李明，鄧俊杰，郭江華，楊磊，文志偉

（廣汽乘用車有限公司宜昌分公司，湖北 宜昌 443007）

隨著涂裝技術(shù)的發(fā)展，面漆噴涂領(lǐng)域已經(jīng)由傳統(tǒng)的3C2B油性色漆工藝逐步向B1B2 水性色漆工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化。B1B2 水性色漆噴涂工藝相較于傳統(tǒng)工藝主要有以下三點(diǎn)優(yōu)勢：首先，采用水性色漆材料能從源頭上減少VOC 氣體排放量，以及改善作業(yè)人員工作環(huán)境；其次，采用B1B2 緊湊型工藝有效減小噴房面積，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)能源消耗20%～30%；最后，相比于傳統(tǒng)工藝需要進(jìn)行中涂層烘烤與打磨，B1B2 水性色漆工藝能實(shí)現(xiàn)色漆B1層與色漆B2層濕碰濕后進(jìn)行快速閃干，大大縮短了工序長度，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)免除中涂層烘烤，節(jié)約烤爐能源耗量。但是B1B2 緊湊型工藝也存在自身缺陷，主要有以下兩點(diǎn)：第一，該工藝對噴房溫、濕度管控精度要求高，漆面容易產(chǎn)生缺漆、流掛、失光等品質(zhì)問題；第二，該工藝對色漆閃干脫水率要求嚴(yán)苛，漆面容易產(chǎn)生針孔、失光、起泡等品質(zhì)不良。

本文基于本公司涂裝現(xiàn)場B1B2 緊湊噴涂工藝，結(jié)合水性色漆材料特性和噴涂設(shè)備性能，探索B2 層典雅黑色漆對車身外板采用一站成膜噴涂進(jìn)行分析總結(jié)，從而達(dá)到提質(zhì)降本增效的目的，供業(yè)界同行參考。

1 B2 層色漆材料特性與施工現(xiàn)狀

1.1 色漆材料特性

隨著涂裝技術(shù)的發(fā)展，涂裝顏色也越來越豐富多彩，在施工方案上也根據(jù)不同材料屬性制定了相應(yīng)與之匹配的施工工藝。B2 層色漆從顏色上劃分可分為單顏色色漆和雙顏色色漆，從材料特性上又可劃分為素色漆和金屬/珠光漆。其中單顏色色漆最具代表性顏色為象牙白和典雅黑，雙顏色色漆最具代表性顏色為珍珠白，因此車身外板單顏色和雙顏色色漆涂層存在差異，其截面見圖1。根據(jù)材料屬性分類：象牙白為單顏色素色漆，典雅黑為單顏色珠光漆，珍珠白為雙顏色素色+珠光漆。

圖1 車身外板單顏色與雙顏色色漆涂層漆膜截面示意圖

1.2 B2 層典雅黑車身外板噴涂工藝現(xiàn)狀

本公司面漆噴涂采用B1B2 緊湊型噴涂工藝，其噴涂工藝流程圖見圖2 左。針對B2 層典雅黑色漆屬于單顏色珠光色漆，藍(lán)色珠光粉的排布可能會影響到漆膜色差，因此在顏色開發(fā)、調(diào)試過程中車身外板共由8 臺噴涂機(jī)器人采用兩次噴涂成膜工藝完成，B2 層色漆典雅黑車身外板噴涂工藝見圖2 右。此工藝優(yōu)點(diǎn)如下：（1）色漆漆膜中藍(lán)色珠光粉分布均勻，外觀一致性好；（2）兩站噴涂成膜，涂料霧化效果好，閃干脫水率高，失光、針孔品質(zhì)缺陷發(fā)生概率低；（3）兩站噴涂成膜，涂料填充效果好，對噴涂仿形精度要求低，缺漆、流掛品質(zhì)缺陷發(fā)生概率低。但是本工藝也存在缺陷，兩站噴涂色漆材料涂裝效率低，在色漆材料和清洗溶劑浪費(fèi)的同時(shí)，生產(chǎn)等量產(chǎn)品產(chǎn)生更多的三廢。典雅黑作為涂裝生產(chǎn)主色，生產(chǎn)需求大，因此亟需探索新工藝提升漆膜涂裝效率，達(dá)到提質(zhì)降本增效的目的。

圖2 B1B2 緊湊型噴涂工藝流程及B2 層典雅黑色漆車身外板噴涂工藝簡圖

2 典雅黑色漆車身外板一站噴涂驗(yàn)證與施工性能評價(jià)

2.1 典雅黑色漆車身外板膜厚及膜厚均一性驗(yàn)證

根據(jù)現(xiàn)場典雅黑色漆車身外板兩站噴涂成膜工藝實(shí)施方案，在現(xiàn)有噴涂仿形不變的前提下，針對噴涂工藝參數(shù)設(shè)定，我們采用了正交試驗(yàn)法，快速找到較優(yōu)的噴涂工藝參數(shù)。本工藝使用噴涂設(shè)備是Versabell3 霧化器，采用內(nèi)加電噴涂方式，噴涂時(shí)靜電壓70kV 接近設(shè)備上限，因此在正交試驗(yàn)中設(shè)定為非變量因子。假設(shè)典雅黑色漆車身外板兩站噴涂工藝參數(shù)：吐出量、旋杯轉(zhuǎn)速、成形空氣，第一站分別為A1、B1、C1，第二站分別為A2、B2、C2。

基于上述假設(shè)，本試驗(yàn)采用三因素三水平正交法，典雅黑色漆車身外板一站噴涂工藝參數(shù)吐出量、旋杯轉(zhuǎn)速、成形空氣分別為F、S、R，并令F=A1+A2，S=B1=B2（兩站噴涂旋杯轉(zhuǎn)速相同），R=C1+C2。本次驗(yàn)證目的是提升涂裝涂著效率，所以F 三水平分別為F1=0.9F，F(xiàn)2=0.8F，F(xiàn)3=0.7F；由于噴涂吐出量大幅增加，提升旋杯轉(zhuǎn)速才能達(dá)到較優(yōu)的霧化效果，所以S 三水平分別為S1=1.1S，S2=1.2S，S3=1.3S；由于外板噴涂成形空氣過大會導(dǎo)致漆霧反彈，涂裝效率降低，所以R三水平分別為R1=0.9R，R2=0.7R，R3=0.5R。因此，本次典雅黑色漆車身外板一站噴涂驗(yàn)證色漆單層膜厚測試點(diǎn)位由上至下取3 個(gè)點(diǎn)，試驗(yàn)方案的膜厚及膜厚均一性測試結(jié)果見表1。

表1 SUV 車型典雅黑色漆車身外板一站噴涂正交試驗(yàn)?zāi)ず窦澳ず窬恍则?yàn)證結(jié)果（膜厚單位μm）

通過9 組正交試驗(yàn)，SUV 車型B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂膜厚測試結(jié)果可以得出：采用第2 組噴涂工藝參數(shù)，典雅黑色漆層膜厚均在膜厚標(biāo)準(zhǔn)（8～13μm）范圍內(nèi)，且膜厚均一性較好。

2.2 典雅黑色漆車身外板一站噴涂復(fù)合涂層外觀評價(jià)

結(jié)合本公司涂裝涂膜外觀標(biāo)準(zhǔn)針對典雅黑色漆車身外板一站噴涂復(fù)合涂層長（LW）、短波（SW）值、鮮映性（DOI）評價(jià)。從圖3 中數(shù)據(jù)可知，典雅黑色漆車身外板一站噴涂成膜漆膜外觀均在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，目視無色相差異。此外對比一站與兩站噴涂可知：（1）典雅黑色漆車身采用一站噴涂成膜整車外板LW、SW 值略低于兩站噴涂成膜；（2）一站成膜整車垂直面DOI 值高于兩站成膜。通過數(shù)據(jù)對比分析，我們得出典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂成膜外觀商品性更好。

圖3 典雅黑色漆車身外板一站與兩站噴涂復(fù)合涂層外觀數(shù)據(jù)對比

3 B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂優(yōu)勢

3.1 材料成本節(jié)省和生產(chǎn)效率提升

結(jié)合材料特性，B2 層典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂，涂裝效率提升3%，能有效降低直、輔材用量，在施工工藝創(chuàng)新的同時(shí)，達(dá)到提質(zhì)降本增效的目的。典雅黑色漆外板一站噴涂生產(chǎn)效率提升主要體現(xiàn)在以下兩方面：第一，設(shè)備保潔工時(shí)削減，生產(chǎn)節(jié)拍提升1.2JPH；第二，烘干爐、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備能源消耗節(jié)省，生產(chǎn)工時(shí)利用率提升3.6%，每日節(jié)省水電氣能源費(fèi)用233.6 元。

3.2 設(shè)備故障抗風(fēng)險(xiǎn)能力提升

本公司面涂領(lǐng)域象牙白和典雅黑為主色，目前色漆外板站所有車型均已實(shí)現(xiàn)一站噴涂。在象牙白和典雅黑正常生產(chǎn)情況下，只有前4 臺噴涂機(jī)器人作業(yè)，后4 臺機(jī)器人處于待作業(yè)狀態(tài)，即第一站噴涂。因此當(dāng)前4 臺機(jī)器人中出現(xiàn)某一臺機(jī)器人故障無法短時(shí)間恢復(fù)時(shí)，就可以采用前4 臺機(jī)器人待作業(yè)，后4 臺機(jī)器人作業(yè)，即第二站噴涂。

4 結(jié)語

綜上所述，通過工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂成膜，主要得出下幾點(diǎn)建議：（1）一站成膜整車外板LW、SW 值略低于兩站噴涂成膜，整車垂直面DOI 值高于兩站成膜，以及整車外板無色差，擁有更好的外觀商品性；（2）典雅黑色漆車身外板一站噴涂工藝調(diào)試過程中容易產(chǎn)生漆膜失光，需對色漆材料、噴涂環(huán)境、烘烤設(shè)備參數(shù)及噴涂設(shè)備工藝參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化優(yōu)化與管理；（3）典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂成膜，涂裝效率提升，節(jié)省直、輔材用量，提高生產(chǎn)效率，以及提升噴涂機(jī)器人故障后的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。