奉 華,袁 園,李 釗 (中聯(lián)重科股份有限公司,湖南長沙 410000)
工程機械行業(yè)通常定義厚度≤3 mm 的鈑金件為薄板件,而對于外觀質(zhì)量要求較高的駕駛室、操作室、覆蓋件等都屬于薄板件范疇。近幾年,隨著國家經(jīng)濟水平的不斷提高,工程機械行業(yè)也取得了長足發(fā)展,對產(chǎn)品外觀質(zhì)量提出了更高的要求,加上國家環(huán)保政策及雙碳要求,國內(nèi)各大工程機械制造公司紛紛投資新的涂裝生產(chǎn)線,以期在提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量的同時滿足相關(guān)政策法規(guī)的要求。
從工程機械各生產(chǎn)主機廠的現(xiàn)狀來看,薄板件大多采用外協(xié)廠生產(chǎn),直接提供成品給主機廠。作為主機廠家來講,往往只能控制成品交付時的質(zhì)量結(jié)果,而無法做到對過程質(zhì)量的控制,加上一些主機廠質(zhì)量驗收體系不成熟,很大程度上需要依賴質(zhì)檢人員的主觀判斷,會造成產(chǎn)品在交付時雖然一些質(zhì)量參數(shù)達到了要求,但是一些長周期的參數(shù),如附著力,得不到有效保證。在主機出售并工作一段時間后會出現(xiàn)掉漆現(xiàn)象,發(fā)生金屬底材生銹的情況,從而影響主機產(chǎn)品的品牌及市場競爭力,在競爭日趨激烈的市場環(huán)境中,給公司帶來不可估量的影響。
通過對目前頭部工程機械主機外協(xié)廠涂裝工藝現(xiàn)狀的調(diào)研發(fā)現(xiàn),對駕駛室、操作室、覆蓋件等薄板件產(chǎn)品,各廠家對應的涂裝工藝方法各有不同,有些可以被直接借鑒到新產(chǎn)線中,有些工藝方法則需要淘汰。
下面根據(jù)筆者經(jīng)驗,對外觀要求比較高、通??梢远x為A 面的覆蓋件、駕駛室和操作室產(chǎn)品的涂裝工藝方法進行探討。
汽車起重機駕駛室較多采用金屬漆,且會覆蓋清漆,所以在工藝方法上相對來說較為復雜。目前較多采用3C3B(中涂+中涂烘干+色漆+色漆烘干+清漆+清漆烘干)和3C2B(中涂+色漆+色漆烘干+清漆+清漆烘干)2 種噴涂工藝,具體工藝流程如圖1所示(以某汽車起重機駕駛室生產(chǎn)企業(yè)為例)。
圖1 汽車起重機駕駛室涂裝工藝流程(老工廠)Figure 1 Coating process flow of truck crane cab(old workshop)
在此,前處理電泳工序采用自行葫蘆輸送設備,全浸沒式生產(chǎn)工藝;打膠密封、打磨等工序采用離線操作,沒有生產(chǎn)線;噴漆線采用獨立噴漆室和油漆烘干室,生產(chǎn)轉(zhuǎn)運主要依靠人工小推車,采用人工噴涂。由于噴漆室和油漆烘干室是獨立設置,所以可以根據(jù)主機要求(一般會給不同主機公司供貨),提供不同的噴涂工序,但噴涂質(zhì)量得不到保證。
汽車起重機操作室目前市場上的大部分產(chǎn)品還是以素色漆不帶清漆為主,在施工工序上比汽車起重機駕駛室少,同時一些工序又和汽車起重機相同,所以為了降低成本,廠家基本都會采用和汽車起重機共線生產(chǎn),只是工藝流程有些區(qū)別。
挖掘機駕駛室在油漆體系上和汽車起重機操作室相同,較多采用素色漆,在工藝流程上也基本上與汽車起重機相同。
覆蓋件在工程機械中涉及產(chǎn)品較多,比如挖掘機、高空作業(yè)平臺、裝載機等,因為覆蓋件本身結(jié)構(gòu)的特殊性,目前較多采用噴粉工藝,尤其是近些年新建的生產(chǎn)線,都會優(yōu)先考慮噴粉工藝。
通過上面對汽車起重機駕駛室、汽車起重機操作室、挖掘機駕駛室、覆蓋件現(xiàn)行工藝的調(diào)研不難看出,工程機械薄板件產(chǎn)品由于本身產(chǎn)品種類多、涂裝要求不一,各產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中涂裝工藝方法也不盡相同。而且目前較多主機廠的薄板件都是外協(xié)件,由于各地環(huán)保要求不一,也會導致相同產(chǎn)品在不同外協(xié)廠生產(chǎn)時工藝方法存在差異。
薄板件外協(xié)存在諸多不可控的問題,尤其是主機廠一直強調(diào)過程質(zhì)量控制,在薄板件上更是捉襟見肘,極大地影響了主機產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,降低了產(chǎn)品競爭力。所以越來越多的主機廠,傾向于將薄板件中和產(chǎn)品外觀質(zhì)量直接相關(guān)的駕駛室、操作室及覆蓋件等實現(xiàn)自制,而實現(xiàn)自制的第一步便是對不同種類的薄板件產(chǎn)品的涂裝工藝進行選擇:既要滿足產(chǎn)品的外觀質(zhì)量要求,又要符合相關(guān)法律法規(guī)和公司利益。基于這兩點,新建生產(chǎn)線在涂裝工藝方法選擇時要結(jié)合工藝及材料的發(fā)展考慮,注意以下幾個關(guān)鍵點:(1)前處理工藝中硅烷/鋯化/陶化替代傳統(tǒng)的磷化是大勢所趨,而且在很多地區(qū)磷化在環(huán)評審批時已被淘汰,工藝選擇時應避免;(2)隨著粉末涂料的發(fā)展,尤其是粉末烘烤問題的解決、低溫粉末涂料的出現(xiàn),加上其本身具備的高回收率、低VOCs(揮發(fā)性有機化合物)、易施工、低投資等特性,近些年,粉末涂料在工程機械新建生產(chǎn)線中得到了較為廣泛的應用,所以在工藝方法選擇上應優(yōu)先考慮粉末噴涂實施的可行性;(3)水性涂料替代溶劑型涂料在汽車行業(yè)中已經(jīng)推行了多年,工程機械現(xiàn)行工藝也在不斷進行“油改水”的設備技改,由此,雖然汽車、商用車及工程機械屬于不同行業(yè),但是從涂裝角度來講,汽車和商用車的先進做法可以被應用到工程機械中。
汽車起重機駕駛室的結(jié)構(gòu)和涂層體系與商用車駕駛室類似,所以在新生產(chǎn)線規(guī)劃時對工藝方法的選擇,可以借鑒汽車和商用車駕駛室的最新工藝。目前來說,較多采用先進的B1B2 噴涂工藝,如圖2 所示。相對傳統(tǒng)的3C2B 工藝,減少了噴漆線的長度、降低了后期設備的運行費用。
圖2 B1B2 涂裝工藝流程Figure 2 Coating process flow of B1B2
汽車起重機操作室的涂層較多采用素色漆,無清漆、存在大量套色,根據(jù)目前涂料的發(fā)展,采用水性涂料噴涂和噴粉工藝都是較好的選擇。汽車起重機操作室雖然結(jié)構(gòu)和涂層體系上和汽車起重機駕駛室有較大區(qū)別,但是其工藝可以被完全包含在汽車起重機工藝流程中,所以可以考慮兩者共線生產(chǎn),這樣汽車起重機操作室就可以選用水性涂料涂閉工藝,如圖3a 所示。如果單獨考慮汽車起重機操作室,采用噴粉工藝也是一個不錯的選擇,工藝流程如3b 所示。
圖3 汽車起重機操作室涂裝工藝流程Figure 3 Coating process flow of truck crane operating cab
挖掘機產(chǎn)品和汽車起重機操作室雖然結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,但是在涂裝工藝方法上具有通用性。不同之處在于,挖掘機主機近些年有較多廠家紛紛投入自動化、信息化、智能化新產(chǎn)線,逐漸取消了套色工藝或者改用貼花,以減少噴涂施工的復雜程度和成本,但這并不影響涂裝工藝實施的可行性,所以在工藝方法上仍可以參考汽車起重機操作室。
覆蓋件在工程機械中被大量使用,具備外形尺寸多樣、形狀不一、質(zhì)量輕等特點,同時覆蓋件多以異型面為主,內(nèi)側(cè)有加強支撐,支撐主要依靠焊接,所以在工藝選擇時應增加電泳工藝。覆蓋件雖然種類較多,但是相對駕駛室和操作室來說結(jié)構(gòu)上比較簡單,以內(nèi)外側(cè)兩個面為主,加上覆蓋件要做到利潤可控,考慮環(huán)保等因素,覆蓋件優(yōu)先考慮選用噴粉工藝,其工藝流程如圖4所示。
圖4 覆蓋件涂裝工藝流程Figure 4 Coating process flow of cover products
從涂裝方式發(fā)展情況來看,目前水性涂料噴涂和粉末噴涂2 種涂裝方式在工程機械產(chǎn)品中使用較多,兩種方式各有特點和其適用的產(chǎn)品。工程機械薄板件類產(chǎn)品種類多,產(chǎn)品質(zhì)量要求和工藝體系不統(tǒng)一,在工藝方法選擇時,應根據(jù)產(chǎn)品的不同選擇不同的工藝方法。有些產(chǎn)品和商用車駕駛室的要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似,比如汽車起重機駕駛室,可以參考商用車駕駛室最先進的涂裝工藝。由于其低投資、低運行費用、環(huán)境友好等特點,加上一些工程機械產(chǎn)品對表面涂裝質(zhì)量的要求相比汽車和商用車駕駛室要低,使得粉末噴涂近些年在工程機械領(lǐng)域被大量使用,在新建產(chǎn)線時,粉末噴涂工藝也是一個不錯的選擇。