薛 瑩
(航空工業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,黑龍江 哈爾濱 150060)
空中交通運(yùn)輸有著非常明顯的優(yōu)勢(shì),而伴隨著現(xiàn)代航空制造技術(shù)的發(fā)展,航空產(chǎn)品生產(chǎn)的速度不斷加快,相應(yīng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也開(kāi)始變得而愈發(fā)激烈。為了滿足客戶對(duì)于航空產(chǎn)品的個(gè)性化需求,同時(shí)順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì),飛機(jī)制造企業(yè)需要做好飛機(jī)零部件噴漆工藝、噴漆設(shè)備等的規(guī)劃設(shè)計(jì),以先進(jìn)技術(shù)為支撐,構(gòu)建起密閉式噴漆生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)手工噴漆向自動(dòng)噴漆轉(zhuǎn)化的同時(shí),提升噴漆的效率和效果[1]。
航空飛機(jī)大致可以分為定翼機(jī)和直升機(jī),兩者在結(jié)構(gòu)上存在較大差異,不過(guò)如果單純討論零部件噴漆,則存在一定的相似性,基本包括了機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)尾、登機(jī)門、方向舵等零件,內(nèi)外副翼、擾流片以及平尾位置的零部件為定翼機(jī)特有,而螺旋槳?jiǎng)t為直升機(jī)特有。無(wú)論任何零件,在噴漆過(guò)程中都需要經(jīng)過(guò)打磨、清洗、底漆、面漆等流程,工藝具備兩個(gè)比較顯著的特征:一是手工操作為主,生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小,同時(shí)飛機(jī)零部件類型繁多,不同零部件外形、規(guī)格、尺寸存在很大差異,運(yùn)輸難度較大,生產(chǎn)嚴(yán)重不均衡,在這種情況下,不少生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)布局的過(guò)程中,往往都是采用條塊分割的模式,并沒(méi)有能夠形成相應(yīng)的流水線格局,很難如同汽車、船舶一樣實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化生產(chǎn);二是噴漆的前期準(zhǔn)備工作繁瑣,加上零部件尺寸多樣,結(jié)構(gòu)特殊,打磨和清洗工作量巨大。例如,部分蒙皮零件采用的多為合金材質(zhì),包括鋁合金、鈦合金等,油污的清洗、零件的保護(hù)以及打磨占據(jù)了噴漆工序40%以上的工作量,尤其是打磨工序,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且容易產(chǎn)生較大的粉塵污染,很難對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行控制。
從飛機(jī)零件噴漆工藝的特點(diǎn)出發(fā),很多飛機(jī)制造企業(yè)在進(jìn)行飛機(jī)零件噴漆的過(guò)程中,采用的都是固定涂裝的方式,如整機(jī)噴漆房或者于半敞開(kāi)噴漆設(shè)備中進(jìn)行零件噴漆。整機(jī)噴漆房會(huì)在車間內(nèi)固定區(qū)域進(jìn)行飛機(jī)零件的打磨、清洗、噴漆和干燥(自然干燥),在實(shí)踐中存在不少問(wèn)題,如車間布局不合理、工件存放混亂,勞動(dòng)強(qiáng)度大以及油漆浪費(fèi)等;半敞開(kāi)噴漆設(shè)備在進(jìn)行飛機(jī)零件噴漆時(shí),對(duì)于環(huán)境有著較為嚴(yán)格的要求,如果廠房?jī)?nèi)環(huán)境惡劣,則可能會(huì)對(duì)零件表面的漆膜造成污染,在影響生產(chǎn)效率的同時(shí),也會(huì)導(dǎo)致成本的增大。在這樣的背景下,密閉式噴漆生產(chǎn)線得以出現(xiàn),其能夠有效減少外部環(huán)境對(duì)于飛機(jī)零部件噴漆質(zhì)量的影響,切實(shí)保證漆膜的完整性和可靠性,對(duì)比整機(jī)噴漆廠房,無(wú)論是工程造價(jià)還是運(yùn)行成本都更低,而借助相應(yīng)的懸掛運(yùn)輸鏈或者地面運(yùn)輸軌道,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于各類零部件的高效運(yùn)輸,同時(shí)也可以顯著提升車間內(nèi)部的空間利用率,滿足環(huán)保節(jié)能要求。密閉式噴生產(chǎn)線可以分為噴漆室、流平室和烘干室三個(gè)組成部分:
(1)噴漆室。①水簾噴漆室。水簾噴漆室主要是將水作為噴霧洗滌吸收介質(zhì),包括了室體、水槽、水循環(huán)系統(tǒng)、不銹鋼水簾板以及抽風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)等,在保證噴涂作業(yè)順利實(shí)施的同時(shí),也能夠避免廢油漆排放引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題。②油洗式噴漆室。油洗式噴漆室與水簾噴漆室類似,只是將噴霧洗滌吸收介質(zhì)從水換成了油。③干式噴漆室。干式噴漆室主要是采用干式過(guò)濾材料如蜂窩紙、玻璃絲綿等進(jìn)行噴漆過(guò)濾,在進(jìn)行漆霧分離的過(guò)程中,不使用水而是采用純干式分離的方式,依照分離漆霧的具體形式,可以將其分為石灰式干式噴漆室、紙箱式干式噴漆室、靜電式干式噴漆室以及漆霧氈式干式噴漆室等,以石灰式干式噴漆室為例,主要是利用石灰來(lái)對(duì)漆霧的黏性進(jìn)行中和,然后通過(guò)有效的過(guò)濾,將失去黏性后的漆霧分離出來(lái)。
(2)流平室。一般情況下,流平室會(huì)被設(shè)置在噴漆室和烘干室之間,在工件噴涂完成過(guò)后的行走過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)自然流平。從保護(hù)噴涂工件的角度,流平室應(yīng)該采用封閉式結(jié)構(gòu),以避免灰塵對(duì)于工件噴漆質(zhì)量的影響,在工件進(jìn)口位置,還應(yīng)該設(shè)置幕簾作為遮擋。
(3)烘干室。烘干室在噴漆生產(chǎn)線中非常關(guān)鍵,如果企業(yè)采用的是濕式噴漆生產(chǎn)線,則可以分為兩種類型,一是噴烘一體設(shè)備,能夠有效減少對(duì)于廠房?jī)?nèi)空間的占用,同時(shí)也能夠減少初期設(shè)備投資,二是單獨(dú)設(shè)置噴漆室和烘干室。
(1)長(zhǎng)度。噴漆室的長(zhǎng)度計(jì)算公式為L(zhǎng)=e+2e1,公式中L表示噴漆室長(zhǎng)度,單位為mm,e表示飛機(jī)零件的最大長(zhǎng)度,單位為mm,e1表示飛機(jī)零件到噴漆室兩側(cè)壁板的距離,單位mm,通常取值為400mm~600mm。如果飛機(jī)零件在噴涂過(guò)程中需要進(jìn)行回轉(zhuǎn),則e的取值應(yīng)該是工件的最大回轉(zhuǎn)直徑。
(2)寬度。噴漆室寬度的計(jì)算公式為B=b+b1+b2,公式中B表示噴漆室寬度,單位mm,b表示飛機(jī)零件最大寬度,單位mm。如果存在回轉(zhuǎn)要求,則b表示工件最大回轉(zhuǎn)直徑,b1表示飛機(jī)噴漆零件外沿到操作口的距離,一般小型噴漆室b1的取值為300mm~400mm,橫向抽風(fēng)通過(guò)式噴漆室b1的取值為500mm~650mm,b2表示飛機(jī)噴漆零件外沿到噴漆過(guò)濾器之間的距離,取值一般為500mm~850mm。在上供風(fēng)下抽風(fēng)的大型通道式噴漆室,寬度的設(shè)置應(yīng)該將工件本身的寬度作為基礎(chǔ),將工人作業(yè)區(qū)加寬一倍,同時(shí)必須考慮涂裝機(jī)械的合理布置,將作業(yè)區(qū)加寬到1500mm~1800mm。
(3)高度。噴漆室高度的計(jì)算公式為H=h+h1+h2,公式中H表示噴漆室高度,單位mm,h表示飛機(jī)零件吊掛后的最大高度,單位mm,h1表示飛機(jī)零件底部到噴漆室地面的距離,單位mm。如果需要噴漆的飛機(jī)零件為板件且處于垂直吊掛狀態(tài),底部需要噴漆的面積較小時(shí),可以將h1的值設(shè)定為1300mm~1600mm;如果在將飛機(jī)零件運(yùn)到固定轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),采用的是臺(tái)車,則h1應(yīng)該表示臺(tái)車或者固定轉(zhuǎn)臺(tái)的高度。h2表示飛機(jī)零件頂部到懸掛輸送鏈軌道頂之間的距離,單位mm,在沒(méi)有特殊要求的情況下,取值通常為700mm~1500mm,如果在將飛機(jī)零件運(yùn)到固定轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),采用的是臺(tái)車,h2應(yīng)該表示飛機(jī)零件頂部到噴漆室頂部的距離,在確定相關(guān)數(shù)值時(shí),應(yīng)該考慮實(shí)際操作的便利性,同時(shí)滿足氣流流向要求。
總而言之,在飛機(jī)零件噴漆生產(chǎn)線建設(shè)時(shí),應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況確定噴漆室類型和尺寸。干式噴漆室適合生產(chǎn)批量小且間歇式的飛機(jī)零件噴漆,濕式噴漆室則適用于大批量連續(xù)性的涂裝生產(chǎn),需要生產(chǎn)技術(shù)人員根據(jù)工件本身的特點(diǎn)以及噴漆要求進(jìn)行選擇,切實(shí)保證噴漆的效率和質(zhì)量。