徐小博

（延鋒彼歐汽車外飾系統(tǒng)有限公司制造系統(tǒng)部工藝技術(shù)科，上海 201805）

涂裝是汽車四大工藝之一，也是汽車制造過程中最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的工序之一。汽車涂裝分為空氣噴涂、靜電噴涂、粉末噴涂等種類，其中液體空氣噴涂和靜電噴涂占比最高，本文主要討論的就是這兩類涂裝工藝中非常常見的滴液缺陷。一般來說，噴涂中的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”都有可能導(dǎo)致滴液，原因比較難查，查到原因后整改也需要較多工作量，所以本文將液體涂裝噴涂過程中常見的幾類滴液進(jìn)行匯總，以便系統(tǒng)、高效地解決該問題。

1 滴液的表現(xiàn)形式

涂裝過程中滴液的表現(xiàn)形式多種多樣，且具有很強(qiáng)的迷惑性。滴液，顧名思義就是液體滴在了產(chǎn)品或者漆膜上面。為什么不說是油漆滴在產(chǎn)品上面？因?yàn)檫@個(gè)液體有可能是油漆，也有可能是清洗噴具的溶劑，更有可能是環(huán)境中的某種液體。所以分析滴液首先要開闊思路，問一下這究竟是什么東西，在什么工序段產(chǎn)生，怎么滴在了產(chǎn)品上，為什么會(huì)滴，外觀是什么樣子。

1.1 滴液的外觀形態(tài)

1.1.1 與油漆同色的液體，有手感

圖1中與油漆同色的滴液直徑在1 mm以上，摸上去有凸出的手感。一般可以懷疑這是油漆以某種形式滴在了漆膜上。

圖1 與油漆同色的滴液Figure 1 Droplet defects in the same color as the paint

1.1.2 與油漆異色或者同色，又或者存在露底，無手感

圖2所示的滴液與油漆異色，或者稍微有異色感，更有甚者直接露底，用手摸上去無手感，且多個(gè)聚集在某一處。可以懷疑在噴涂此處時(shí)油漆或溶劑的霧化出現(xiàn)了問題。

圖2 與油漆異色的滴液Figure 2 Droplet defects in a different color from the paint

1.1.3 與油漆同色，但反射光一側(cè)明顯看出有凹陷的痕跡

圖3所示的滴液最為常見，可以通過挖膜來確定油漆層在哪一層發(fā)生了凹陷。一般懷疑這是溶劑在噴涂過程中滴在了濕膜表面，烘烤后溶劑揮發(fā)導(dǎo)致此處油漆表面凹陷。

圖3 與油漆同色且凹陷的滴液Figure 3 Concave droplet defects in the same color as the paint

2 滴液的形成機(jī)制

空氣噴涂是依靠壓縮空氣將油漆均勻吹散，然后覆蓋在產(chǎn)品上面。這類似于噴水壺的原理?？諝獾牧髁亢头较驔Q定了扇面的寬度和油漆的霧化微粒大小。靜電噴涂起源于20世紀(jì)六七十年代，分為兩個(gè)步驟：第一步，利用旋杯的高速旋轉(zhuǎn)(一般達(dá)到30 000 ~ 60 000 r/min)，旋杯邊緣鋒利的鋸齒將緩緩流出的油漆均勻切割分散，霧化效果數(shù)倍于傳統(tǒng)的空氣噴涂；第二步，位于旋杯邊緣的整形空氣控制著扇面的形狀，同時(shí)有微弱的霧化作用。那么理論上，在噴涂過程中無論空氣霧化噴涂還是旋杯靜電噴涂，都會(huì)把油漆均勻地噴涂在產(chǎn)品上面，不應(yīng)該有滴液的情況，但在實(shí)際生產(chǎn)中確實(shí)經(jīng)常發(fā)生滴液問題。往往是沒有霧化的油漆或者較大的溶劑液滴在噴涂過程中滴在了濕膜、干膜或者產(chǎn)品表面。油漆的霧化程度決定了滴液有多大，發(fā)生的漆層決定了滴液在哪個(gè)工序段滴上去，沒有霧化開的大液滴的組成是油漆還是溶劑決定了這個(gè)滴液是否有手感及其外觀形態(tài)，大液滴的來源決定了滴液是否與油漆同色或異色。如果是油漆的大液滴滴在產(chǎn)品表面，因?yàn)槊繉佑推嶂挥?0 μm厚左右，所以直徑動(dòng)輒幾百微米的大液滴一定會(huì)在缺陷處造成不同的外觀表現(xiàn)。有些有手感，有些會(huì)導(dǎo)致此處的油漆鋁粉排列發(fā)生變化而產(chǎn)生異常外觀。如果是溶劑的大液滴，那么當(dāng)溶劑霧化程度較高時(shí)，單個(gè)滴液外觀可能根本無法明顯看出，但是會(huì)影響產(chǎn)品在此處的顏色表現(xiàn)；如果霧化程度不高，那么經(jīng)過烘烤后，因?yàn)槿軇┤繐]發(fā)，滴液處的漆層或塌陷或起泡，又或溶穿露底，其外觀形式就是此處要么是露底，要么是光線反射時(shí)看到有明顯的凹陷。但是因?yàn)榇祟惖我汉陀推嵛廴究s孔表現(xiàn)類似，所以應(yīng)該加以辨識(shí)：縮孔是不同表面張力的溶液在某處出現(xiàn)排斥而形成的凹陷，滴液則是溶劑揮發(fā)導(dǎo)致的漆膜塌陷。

3 滴液的分析方法

了解滴液的外觀形式和形成機(jī)制對(duì)此類問題的分析相當(dāng)關(guān)鍵，因?yàn)榕挪橛?jì)劃就是根據(jù)分析思路來整理的。

首先應(yīng)該分析滴液的成分，最基礎(chǔ)的就是區(qū)分出這個(gè)滴液是溶劑還是油漆，這將引導(dǎo)出不同的排查路徑。一般來說，如果是油漆，會(huì)有凸出外觀，或者顏色會(huì)發(fā)生輕微變化。如果是溶劑，則一般為凹陷外觀。如果真是溶劑，還有很重要的一點(diǎn)是分清楚是油性溶劑還是水性溶劑。因?yàn)橛托云岷退云醿煞N不同的施工工藝會(huì)導(dǎo)致非常大的差別。油性溶劑極易揮發(fā)，所以一般來說油性溶劑造成的漆點(diǎn)只有直徑很大時(shí)才會(huì)引起外觀變化，但是水性溶劑在常溫?fù)]發(fā)極慢，細(xì)小的微粒就可以在烘烤后造成明顯的外觀變化。

接下來需要明確滴液的來源，包括油漆、噴具、噴涂清洗機(jī)、線體、環(huán)境等。如果來源于油漆，需要排查油漆黏度是否穩(wěn)定，是否油漆霧化不良導(dǎo)致了大油漆滴，是否霧化整形參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致了扇面邊緣未整形，是否噴涂距離太遠(yuǎn)后產(chǎn)品霧化油漆重新凝結(jié)，是否油漆流量過大導(dǎo)致無法霧化充分，等等。如果來源于噴具，需要檢查是否換色不干凈，閥體是否有泄漏，噴涂過程中噴具是否被油漆污染，壓縮空氣是否含水率超標(biāo)，是否有清洗溶液殘留，等等。如果來源于噴涂清洗機(jī)，需要檢查清洗過程、清洗時(shí)序是否有問題，清洗機(jī)溶劑是否正在排泄，清洗溶劑是否已被吹干，噴具清洗后擦拭是否有殘留，等等。如果來源于線體，需要檢查涂裝線各段是否有冷凝水，噴涂各段溫濕度差異會(huì)否導(dǎo)致冷凝水的產(chǎn)生，油漆管路是否有泄漏而滴在產(chǎn)品上，等等。如果來源于環(huán)境，就需要檢查是否溫濕度差異大，供風(fēng)、供水是否順暢，員工操作、補(bǔ)漆等內(nèi)部操作是否有干涉，等等。

4 滴液的解決方法

首先對(duì)滴液的產(chǎn)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，確定可能產(chǎn)生的原因，并對(duì)相關(guān)的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致排查。有時(shí)滴液并不是單一原因造成的，需要逐個(gè)排查，逐個(gè)解決。

第一步，結(jié)合外觀對(duì)滴液進(jìn)行評(píng)判：是同色還是異色？是凹陷還是凸出？是單個(gè)還是多個(gè)？用顯微鏡進(jìn)行切片分析，觀察滴液發(fā)生的漆層及顯示效果，如圖4所示。

圖4 顯微鏡下滴液的橫截面Figure 4 Microscopic cross-section of droplet

缺陷的發(fā)生有時(shí)為偶然現(xiàn)象，因此如果有條件，第二步就應(yīng)該對(duì)懷疑的點(diǎn)進(jìn)行再現(xiàn)，呈現(xiàn)的結(jié)果若與缺陷類似，會(huì)給解決問題帶來更快捷的思路。例如利用手噴壺、毛筆、紗布等工具分別將不同種類的油漆、溶液灑在產(chǎn)品表面，如圖5所示。烘烤后觀察漆膜變化與實(shí)際缺陷形態(tài)的相似度，對(duì)有較高相似度的情況進(jìn)行重點(diǎn)排查。

圖5 用不同物質(zhì)再現(xiàn)的滴液缺陷Figure 5 Reproduction of droplet defects using different substances

第三步，檢查設(shè)備(即考察“機(jī)”的因素)，因?yàn)榇蟛糠值牡我簛碜杂谠O(shè)備的不穩(wěn)定噴涂。

可以先對(duì)噴具進(jìn)行定噴測(cè)試(如圖6所示)，以一定參數(shù)進(jìn)行噴涂后近距離觀察扇面是否規(guī)整，油漆是否霧化充分，噴具外表是否粘有油漆。

圖6 扇面狀態(tài)測(cè)試Figure 6 Spray width testing

然后觀察噴具在噴涂過程中外圈的溶劑殘留情況，留意旋杯周邊是否有溶劑滴出，旋杯噴涂過程中是否存在扇面的異常變化，清洗完成后整形罩外面是否有溶劑及油漆殘留。最好在噴涂過程中停機(jī)進(jìn)入噴房進(jìn)行查看，因?yàn)榈我河行┌l(fā)生在開關(guān)槍的噴涂路徑上，有些發(fā)生在機(jī)器人處于某些特定姿態(tài)時(shí)。另外還應(yīng)留意噴具的清洗過程。如果發(fā)現(xiàn)噴具有異常的狀態(tài)(如圖7所示)，問題就可查了。

圖7 關(guān)注噴具在噴涂及清洗過程中的異常狀態(tài)Figure 7 Concerning about the anomaly of sprayer during the spraying and cleaning processes

接下來觀察清洗機(jī)(如圖8所示)，因?yàn)榍逑春笕绻逑礄C(jī)與噴具接觸面有水或者油漆，那么旋杯上面一定也有。

圖8 清洗機(jī)殘留水性溶劑的觀察Figure 8 Observation on residue of waterborne solvent in cleaner

通過上述表面觀察無法查出原因時(shí)，就需要將整個(gè)噴具進(jìn)行拆解，逐個(gè)分析(如圖9所示)，重點(diǎn)關(guān)注氣路、油漆路、溶劑路中每個(gè)可能的接觸點(diǎn)，檢查其中是否有溶劑殘留，密封圈是否殘缺，閥體能否正常開合。如果發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行改正后驗(yàn)證噴涂效果。

圖9 對(duì)設(shè)備水路進(jìn)行逐個(gè)排查Figure 9 Checking of the parts in water route one by one

如果單車未發(fā)現(xiàn)問題，也不能完全排除設(shè)備的問題，這是經(jīng)常被忽略的一點(diǎn)，因?yàn)檫B續(xù)生產(chǎn)和單車試驗(yàn)是不完全相同的生產(chǎn)環(huán)境。單車測(cè)試時(shí)往往會(huì)將噴頭徹底清洗，且前后車影響因素、換色影響因素都無法兼顧。所以一定要連續(xù)多車驗(yàn)證。

第四步，要檢查一下“料”的情況。首先從油漆開始，需要檢查油漆批次是否變化，油漆投料前的預(yù)攪拌是否充分，油漆在系統(tǒng)中是否狀態(tài)正常，油漆溫黏度是否符合溫黏曲線，濾芯是否正常更換。另外對(duì)于水性漆，尤其要避免預(yù)攪拌乳液不均勻、涂料攪拌時(shí)破乳等問題。還要關(guān)注注塑件殘留物以及采購的異丙醇、達(dá)因藥水等是否存在異常。

第五步，檢查“法”的情況，如清洗時(shí)序是否設(shè)置合理，噴涂參數(shù)是否設(shè)置合理，員工進(jìn)入噴房擦槍等作業(yè)是否會(huì)對(duì)噴涂造成影響(尤其要關(guān)注其操作方法，如圖10所示)，等等。

圖10 關(guān)注擦拭布的操作方法Figure 10 Concerning about the wiping operation

第六步，檢查“環(huán)境”的影響。取一杯系統(tǒng)中的油漆，利用其他氣源進(jìn)行測(cè)試，或更換手噴槍進(jìn)行測(cè)試，又或拿到室外進(jìn)行測(cè)試。再者，檢查噴涂過程中是否有產(chǎn)品間互相影響，例如有液滴從高位的產(chǎn)品滴下來，有遮蔽膜在抖動(dòng)過程中產(chǎn)生油漆飛濺，又或空氣中有冷凝水。噴涂時(shí)觀察過噴漆是否會(huì)影響，某些位置是否噴涂距離過遠(yuǎn)或過近，機(jī)器人某些姿態(tài)形成的噴涂軌跡會(huì)否影響其他噴涂面，等等。

5 結(jié)語

滴液的產(chǎn)生需要對(duì)方方面面進(jìn)行排查，對(duì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求很高，同時(shí)需要針對(duì)各個(gè)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行逐個(gè)解決。滴液的偶發(fā)性使得滴液的再現(xiàn)及排查需要很多精力與時(shí)間，而滴液不可返修的特性又使得滴液的解決尤為迫切。這增加了滴液的解決難度與緊迫性。本文提供的解決滴液問題時(shí)的思路與方法可供同行參考。