塗裝

淺談汽車塗裝3C1B工藝體系及其橘皮改善探索

轉載 :  zhongte88183.cn   2018年11月28日

  0 引言

  目前随着生态環境的逐漸惡化,國内很多企業也開始關注和重視環境保護工作,這對于汽車制造業的污染排放和所需承擔的環保責任提出了新的要求, 而作為汽車行業排放大戶的塗裝專業,首當其沖,正在做出相應的體系變革,以求能夠更好的節能減排。當前汽車塗裝行業已經由傳統的C2B工藝體系向緊湊型工藝體系逐漸轉變, 緊湊型工藝體系中最主要代表為3C1B工藝體系。

  1 汽車塗裝3C1B體系

  3C1B塗裝工藝體系是将傳統的3C2B塗裝工藝體系簡化,将3C2B工藝體系下的中塗打磨、中塗擦淨、中塗烘幹等工序被删除,即為在電泳漆烘幹打磨處理後,噴塗填充性和耐久性良好的水性中塗、着色的色漆塗層及耐久性良好的罩光清漆後,三種塗層連續濕碰濕噴塗後一起烘幹的塗裝形式。3C1B工藝體系具體的優勢如下:a.成本的優勢:一次性設備的投入降低約300萬~500萬,水電氣等能源年度消耗降低約20%左右,人員成本降低約15元/台;b.環保的優勢:3C2B工藝體系下,溶劑型中塗+溶劑型色漆+溶劑型清漆的VOC排放量約為60g/㎡。而3C1B工藝體系下,溶劑型中塗+水性色漆+溶劑型清漆的VOC排放量約為35g/㎡,水性中塗+水性色漆+溶劑型清漆的VOC排放量約為25g/㎡,由此可見3C1B工藝體系的VOC排放是完全低于歐洲VOC排放标準的 (歐洲VOC排放标準為不高于35g/㎡)。由此可見,3C1B工藝體系由于具備前期設備投資小,後期水電氣能源消耗小、人工成本低、環保污染小等優勢,逐漸受到各汽車企業青睐。

  3C1B工藝體系由于删除了許多工序以及連續的濕碰濕噴塗,決定了3C1B工藝體系的過程質量管控較傳統的3C2B工藝體系更為嚴格,其中塗裝專業最重要、最常見的質量管控項是橘皮。

  2 3C1B體系橘皮改善探索

  2.1 橘皮的定義

  3C1B工藝體系較傳統的3C2B工藝體系外觀差主要體現的弊病為橘皮,橘皮具體表現為漆膜表面呈現橘子皮狀的目視效果。橘皮作為目前主機廠最常見的弊病,已經成為影響客戶對乘用車感官評價的重要因素之一。橘皮是人們都可以目視到的波紋,是不論光澤的高低都可以觀察到的明暗相間的區域,橘皮的波長在0.1mm~10mm之間。波長可以分為兩種:長波(LW),是人距離車體約2m~ 3m 的距離上能目視到的波動;短波(SW),是人距離車體約50 cm處可以目視到的波動。

  2.2 橘皮的檢測方法

  橘皮的檢測方法可以分為2種。

  2.2.1 目視檢測法

  這是從客戶的角度去評價乘用車外觀質量的方法,通常人眼距離車體在0.5

  ~3m之間,通過在漆膜上尋找反射光(一般為雙管或三管熒光燈下),觀察反射光的清晰程度,就可以從感官上評估橘皮的程度。在橘皮嚴重的時候,熒光燈管看起來不清晰,燈管的曲線有不同程度的扭曲;橘皮不嚴重的時候,燈管看起來清晰。

  2.2.2 儀器檢測法

  目視檢測法受現場環境及人的主觀意識影響較大,不能客觀的評價橘皮的狀态,因此主機廠一般采用橘皮儀進行檢測數據,通常監測的數據為長波(LW),短波(SW),鮮映性(DOI)。其中長波、短波為數值越小,流平性越好,橘皮越不明顯。鮮映性為數值越大,流平性越好,橘皮越不明顯。橘皮的測量分為兩個區域,水平面和垂直面。目前主流車企橘皮數據控制在:車體水平面的長波≤10,車體水平面短波≤25,車體垂直面的長波≤15,車體垂直面的短波≤30。通過儀器測量對比,3C1B體系較3C2B體系橘皮效果略差。

  3 橘皮影響因素的探索

  3.1 底材對橘皮的影響

  車身鋼闆的粗糙度及磷化膜電泳塗層的質量好壞,直接決定着是否能夠提供給面塗層一個良好的塗層基礎,車身鋼闆的粗糙度越小,說明鋼闆闆材越細膩,油漆層塗覆後表面波紋越小。經過沖壓成型、油石打磨後,個别造型部位粗糙度約上升0.1左右,對橘皮影響不大,但要注意焊裝車間的锉刀痕和砂紙打磨印記,會造成粗糙度嚴重上升,影響塗裝外觀質量。鋼闆的粗糙度入廠檢驗應作為主機廠的一項重要檢驗項目,同時控制沖壓模具的清洗及清潔,可以保證焊裝車間不使用锉刀及粗打磨砂紙處理車身。電泳塗層粗糙度一般要求≤0.3,這樣能收獲到比較優良的油漆外觀,所以要不斷的更新和改進電泳塗料,提高電泳塗層質量。

  3.2 中塗膜厚對橘皮的影響

  為檢驗3C1B工藝體系下中塗膜厚對橘皮的影響,選擇相同粗糙度的電泳闆,貼在工裝車上,手工噴塗不同的中塗膜厚,後機器人噴塗同樣的色漆、清漆,烘幹後測量短波值。

  中塗膜厚在7~11μm區間内,短波值偏大,到達16μm時,短波出現最小值,随着膜厚的增加,短波值又逐漸加大,當膜厚達到25μm時,噴塗後出現痱子狀弊病。這是由于中塗膜厚處于偏薄狀态時,無法成膜,橘皮狀态明顯。膜厚處于偏厚狀态時,表面優先成膜,漆膜裡層的水分沒有揮發出來,導緻流平狀态不佳,造成橘皮明顯。而中塗膜厚在16~19μm時,短波狀态較好。

  3.3 色漆、清漆對橘皮的影響

  1)減少色漆膜厚、增加清漆膜厚,對橘皮的改善效果明顯,對短波的改善會有很大的幫助。

  2)掌握好色漆的幹濕狀态對橘皮也有很大的影響,最佳狀态為色漆噴塗後,目視漆膜濕漉漉的有光澤,經閃幹後,用手觸摸不沾手。

  3)色漆兩道噴塗的比例對橘皮也有影響,在保持色漆噴塗總量一定的前提下,經過實驗,第一道色漆噴塗和第二道色漆噴塗比例為6:4時比5:5時的短波值狀态要好。

  3.4 噴漆室濕度對橘皮的影響

  濕度對于水性漆影響較大,通過觀察不同濕度下噴塗的漆膜橘皮數值來看,濕度的範圍控制是會影響漆膜外觀的。

  當濕度低于65%時短波數值突然增大。可見噴漆室的環境對橘皮的影響至關重要,對于金屬漆,建議濕度應高于65%。

  3.5 其他因素

  橘皮的影響因素還有:1)塗料的黏度過高,造成塗料的流動性差,油漆噴塗後不能足夠的流平,形成橘皮;2)塗料的稀釋劑選用不當;3)噴塗距離過近或過遠;4)噴漆室風速過大或溫度過高;5)油漆霧化不良;6)清漆靜電噴塗電壓或轉速不當;7)晾幹時間過短;8)油漆更新慢。

  4 結語

  3C1B工藝體系的外觀質量相比于傳統的3C2B工藝體系而言,是存在差距的,主要原因有兩點,一是由于3C1B工藝體系的中塗膜厚偏薄,約控制在20 μm以下,而3C2B工藝體系的中塗膜厚達25 ~35 μm,這就導緻中塗層對于底材的填充性變差,這也說明了底材對于3C1B工藝體系的外觀有着至關重要的影響。二是因為3C1B工藝體系缺少了一道高溫烘烤工序,這對于底材的填充平滑性缺少了一道保障措施。但這種差距是可以縮小的,我們通過一系列的實驗得出一些改善3C1B外觀質量的方法:1)優化底材,控制鋼闆的粗糙度及電泳的粗糙度,降低砂紙打磨量和減少電泳漆膜弊病;2)中塗膜厚控制在16~19μm之間,膜厚低于或高于這個範圍,都會造成橘皮短波值的增大;3)減少色漆膜厚,增加清漆膜厚,掌控好色漆的流平狀态,在噴塗總量一定的條件下,控制好色漆第一道噴塗與第二道噴塗的比例為6:4;4)控制噴漆室的濕度大于65%;5)控制好塗料黏度、稀釋劑的質量、機器人噴塗參數、噴漆室溫度及風速、油漆霧化狀态、漆膜流平時間、油漆更新速度等。

  3C1B體系盡管有着節能、環保等諸多優點,但外觀質量控制要求就要相對嚴格,而對于橘皮來講,在3C1B的緊湊型工藝體系下,會更加的明顯和不好控制,橘皮是一個相對複雜的問題,影響因素多且有的因素相互關聯和制約,因此要想控制橘皮,就需要運用多種手段和方式,全面綜合考慮多種因素,找到一個平衡點,才能得到良好的外觀質量。

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