设计要考虑保险杠的热传导系数低的属性 底漆烘干及面漆烘干保温段工艺时间要大于 30min30min 水份烘干工艺时间要保证 水份烘干工艺时间要保证 20min20min 以上 以上 保险杠热传导系数在 0 23 0 69W m 金属车身热传导系数为 52 5W m 油漆烘干固 化温度是指烘干室内被涂底材和漆膜的温度 而不是烘干室内热空气温度 因此保险杠底漆烘干室 及面漆烘干室保温段工艺时间要大于 30min 一般 35 40min 较合适 水份烘干采用热风循环方式 工艺时间应大于 20min 才能满足工艺要求 同样在每道烘干工序结束后进入下一道工序时 杠体需降至 40 以下 工艺设计时宜采用强 冷 长时间自然冷却完成 并且成品件最好放置 4 小时至室温后再进行抛光修饰 上遮蔽最好在火焰处理后 上遮蔽最好在火焰处理后 有些车型保险杠喷涂时需上遮蔽 工艺设计时该工序应在火焰处理工序后 否则必须采用耐高 温的遮蔽材料以免影响喷漆质量 喷涂采用静电喷杯时涂料利用率高 但在较难控制金属色漆色差 光泽度等参数 且由于杠喷涂采用静电喷杯时涂料利用率高 但在较难控制金属色漆色差 光泽度等参数 且由于杠 体有格栅等特构 喷杯难以单独完成色漆 罩光喷涂 有时杠体需喷杯喷枪组合完成喷涂 体有格栅等特构 喷杯难以单独完成色漆 罩光喷涂 有时杠体需喷杯喷枪组合完成喷涂 高速旋转的喷杯会使金属色漆中的铝片变形而产生色差值偏高 光泽度下降等弊病 因此要精 心选定喷杯电压 杯径 转速等各项参数 由于有些杠体表面有格栅等凹槽结构 喷杯喷涂凹槽结 构漆膜很难达到要求厚度 必要时要用喷杯 喷枪组合来完成喷涂 保险杠有较强吸尘性 涂装工艺设计上必须考虑微正压防尘 保险杠有较强吸尘性 涂装工艺设计上必须考虑微正压防尘 工业厂房洁净级别如表 6 表 6 厂房洁净级别 尘埃数 m3 洁净级别 0 5 m 5 m 活微生物数 m3换气次数 h 10 000 级 350 000 2 000 100 20 次 100 000 级 3 500 000 20 000 500 15 次 从尘埃数定义的保险杠涂装车间的洁净级别为 100 000 级 而微正压涂装车间内根据洁净级别 划分为多个洁净区 最高洁净区 5 m 尘埃数不超过 250 个 m3 因此在涂装车间工艺设计时 采 用区域化 立体化布置方式 有利于实现涂装车间的微正压 可保证杠体一次合格率 5 大型保险杠车间工艺设计要考虑单独喷底漆配件喷涂 大型保险杠车间工艺设计要考虑单独喷底漆配件喷涂 保险杠涂装车间还要兼顾一些小型塑料配件单独的底漆喷涂 工艺设计时要考虑可使这些小配 件在完成底漆喷涂时即可下线 机械化输送挂具要考虑杠体静电喷涂时具有导电性 机械化输送挂具要考虑杠体静电喷涂时具有导电性 保险杠材料是绝缘的 要在挂具上考虑适当的接电方式并采用导电底漆来实现杠体静电喷涂 4 4 保险杠涂装工艺设计的几点启示保险杠涂装工艺设计的几点启示 4 1 保险杠涂装车间要适合多品种 柔性化及大批量生产需要 涂装线的经济产量一般在 4000 5000 只 天 条 4 2 机器人喷涂是保险杠涂装趋势 采用机器人生产可以节省能源 涂料 提高喷涂质量及产品一 次合格率 达到尽快收回投资的目的 4 3 开发新型节能设备势在必行 采用机器人喷涂的喷漆室内溶剂含量维持在爆炸浓度下限以下即 可 国外几年前已经开发出用于机器人喷漆室带除溶剂功能的循环供风设备 该设备在冬季生产时 喷漆室采用循环供风可节省大量的能源 在我国引进的涂装线上已有应用 4 4 改性聚丙烯材质保险杠表面能较低 除了开发配套底漆来提高附着力外 通常采用火焰处理 及其他复杂的化学方法来提高其表面能 随着复合材料技术发展 开发满足喷涂特性的新型