蘭正　柳屏　張新貞

摘 要：本文對(duì)我國(guó)汽車涂裝技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并從材料、工藝等角度對(duì)汽車涂裝新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，最后結(jié)合汽車涂裝新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研究，希望能夠從理論層面上為我國(guó)汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域的發(fā)展提供一點(diǎn)參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車涂裝；新技術(shù)；應(yīng)用；趨勢(shì)

1 引言

隨著我國(guó)汽車銷售量持續(xù)增長(zhǎng)，汽車產(chǎn)業(yè)取得了重大發(fā)展，與此同時(shí)，越來(lái)越多先進(jìn)的技術(shù)手段也在汽車行業(yè)中得到應(yīng)用與普及。尤其是當(dāng)前全社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，汽車涂裝技術(shù)也有所完善，不管是涂裝工藝還是涂裝材料都取得了很大進(jìn)步，這對(duì)于汽車行業(yè)的發(fā)展無(wú)疑有著深遠(yuǎn)的影響。

2 我國(guó)汽車涂裝技術(shù)現(xiàn)狀

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車制造業(yè)的一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。以汽車涂裝領(lǐng)域?yàn)槔?，首先，汽車行業(yè)內(nèi)部發(fā)展存在嚴(yán)重的不平衡問(wèn)題，汽車涂裝技術(shù)水平領(lǐng)先的地區(qū)與技術(shù)落后的地區(qū)差距正在逐步擴(kuò)大，這無(wú)疑給行業(yè)涂裝技術(shù)的整體發(fā)展造成了嚴(yán)重影響；其次，當(dāng)前汽車涂裝領(lǐng)域的創(chuàng)新元素依然有所缺失，究其原因，就在于從業(yè)人員對(duì)汽車涂裝技術(shù)的開發(fā)不夠重視，缺乏研發(fā)資金投入，進(jìn)而導(dǎo)致很多涂裝技術(shù)、材料以及設(shè)備過(guò)分依賴國(guó)外進(jìn)口；此外，盡管當(dāng)前社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，汽車制造業(yè)的環(huán)保意識(shí)也在不斷增強(qiáng)，然而受限于各方面因素，汽車行業(yè)的節(jié)能環(huán)保水平依然有待提升。尤其是在汽車涂裝領(lǐng)域，由于缺乏完善的法律制度，汽車涂裝技術(shù)的運(yùn)用與發(fā)展并沒(méi)有可靠的依據(jù)，行業(yè)監(jiān)管也處于腳底水平，這無(wú)疑給汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展造成了一定的限制。

3 汽車涂裝新技術(shù)的運(yùn)用

3.1 汽車涂裝新材料運(yùn)用

3.1.1 預(yù)處理材料

汽車預(yù)處理在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的消耗量非常大，一般而言，在整個(gè)油漆車間內(nèi)，汽車預(yù)處理用水量所占比重會(huì)達(dá)到80%。根據(jù)《汽車涂裝清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)》，可知工業(yè)用水在汽車涂裝生產(chǎn)中應(yīng)該有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，具體而言涉及到循環(huán)水、總用水量以及單批次用水量。基于此可以對(duì)廢水排放加以有效控制，從而確保廢水污染問(wèn)題得到規(guī)避。隨著汽車預(yù)處理材料的發(fā)展，在汽車涂裝行業(yè)，低溫節(jié)能技術(shù)正在取得重大突破。其中福建伊索力公司張新貞研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)走在技術(shù)前沿，取得實(shí)實(shí)在在的工業(yè)化成果，并于福建青口汽車城建設(shè)并投產(chǎn)了前處理和電泳樣板工廠。不可否認(rèn)，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)不再具有適應(yīng)性，而汽車防腐處理最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是車身涂裝，只有優(yōu)化金屬預(yù)處理技術(shù)，提高涂裝材料質(zhì)量，才能夠?yàn)橥繉臃栏阅艿奶嵘於ㄔ鷮?shí)的基礎(chǔ)。前文提到的福建伊索力公司張新貞研究團(tuán)隊(duì)就圍繞磷化替代技術(shù)的應(yīng)用展開研究與實(shí)踐。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于利用超支化硅烷偶聯(lián)劑作為前驅(qū)體，基于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜成膜機(jī)理，融入了多項(xiàng)技術(shù)手段，例如溶膠-凝膠技術(shù)、復(fù)合硅烷技術(shù)、低表面處理技術(shù)以及水銹防銹技術(shù)等，從而開發(fā)并制備出新系列產(chǎn)品，從而改善了普通磷化替代產(chǎn)品的綜合性能。而張新貞團(tuán)隊(duì)基于上述技術(shù)與產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新，將甲殼素與植物提取液衍生物利用起來(lái)，從而從技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)了自組裝技術(shù)的重大突破。該項(xiàng)技術(shù)的原理是基于多層自組裝膜理論與范德華力作用的結(jié)合，在自組裝過(guò)程中融入甲殼素與植物提取物衍生物，憑借仿生學(xué)中海洋貝類對(duì)鹽水的阻擋機(jī)理，實(shí)現(xiàn)涂裝鋼鐵的耐腐蝕性，在滿足環(huán)保要求的情況下也減少了能源消耗。張新貞研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的植物自組裝膜技術(shù)代替酸洗磷化在樣板工廠運(yùn)行近一年，取得了理想效果，對(duì)于酸洗磷化技術(shù)的發(fā)展而言無(wú)疑有著顛覆性意義，不管是環(huán)保效果，還是產(chǎn)品品質(zhì)都基于該項(xiàng)技術(shù)而得到了提升。當(dāng)前，植物自組裝膜技術(shù)代替酸洗磷化已經(jīng)得到了多個(gè)重視環(huán)保技術(shù)的汽車品牌的認(rèn)可，例如福建華夏東南汽車城眾多品牌配件、福清著名品牌配件等都將該項(xiàng)技術(shù)手段運(yùn)用于實(shí)踐生產(chǎn)中。甚至“B”系的歐洲豪車品牌也在配件供應(yīng)生產(chǎn)中使用該項(xiàng)最新環(huán)保前處理技術(shù)的產(chǎn)品。

3.1.2 陰極電泳漆我國(guó)汽車涂裝新技術(shù)的應(yīng)用

電泳漆的特點(diǎn)在于泳透力強(qiáng)、密度低、有機(jī)容量少、具有良好的邊角覆蓋率以及沒(méi)有有害物質(zhì)。在以往，有機(jī)溶劑含量為3%，而當(dāng)前這一數(shù)值僅僅為0.4%。將氨基磺酸添加到樹脂材料中，就可以有效改善其泳透力。如果車身表面膜達(dá)到20mμ，車身內(nèi)腔膜允許超過(guò)12mμ，因此電泳漆消耗量可以降低10%。目前，隨著電泳漆的發(fā)展，其密度、顏基都有所降低，如此一來(lái)流平、槽液沉淀、材料損耗等問(wèn)題都得到了有效改善。此外，為了使邊角的抗磨性能以及防腐性能得到改善，還可以選擇有機(jī)高聚物與無(wú)機(jī)添加劑。并且傳統(tǒng)產(chǎn)品暴露出的一些問(wèn)題可以通過(guò)使用無(wú)鉛陰極添加劑，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中所表現(xiàn)出的性能相對(duì)優(yōu)越?，F(xiàn)階段，該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)大眾、通用汽車生產(chǎn)涂裝領(lǐng)域也得到了廣泛運(yùn)用。

3.2 汽車涂裝新工藝運(yùn)用

3.2.1 PVC凝膠工藝

基于對(duì)PVC材料的改造，PVC與中涂面漆的相容性得到了強(qiáng)化，如此一來(lái)PVC不會(huì)變成單獨(dú)凝膠，而是與中涂凝膠一起烘干處理。在PVC凝膠被取消之后，生產(chǎn)工藝得到了簡(jiǎn)化，并且投資成本也得以降低，總體能耗也隨之降低。目前，該項(xiàng)工藝技術(shù)在我國(guó)通用五菱、大眾得到了普及。

3.2.2 3C1B技術(shù)

電泳涂層后的后續(xù)工藝即使用濕碰濕法進(jìn)行中涂與外包噴漆，然后進(jìn)行一次性烘干，這一工藝即3C1B技術(shù)。在馬自達(dá)品牌中，該工藝得到了長(zhǎng)期運(yùn)用，取得的效果也比較理想。在生產(chǎn)實(shí)踐中3C1B工藝可以省去烘干處理這一環(huán)節(jié)，同時(shí)中涂打磨工藝也得以省去，如此一來(lái)，在生產(chǎn)中設(shè)備占地面積就得到了降低，廠房生產(chǎn)力有所提升，材料、人工等多方面成本的可以得到有效控制。

丙烯酸樹脂與高韌性聚酯樹脂為3C1B技術(shù)中運(yùn)用的主要材料。在中涂工序可以對(duì)溶劑量與樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，如此就可以對(duì)樹脂的固化性能進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)也使涂料黏度與觸變性要求得到優(yōu)化。在溶劑發(fā)生揮發(fā)現(xiàn)象時(shí)，鋁粉片的性能一般不會(huì)收到較大影響，在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)該著重考慮3C1B技術(shù)的生產(chǎn)條件，即溫度與濕度問(wèn)題。目前，3C1B技術(shù)的運(yùn)用依然存在一些缺陷，大部分涂裝生產(chǎn)都會(huì)選擇高固體分色漆、體分清漆等，如此可以使涂裝效率得到提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)VOC排放的有效控制，同時(shí)色漆、中途以及清漆涂層也也不容易混合。其中高固體漆這種材料對(duì)紫外線的穿透具有較強(qiáng)的抵御能力，并且在中涂膜厚的幫助下，外部環(huán)境對(duì)電泳漆產(chǎn)生的影響可以降到最低。

3.2.3 無(wú)中涂的雙涂層體系

在汽車涂裝生產(chǎn)中，中涂的意義十分重大，這是保留電泳漆與外漆粘合性的關(guān)鍵途徑，對(duì)抗石擊性能要求較高，在實(shí)踐中需要對(duì)電泳表面進(jìn)行全面填充，并且還要保證其穩(wěn)定性以及抵御紫外線的能力。一般而言，中涂漆層如果有所缺失，那么就會(huì)導(dǎo)致表層漆被紫外線穿透，對(duì)電泳漆造成輻射，進(jìn)而產(chǎn)生氧化分解與分化現(xiàn)象，降低涂層結(jié)合力，導(dǎo)致漆層分離。這些問(wèn)題大部分是由于電泳漆缺乏抗紫外線能力造成的，基于電泳漆配方與工藝的優(yōu)化，人們可是致力于一種耐紫外線電泳漆的研發(fā)與運(yùn)用，相較于目前“中涂+電泳”的方式，前者不管是外觀質(zhì)量、防腐性能還是抗石擊能力都大體相同。就理論層面而言，這種方法將中涂漆層取消，VOC排放量由此降低，設(shè)備與維護(hù)成本隨之降低。現(xiàn)階段，日本對(duì)PPG-Prime電泳漆的運(yùn)用相對(duì)廣泛，在我國(guó)這一工藝的應(yīng)用水平也在不斷提升。

4 汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

4.1 管理數(shù)字化

當(dāng)前汽車涂裝技術(shù)管理趨于數(shù)字化、信息化，換言之，在汽車涂裝設(shè)計(jì)中，數(shù)字化系統(tǒng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于汽車涂裝效果的改善而言有著積極的影響。在數(shù)字化加工背景下，人們也將CAX系統(tǒng)、MPII系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)以及PDM系統(tǒng)運(yùn)用其中，從而使產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)的仿真能力得到增強(qiáng)，不管是加工水平，還是資金成本控制，都達(dá)到了數(shù)字化管理的要求。

4.2 智能化系統(tǒng)

在汽車制造領(lǐng)域，汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出迅猛態(tài)勢(shì)，在汽車涂裝生產(chǎn)實(shí)踐中，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用水平也在不斷提升，這使得汽車涂裝技術(shù)應(yīng)用中的一些缺陷得到了彌補(bǔ)?；谥悄芑到y(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及模糊控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得汽車涂裝生產(chǎn)工藝的適用性與友好性得到了極大的提升。電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車制造行業(yè)中的運(yùn)用，使得汽車發(fā)展趨于多元化，并逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化、一體化的方向發(fā)展。

4.3 設(shè)計(jì)虛擬化

所謂的汽車虛擬化設(shè)計(jì)，就是指通過(guò)虛擬專配、虛擬加工的方式來(lái)完成汽車制造，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行汽車涂裝生產(chǎn)，從而幫助技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而提出有效的解決措施，使汽車成本得到有效控制，在更短的生產(chǎn)周期內(nèi)完成生產(chǎn)任務(wù)，進(jìn)而提高汽車產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

4.4 綠色化環(huán)保

綠色化環(huán)保設(shè)計(jì)理念成為了當(dāng)前汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)?；谝袈曌R(shí)別系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，汽車事故率得到了極大的降低，同時(shí)駕駛體驗(yàn)也得到了改善，并朝著無(wú)人駕駛的方向發(fā)展。并且新能源的發(fā)展使得汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與智能化水平得到了有效提升，基于綠色化環(huán)保的發(fā)展，人們對(duì)汽車涂裝技術(shù)提出的要求也更加嚴(yán)格，在此背景下，為適應(yīng)汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域的實(shí)際需求，汽車涂裝技術(shù)也逐漸向綠色化環(huán)?？繑n，不管是涂裝材料、涂裝工藝還是涂裝設(shè)備都得到了優(yōu)化與改善。

不可否認(rèn)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)者行業(yè)的進(jìn)步，在汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，涂裝技術(shù)水平的提升使得汽車性能得到了極大的改善，當(dāng)然，隨著人們對(duì)汽車產(chǎn)品提出的要求越來(lái)越高，在汽車涂裝生產(chǎn)實(shí)踐中，我們依然需要對(duì)當(dāng)前的技術(shù)手段進(jìn)行改進(jìn)，基于涂裝材料、涂裝工藝以及涂裝設(shè)備的優(yōu)化，使汽車涂裝生產(chǎn)效益得到提升，從而適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，為推動(dòng)汽車制造行業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

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