羅 秋 (東風柳州汽車有限公司,廣西柳州 545005)
當今汽車外觀越來越趨于個性化,漆膜顏色亦趨于多樣化,例如整車貼亞光膜、雙色車(車頂套色)、上下分色等;隨著經典車型MINI Copper的走紅,雙色車身設計的風潮再一次被刮起。按照設計類型,主要有4種:第一類:A柱、B柱或C柱與車身異色;第二類:車頂與車身異色;第三類:車身本體分為2種顏色;第四類:車身異色裝飾條。
目前國內汽車廠雙色車涂裝均采取兩次面漆的涂裝工藝,該工藝存在分界邊出現鋸齒狀,影響外觀;生產效率下降、成本上升等弊端。
為了滿足環(huán)保要求,目前國內大部分乘用車涂裝線中、面漆均采用水性涂料,因此以下介紹的涂裝工藝中涂、色漆均為水性涂料。
電泳打磨—中涂擦拭—噴中涂漆—中涂烘干—中涂打磨—面漆擦拭—噴下部面漆—烘干—車身下部遮蔽—打磨—噴上部面漆—烘干—下遮蔽—精修。
與單色乘用車相比,生產節(jié)拍降至50%,OEE(Overall Equipment Effectiveness,設備綜合效率)下降至50%;面漆成本、能耗均上漲1倍。
噴中涂—噴車頂色漆—中涂烘干—車頂遮蔽—中涂打磨—面漆擦拭—噴色漆(車頂除外)—閃干—下遮蔽—噴CC(清漆)—烘干—精修。
與單色乘用車相比,生產節(jié)拍、OEE均維持原有水平,涂料成本基本不增加,僅花費遮蔽材料成本及上下遮蔽的人工成本。
雙色乘用車涂裝新工藝的主要技術難點在水性涂料的應用方面,需要解決以下幾個關鍵技術問題:
技術難點1:雙色乘用車采用新工藝時,中涂線面漆必須預留相應的工位,如噴色漆、下遮蔽等,以便于噴涂中涂漆后,噴涂套色色漆。
應對措施:
(1) 中涂線平面布置初期已考慮套色工藝,預留人工套色工位及機器人套色工位,如圖1所示。由于套色部位面積較小,采用4臺機器人(40JPH)即可滿足噴涂要求。
圖1 中涂線平面布置示意圖Figure 1 The plane layout schematic diagram ofmedium coating line
(2) 中涂打磨前預留上遮蔽工位。
圖2 預留上遮蔽工位示意圖Figure 2 Schematic diagram of reserve a shadowing station
(3) 面漆閃干后進行下遮蔽,在手工清漆站增加踏步架。
(4) 上下遮蔽需滿足現有節(jié)拍。
(5) 質量問題,如黑白雙色漆霧色差、膠印,遮蔽膜造成鈑金縮孔及其他涂裝不良現象的解決。
技術難點2:遮蔽材料的選定,遮蔽膜需適應烘房的烘烤溫度及烘烤時間。
(1) 分色方案:確定雙色車分色部位(圖3)及遮蔽膜尺寸,以保證滿足商品規(guī)劃及分色外觀要求,聯合遮蔽膜廠家設計A柱、車頂膜切片。如圖3所示,分色界線位于側圍外部兩個圓角之間的平面上,分色界線以上A區(qū)域噴涂顏色①,分色界線以下B區(qū)域噴涂顏色②。
圖3 汽車車身側圍分色示意圖Figure 3 The schematic diagram of side wall separation area
(2) 遮蔽材料驗證:對目前國內主流主機廠雙色車在用的遮蔽材料進行驗證,驗證項目包括分色膠帶貼服性、分色界線效果、遮蔽膜耐溫性、耐縮孔性等,驗證結果如表1、2所示。
表1 遮蔽材料驗證記錄Table 1 Masking material verification record
表2 遮蔽材料驗證過程評價表Table 2 The evaluation form of masking material verification process
技術難點3:水性中涂漆和套色色漆的開發(fā)。目前國內水性涂料施工一般采用3C2B和3C1B工藝,根據雙色乘用車涂裝新工藝(水性中涂漆—色漆—烘烤)進行工藝質量驗證,其中涂漆、色漆均無法滿足涂裝質量要求,需重新研發(fā)中涂漆和套色色漆。因此,聯合涂料廠家進行水性中涂漆和色漆工藝的研發(fā),分兩個方案進行研發(fā):方案1:水性中涂漆—閃干—水性色漆—烘干;方案2:水性中涂漆—閃干—溶劑型色漆—烘干。在施工過程中發(fā)現,方案1很難解決附著力不良的問題,而方案2可以滿足主機廠的要求?!皾衽鰸瘛碧咨に囆枰涮组_發(fā)雙色車車頂用黑色涂料,與目前在用的中涂漆及清漆相匹配,且涂料外觀及性能需要達到相關的國家標準/企業(yè)標準,素色黑漆的性能檢測結果如表3所示。由表3可以看出,該涂料能滿足產品質量要求。
表3 素色黑漆的性能檢測結果Table 3 Performance test results of plain black paint
技術難點4:上下遮蔽節(jié)拍問題。乘用車上下套色基本無分界線,徒手粘貼分界線嚴重影響生產節(jié)拍。
應對措施:
(1) 開發(fā)分界線輔助工裝:開發(fā)上遮蔽分色膠帶手持工裝,保證分色線質量及分色一致性,見圖4。
圖4 手持分色工裝Figure 4 Handheld color separation tooling
(2) 改造上遮蔽線體,增加6個踏步架,輔助員工上遮蔽操作;面漆閃干后,清漆手工噴涂,增加4個踏步架,輔助員工下遮蔽操作。
技術難點5:質量問題改善。
(1) 漆霧色差問題:在噴涂車頂或D柱時,車頂顏色(素色黑)漆霧會落到翼子板、側圍后部等與前、后保險杠搭接的部位,造成色差問題。
對策:在噴涂色漆之前,對與前、后保險杠搭接位置的白車身黑色漆霧處補涂白色中涂漆,有效解決此類問題。
(2) 膠印問題:在確定最佳遮蔽材料后,遮蔽材料之一的紙膠帶黏貼到鈑金上時仍然會出現輕微的膠印問題,導致膠印部位失光、出現隱形臺階。
對策:將D柱分色膠帶(4185型)加寬至15 mm,并將A級面的遮蔽膜邊緣的紙膠帶(4302型)換成4185型分色膠帶,避免紙膠帶黏貼在鈑金上造成膠印,同時節(jié)約了處理膠?。ň凭猎嚕┑淖鳂I(yè)時間。
(3) 縮孔問題:遮蔽邊緣部位易出現縮孔。
對策:下遮蔽后采用酒精擦拭,縮孔問題得以解決。
(4) 外觀一致性問題:新編車頂套色及D柱套色機器人軌跡,實現機器人自動噴涂,保證車身外觀質量及外觀一致性。乘用車頂部機器人噴涂軌跡示意圖見圖5。
兩種雙色車涂裝工藝對比表見表4。
據調研了解,目前車頂套色工藝在國內主要分為2類,一類是以東風日產、東南汽車等主流主機廠為代表的主流雙色車生產工藝,即二次回線套色工藝,另一類是以廣汽為代表的離線噴涂工藝。
對于離線噴涂工藝,其成本、投資與一次過線工藝基本一致,但因受限于離線噴涂室的數量(1個),單次操作時間約為8 min,其生產節(jié)拍約為4臺/h,極大地限制了產能。
雙色乘用車涂裝新工藝利用自身的線體規(guī)劃優(yōu)勢,車頂套色采用目前國內先進的一次過線工藝,相比回線套色工藝,生產節(jié)拍提升了1倍,解決了產能瓶頸,涂裝料料成本降低約50%,解決了分色線臺階問題。