楊浪 侯穎 尚俊虎 鄭旋 鄭禮寧

（東風本田汽車有限公司，武漢430056）

1 前言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級，市場對乘用車性能要求提高的同時，對汽車裝飾性的要求也越來越高，顏色外觀作為顧客對整車的第一印象，其和諧統(tǒng)一已成為顧客最基本要求，直接影響顧客對整車的滿意度[1]。汽車外觀由車身及眾多外飾件組成，如何保證車身與外飾件顏色的一致性一直是各大整車廠涂裝領(lǐng)域色差控制及質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)某車型新顏色開發(fā)過程中車身與保險杠出現(xiàn)的同色異譜現(xiàn)象，對汽車涂裝同色異譜產(chǎn)生的原因、評價方法和管理方法進行探討，以期完善汽車涂裝新色開發(fā)顏色評價體系，提高新色開發(fā)效率。

2 汽車涂裝同色異譜

2.1 同色異譜

顏色的形成離不開光譜，任何1個物體都有其特定的光譜反射率曲線。1個物體在指定光源下，其光譜曲線是入射光在通過物體的吸收、透射、反射等過程后最終形成。反射出的可見光譜被標準觀察者所捕獲，就會產(chǎn)生光譜三刺激值（即紅、綠、藍三原色），再由觀察者做出視覺反應(yīng)。當光譜反射率曲線不同的2個物體在某一光源下的光譜三刺激值相等時，就認為這2個顏色為該條件下相等色。由于不同光源是由不同波長的光組成，當光源發(fā)生變化時，產(chǎn)生的光譜三刺激值就不再相等，顏色結(jié)果也不相同，這種現(xiàn)象為同色異譜[2]。

汽車外觀由車身和保險杠、門把手、后視鏡等多個外飾部品組成。由于外飾件多是塑料件，與車身材質(zhì)不同，因此使用的涂裝材料、涂裝工藝以及涂裝設(shè)備也不盡相同，這也造成車身與外飾件組裝時更易產(chǎn)生色差。也正是由于涂料設(shè)計上的差異，導(dǎo)致在太陽光下顏色相同的車身與部品在陰天或是其它光源下常出現(xiàn)顏色不匹配的現(xiàn)象，即汽車涂裝同色異譜。這種現(xiàn)象本質(zhì)上是車身與外飾件的匹配在異色光源下差異擴大出現(xiàn)了色差。

2.2 車身與外飾件同色異譜的主要原因

同種材質(zhì)、同種成分的2個部品在不同的光源下，呈現(xiàn)的顏色始終相同。汽車車身及外飾件涂料一般由不同的供應(yīng)商提供，不同供應(yīng)商的涂料體系一般也不相同，這也加劇了整車色差管控的難度，同時也更易出現(xiàn)同色異譜。

在汽車涂裝領(lǐng)域，金屬車身水性涂裝工藝已有數(shù)十年的使用實績，而外飾件多以改性PP、ABS為主，更多的仍使用油性涂裝工藝，其涂料組成有著本質(zhì)的不同。由于溶劑的不同，車身及外飾件涂料選擇的樹脂組成、顏料組成及珠光組成都會不同，那么其光譜反射曲率也會存在較大差異。當光源發(fā)生變化時，不可避免存在匹配發(fā)生變化的現(xiàn)象。近些年，水性涂料在塑料件的涂裝領(lǐng)域應(yīng)用越來越普及，盡管涂料體系更加趨于接近，但由于基材的不同和承受烘烤溫度的差異，車身與外飾件涂料的涂料體系依然不同，這也使得同色異譜在汽車涂裝領(lǐng)域始終存在。

3 汽車涂裝顏色評價方法

3.1 汽車涂裝顏色開發(fā)流程

新車型研發(fā)的同時，會根據(jù)車身的外型設(shè)計確定相應(yīng)的顏色，并由設(shè)計部門提供相應(yīng)的色板，即標準色板。各涂料供應(yīng)商根據(jù)標準色板的五角度色相值、金屬粉感等顏色指標進行涂料的設(shè)計、調(diào)配，通過實驗室內(nèi)模擬噴涂和與標準板的反復(fù)對色調(diào)整，最終找到與標準色板顏色一致的涂料配方。為了節(jié)約開發(fā)時間，一般車身涂料與外飾件涂料會并行開發(fā)，當2類涂料顏色均與標準板顏色一致時，會在整車廠進行實車的噴涂后對色修正，最終實現(xiàn)車身顏色與外飾件顏色的一致。

3.2 整車色差控制方法

在顏色開發(fā)階段保證涂料色板與標準色板無色差是新顏色導(dǎo)入色差控制的關(guān)鍵一環(huán)。由于消費者主要通過肉眼進行外觀評價，目前汽車涂裝色差的判定主要以目視為主。由于目視帶有一定的主觀性和隨機性，同時效率低下，因此還需要儀器測量輔助判定。即依據(jù)目視的結(jié)果，結(jié)合儀器實測色相值進行判定。

對于目視評價一般要求在戶外（陽光直射區(qū)域）或具有標準光源的AUDIT（汽車外觀質(zhì)量評審）房間環(huán)繞整車，從不同的角度進行觀察[3]。當車身與外飾件匹配超過目視限度存在明顯差異時即判定為色差不合格。

色相的測量一般采用分光測色法，目前汽車涂裝公司和相關(guān)供應(yīng)商均采用X-Rite（愛色麗）公司生產(chǎn)的MA9X系列色差儀，以D65模擬日光光源，10°視野角為主，從5個角度來進行色差管控[4]。采用最多的允差公式（公式1），修正后，是以標準為中心，在四周繪出1個橢圓形球體允差范圍，進行色差控制[5]。

式中，ΔE為色差值；ΔL為明度差值；Δa為紅相差值；Δb為黃相差值。

一方面由于肉眼對不同顏色色差的容忍程度不同，另一方面由于不同主機廠對顏色的管控要求不同，所以不同廠商顏色的評價標準也不盡相同。通過目視評價為主數(shù)據(jù)測量為輔的顏色評價方法，能夠有效的保證汽車涂裝車身與外飾件色相的一致性。幾乎所有的主機廠都規(guī)定了顏色評價的要求及標準，均是以太陽光下的目視及D65光源下的測量數(shù)據(jù)為準。但由于不同部品同色異譜現(xiàn)象的普遍存在，在這一評價標準下，當光源發(fā)生變化時，匹配完好的部品可能出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象，這使得色差的評價存在一定隱患。

4 汽車涂裝同色異譜的評價方法

4.1 汽車涂裝同色異譜案例分析

以H廠新色導(dǎo)入過程中出現(xiàn)的同色異譜為例，對新色導(dǎo)入過程進行探討。該廠顏色開發(fā)流程為：實驗室顏色確認，新色色板納入，車身、保險杠涂料廠家顏色開發(fā)，色板與標準板對比判定，實物噴涂對色，標準板決定，新色試制。

在進行高明度高彩度的新顏色“閃烈黃”的導(dǎo)入過程中，涂料廠家根據(jù)給定的標準色板及涂膜體系進行顏色開發(fā)，并按常規(guī)評價方法在室外自然光及色差儀D65光源下對試制色板進行定性定量評價通過后，在主機廠進行了實物的噴涂。實車對色過程選擇了陽光充足的室外，車身與保險杠及標準板目視匹配良好，同時在X-Rite、MA-96、D65光源下色相數(shù)據(jù)也基本接近，判定無色差，顏色通過。但在新車試制階段，發(fā)現(xiàn)顏色匹配完好的車身與保險杠在熒光燈下出現(xiàn)了顏色不匹配的現(xiàn)象，如圖1所示，圖1a為車身與保險杠在日光燈下的匹配效果，目視無差異；圖1b為同一車身與保險杠在熒光燈下的匹配效果，保險杠偏綠，目視存在明顯的差異。由于熒光燈下車身與保險杠顏色不匹配，工廠判定存在色差，保險杠涂料進行重新開發(fā)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其它外飾件與車身在太陽光下匹配完好，在熒光燈下匹配時也出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，且在實驗室色板開發(fā)階段便存在這一現(xiàn)象。由于顏色評價過程中，未考慮車身與飾品存在的同色異譜，導(dǎo)致在新色開發(fā)初期以及實物評價階段均未能及時發(fā)現(xiàn)色相異常，進而造成了這一色差事故的出現(xiàn)。在隨后的顏色重新開發(fā)過程中，涂料廠家在評價時加入了D65、A光源、F光源下的目視評價，通過調(diào)整顏料和珠光種類、含量等，最終在開發(fā)階段實現(xiàn)了保險杠色板與車身色板在不同光源下均匹配完好的要求。但由于前期顏色開發(fā)過程的失誤，最終導(dǎo)致整體項目的延期，造成不小的損失。

通過以上案例，說明了在新顏色開發(fā)以及整車顏色的評價過程中，提前識別同色異譜并作出準確判斷及調(diào)整對于項目推進及色差的防范至關(guān)重要。

4.2 同色異譜評價體系建立

對于車身與外飾件的涂裝，不論顏色的同色異譜程度如何，只要光源變化，顏色的變化方向相同（L、a、b值的變化趨勢），變色程度相同（ΔE值），那么它們的匹配依然不存在色差。由于車身與外飾件涂裝材料的差異，不同光源下同色異譜的程度不可避免出現(xiàn)不同。在現(xiàn)今的汽車涂裝行業(yè)，對于車身與外飾件色差的評價與管理各個整車廠都有其嚴格的標準，而對于同色異譜的評價卻少有討論。以“閃烈黃”的開發(fā)為例，在發(fā)現(xiàn)因顏料的同色異譜造成色差后，管理層迫切希望將同色異譜的評價納入到新色開發(fā)的評價中，完善色差評價體系，防止再次出現(xiàn)同樣的不良。

在車身與保險杠色差的評價及管控過程中，行業(yè)內(nèi)設(shè)立了差值管控的方法，通過肉眼定性的評價，明確色差的允許范圍，采用色差儀進行定量的管理。這種方式下色差的表征為公式（2）。

式中，ΔL D65為保險杠相對車身在D65光源下明度差值；Δa D65為保險杠相對車身在D65光源下紅相差值；Δb D65為保險杠相對車身在D65光源下黃相差值。

當ΔL D65、Δa D65、Δb D65在管控范圍內(nèi)時，色差判定合格。

由于色差的評價僅在室外目視和色差儀D65光源下進行，無法對同色異譜進行判定，對此需要引入新的光源。在同色異譜的研究中，CIE推薦以D65為參照光源，A光源、F光源為待測光源。由于F2光源與目前通用的室內(nèi)照明設(shè)備色溫相近，更貼近日常使用，且作為色差儀中常用光源，因此選擇了F2光源作為汽車涂裝同色異譜的評價光源[6]。

假定保險杠與車身的顏色在D65光源下無色差，由于同色異譜的存在，那么在F2光源下保險杠與車身的顏色相對D65均會發(fā)生變化，又由于同色異譜程度的差異，保險杠與車身的匹配也相應(yīng)發(fā)生變化，見公式（3）。

式中，ΔL F2為保險杠相對車身在F2光源下明度差值；Δa F2為保險杠相對車身在F2光源下紅相差值；Δb F2為保險杠相對車身在F2光源下黃相差值。

那么當ΔL F2、Δa F2、Δb F2在目視容忍范圍內(nèi)時，也即保險杠與車身在F2光源下的差異可被接受，即判定無同色異譜。根據(jù)同色系顏色開發(fā)的經(jīng)驗，結(jié)合實際的目視效果，對“閃烈黃”在F2光源下的色差容忍度進行了標定。在D65和F2光源下，當車身與保險杠的色相差值均在管控范圍內(nèi)時判定無同色異譜。

根據(jù)“閃烈黃”同色異譜的評價方法，其它顏色也可以用類似的方法進行表征。以H廠顏色管控為例，如表3所示，根據(jù)顏色的不同將顏色按肉眼色差容忍度由小到大依次標定為S級、A級、B級、C級、D級、E級。當飾品與車身在D65光源下無色差，即色差值ΔL D65、Δa D65、Δb D65在管控范圍內(nèi)，那么切換至F2光源，飾品與車身的色差值ΔL F2、Δa F2、Δb F2也在表1所示范圍內(nèi)時，判定無同色異譜。

表1 不同顏色同色異譜容許范圍

結(jié)合新色開發(fā)的流程，在涂料廠家新色開發(fā)，顏色評價過程中，加入熒光燈下的目視判定，以及F2光源下同色異譜程度的定量測量，能夠提前識別新顏色導(dǎo)入同色異譜的風險，封閉顏色開發(fā)的色差隱患。作為主機廠，在顏色評價中加入異色光源定性、定量評價，能夠提前發(fā)現(xiàn)色差異常，提高質(zhì)量控制能力。

4.3 評價體系的應(yīng)用

同色異譜現(xiàn)象是同一物體在不同光源下的顯色差異，是始終存在無法消除的，只能通過材料、工藝的調(diào)整去縮小這種差異。傳統(tǒng)車身與部品的對色僅在太陽光下評價，未考慮同色異譜的存在，在新的評價體系中加入了熒光燈下的目視以及F2光源下的定量評價，對于同色異譜的識別至關(guān)重要。同時也完善了汽車涂裝顏色的評價體系，提高了新顏色開發(fā)的準確度及效率。在生產(chǎn)制造過程中定期的開展車身與部品同色異譜的評價，也能及時的發(fā)現(xiàn)涂料及生產(chǎn)工藝的變化。

5 結(jié)論

汽車車身與外飾件的同色異譜，本質(zhì)上來說是不同部品匹配出現(xiàn)的色差問題，但在汽車涂裝行業(yè)卻很少討論這一現(xiàn)象。通過分析某H車廠新顏色開發(fā)過程中出現(xiàn)的同色異譜案例，進一步證實了汽車涂裝同色異譜的客觀存在。通過在顏色的評價體系中引入熒光燈下目視的定性評價及色差儀F2光源下的定量評價標準，完善了顏色的評價體系。同時對汽車涂裝同色異譜的可接受程度進行了規(guī)定，即飾品與車身在F2光源下的色差變化在其D65光源下設(shè)定的色差管控范圍內(nèi)時，同色異譜可接受。