于 超，李明哲，郭 家 （浙江吉利控股集團(tuán)有限公司，浙江寧波 315336）

0 引言

汽車車身漆膜外觀經(jīng)常使用的評價指標(biāo)一般分為Lw（長波）、Sw（短波）和DOI（鮮映性）。噴涂色漆前為確保車身的平整度，在噴涂中涂后進(jìn)行車身打磨，有利于降低車身的長短波及提高DOI數(shù)據(jù)。通常認(rèn)為，Lw與Sw之比1∶（2～3）為好，1∶1.5也可接受，從而使目視與數(shù)值之間有一個較好的對應(yīng)關(guān)系［1］。下面以某主機(jī)廠為了迎接量產(chǎn)，確保生產(chǎn)節(jié)拍，取消中涂后車身打磨工藝后，采取的外觀優(yōu)化措施為例，說明其解決思路和方法，以期對同行有所借鑒。

1 問題現(xiàn)狀

1.1 問題來源

某主機(jī)廠為了迎接車輛量產(chǎn)工作，取消了中涂后的立面打磨工序，以確保生產(chǎn)節(jié)拍不受影響。但是在取消打磨工序后，發(fā)現(xiàn)整車立面外觀目視狀態(tài)變差。現(xiàn)場采用的是3C2B的工藝布局，經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)，車身整車立面外觀數(shù)據(jù)均比之前中涂打磨后的狀態(tài)要差。例如，在現(xiàn)場隨機(jī)抽取2臺生產(chǎn)車，用BYK儀器進(jìn)行外觀檢測，立面Lw、Sw、DOI均值數(shù)據(jù)分別為6.6、10.6、92.7和6.7、10.9、92.1，其Lw和Sw之比分別是1∶1.61和1∶1.63，而之前中涂后打磨車身立面對應(yīng)的外觀數(shù)據(jù)為5.1、11.4、92.3，其Lw和Sw之比為1∶2.24，可以看到，取消中涂后打磨工序，雖然對車身的DOI值影響不大，但會導(dǎo)致Lw數(shù)值變高，同時導(dǎo)致Lw和Sw的比值升高，即中涂后取消打磨工序會降低車身的外觀質(zhì)量。

1.2 工藝現(xiàn)狀

為了盡可能抵消取消中涂后打磨工序所導(dǎo)致的副作用，提升取消打磨后的車身外觀目視狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的品質(zhì)提升工作。以黑色外觀提升為主進(jìn)行試驗，首先對主要工藝參數(shù)和噴涂程序進(jìn)行了跟蹤確認(rèn)，結(jié)果見表1。

表1 涂裝生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)Table 1 Process parameters during coating production process

由表1可見，中涂膜厚要求在30～45 μm，現(xiàn)有狀態(tài)中涂的平均膜厚略微超出要求上線，在中涂打磨后其平均膜厚為42 μm。中涂噴涂為一站成膜，槍物距離200 mm，立面噴涂速率400 mm/s，噴涂扇幅400 mm，搭接率75 %，靜電電壓70 kV，旋杯轉(zhuǎn)速50 000 r/min，單獨使用成型空氣I，成型空氣II暫未使用。黑色色漆為兩站噴涂，每站間隔120 s，兩站的噴涂參數(shù)為6∶4，槍物距離200 mm，噴涂速率350 mm/s，噴涂扇幅450 mm，搭接率67 %，靜電電壓70 kV，旋杯轉(zhuǎn)速45 000 r/min，使用成型空氣I，成型空氣II暫未使用。清漆為一站噴涂，槍物距離200 mm，噴涂速率400 mm/s，噴涂扇幅400 mm，搭接率75 %，靜電電壓70 kV，旋杯轉(zhuǎn)速50 000 r/min，使用成型空氣I，成型空氣II暫未使用［2］。

1.3 粗糙度的影響

通過改善白車身的粗糙度、提高白車身的潔凈度以及降低電泳后粗糙度和打磨點來減少這些前工序?qū)ν庥^質(zhì)量的影響。在取消中涂立面打磨前，就對白車身粗糙度和白車身帶屑量、電泳粗糙度及打磨點減少進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。具體措施如下：

● 推動焊裝車間、沖壓車間減少白車身部件的返修量，要求焊裝對打磨嚴(yán)重的部位用酒精黏塵布擦拭，車內(nèi)用兩臺吸塵器吸附鐵屑，有效改善了白車身的粗糙度和潔凈度；

● 通過降低電泳槽灰分、調(diào)整整流電源電壓、調(diào)控溫度等措施，降低電泳漆膜粗糙度；

● 進(jìn)行工藝驗證，優(yōu)化前處理電泳各槽體過濾袋的更換頻次，調(diào)整工序噴嘴噴淋角度，同時加快磁棒清洗頻率和各水洗槽換槽周期，從而實現(xiàn)了電泳打磨工序中打磨點數(shù)量的顯著降低。

通過以上調(diào)整，改善了白車身的粗糙度和潔凈度，降低了電泳后粗糙度和打磨點，Lw與Sw的比值有小幅度的降低。

1.4 閃干脫水率和中面漆烘房升溫速率改善

脫水率即經(jīng)預(yù)烘干后漆膜中水分的揮發(fā)程度，是表征水性色漆預(yù)烘干脫水能力的指標(biāo)，測試脫水率可對比經(jīng)預(yù)烘干后漆膜表面的干濕程度。脫水率偏低會導(dǎo)致漆膜脫水不足，色漆層溶劑和水分揮發(fā)不徹底，殘留過多，噴涂CC（清漆）后，經(jīng)二次烘烤揮發(fā)分留在CC層內(nèi)，使CC外觀目視發(fā)霧不透亮；適當(dāng)提高BC（色漆）的脫水率，可以使BC和CC層間融合獲得優(yōu)化，CC流平性獲得改善，發(fā)霧狀況獲得緩解。

中面漆烘房升溫速率過快，導(dǎo)致漆膜水分揮發(fā)過快，未充分流平的漆膜表面立即固化，形成隕石坑，目視橘紋明顯；升溫速率減緩后，為漆膜的流平營造了充分的流平環(huán)境，目視效果獲得優(yōu)化，相應(yīng)的外觀數(shù)據(jù)也有所提升，但是升溫速率也不是越低越好，過低的升溫速率會導(dǎo)致長短波比值升高，甚至呈現(xiàn)外觀變差的狀態(tài)?？梢缘玫阶罴涯恳曂庥^狀態(tài)的烘干爐爐溫數(shù)據(jù)以及調(diào)整后的目視外觀數(shù)據(jù)見表2。

表2 爐溫優(yōu)化外觀歷程及結(jié)果Table 2 Furnace temperature optimization appearance process and resutls

從表2中可以看到，相對于爐溫優(yōu)化前的原始狀態(tài)（Lw∶Sw=1∶1.49），通過調(diào)整面漆爐溫、閃干爐溫和中涂爐溫，都能不同程度地降低Lw與Sw的比值，提高目視外觀性能。

1.5 細(xì)化噴涂軌跡和膜厚均一性

由于取消了中涂后的打磨工序，為了保證膜厚均一性，有必要對中涂和清漆立面軌跡進(jìn)行重新編制。首先提高立面整體的重疊率，將立面整體重疊率由75 %提高至80 %～83 %，利用小噴幅、低流量、慢槍速進(jìn)行噴涂，減少了立面整體的漆霧效果［3］。同時結(jié)合優(yōu)化機(jī)器人負(fù)載狀態(tài)，細(xì)化對凹面和特定造型點的旋杯噴涂角度。

附圖中分別是軌跡調(diào)整前后的中涂膜厚、清漆膜厚及其標(biāo)準(zhǔn)差（附圖a和附圖b），以及目視外觀數(shù)據(jù)（附圖c）的柱狀圖，從附圖中可以看出，通過膜厚調(diào)整，中涂和清漆的膜厚均一性得到改善，中涂立面膜厚由原來的均值46.2 μm降低至40.8 μm，標(biāo)準(zhǔn)差由2.9降低至2.1。清漆立面膜厚由原來的均值48.6 μm提高至50.1 μm，標(biāo)準(zhǔn)差由3.2降低至2.5。外觀Lw由5.5降低至4.7，Sw由9.7降低至9.4，Lw：Sw由1∶1.76降至1∶2.0，DOI由93.7提升至94.5，目視外觀效果提升明顯。

附圖 噴涂軌跡優(yōu)化前后的外觀對比Figure Appearance comparison before and after optimization of spraying trajectory

2 結(jié)語

為了適應(yīng)車輛量產(chǎn)的生產(chǎn)節(jié)拍，需要取消中涂后的立面打磨工序，通過多工序優(yōu)化來降低取消打磨工序帶來的副面作用，以保證車身仍具有良好的目視外觀效果。以黑色面漆外觀提升為例進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：（1）在焊裝和沖壓階段，改進(jìn)白車身的粗糙度和潔凈度、降低電泳后粗糙度和打磨點；（2）在烘干階段，優(yōu)化烘干爐爐溫（包括面漆爐溫、閃干爐溫和中涂爐溫）；（3）在噴涂階段，細(xì)化噴涂軌跡（主要是噴涂機(jī)器人的負(fù)載狀態(tài)、噴涂角度和噴涂重疊率），均能明顯地改善車身的目視外觀效果，進(jìn)行小批量生產(chǎn)后依然保持穩(wěn)定。后續(xù)將對其余顏色車身按照上述方法進(jìn)行優(yōu)化，期待整體車型的顏色外觀均有所提升。