李抗戰(zhàn)

（寶雞吉利汽車部件有限公司，陜西 寶雞 721000）

隨著汽車的普及，人們對(duì)汽車的外觀要求越來越高。在涂裝生產(chǎn)過程中，影響涂裝外觀質(zhì)量的主要因素是顆粒、漆渣、纖維等缺陷。汽車涂裝生產(chǎn)工序繁多，涂裝外觀出現(xiàn)不良時(shí)需要小修或返工，影響生產(chǎn)效率，并且大幅增加能耗和成本，因此提高涂裝質(zhì)量和效率一直是涂裝生產(chǎn)管理者關(guān)注的主要問題。解決這些問題的根本就是要提升涂裝過程的潔凈度，從涂裝車間和汽車產(chǎn)品的規(guī)劃開始就要考慮降低灰塵和顆粒的影響。從車間布局、白車身潔凈度、輔料質(zhì)量、工裝工具、涂裝工藝等方面入手進(jìn)行全方位的規(guī)劃，提升涂裝生產(chǎn)的過程管控，減少涂裝打磨點(diǎn)，減少涂裝不良的發(fā)生，最終實(shí)現(xiàn)涂裝整體外觀質(zhì)量的提升。

1 涂裝車間不同潔凈度區(qū)域的管理要求

汽車涂裝過程工序多，分布空間大，因此不同區(qū)域?qū)崈舳鹊燃?jí)的要求不同[1]，具體見表1。

表1 涂裝潔凈度區(qū)域控制要求Table 1 Cleanliness control requirements for different areas in painting workshop

那么涂裝車間潔凈度具體如何管理？如圖1 所示，建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防和管控：(1)被涂工件表面(車身)清潔度，主要包括焊渣和油污；(2)油漆材料，主要包括雜質(zhì)、污染物(如油、汗?jié)n、化妝品等，下同)；(3)作業(yè)區(qū)域環(huán)境，主要包括灰塵、雜質(zhì)；(4)與產(chǎn)品有直接或間接接觸的物料，主要包括纖維、污染物；(5)涂裝公用系統(tǒng)的水和壓縮空氣，主要包括油污和含水率[2]。

圖1 涂裝潔凈度管理示意圖Figure 1 Sketch showing how to control the cleanliness during painting process

2 提升涂裝潔凈度的相關(guān)設(shè)計(jì)

2. 1 涂裝車間廠房和設(shè)備的設(shè)計(jì)

在涂裝廠房設(shè)計(jì)之初就應(yīng)綜合考慮涂裝潔凈度的管控和預(yù)防，提升涂裝車間的密封性，降低設(shè)備使用過程中的顆粒和污染。具體可以從人流、物流和設(shè)備選型來考慮。

2. 1. 1 人流

人流的潔凈度預(yù)防就是要控制人員進(jìn)出車間帶入的灰塵、纖維。如圖2 所示，在車間大門前布置水盤和粘塵墊，可以對(duì)人員鞋底的灰塵進(jìn)行清洗和擦拭，減少人員帶入的灰塵。進(jìn)入人員穿戴防靜電連體服，并通過車間風(fēng)淋門，可以減少人員帶入的纖維。風(fēng)淋門盡可能設(shè)計(jì)成L 型或Z 型，避免直通式結(jié)構(gòu)，減少風(fēng)淋門打開過程中外界灰塵的進(jìn)入。

圖2 涂裝車間入口設(shè)置洗鞋水盤Figure 2 Shoe washing tray placed at the entrance of painting workshop

2. 1. 2 物流

物流的潔凈度主要考慮預(yù)防進(jìn)出物料、車身通過及前后工序交接過程中的灰塵顆粒。如圖3 所示，涂裝車間物料進(jìn)出通道應(yīng)設(shè)置為雙層隔離門，物料進(jìn)入隔離通道后，關(guān)閉第一道門，再打開第二道門，避免外界灰塵的直接帶入。

圖3 涂裝車間物料輸送雙道門Figure 3 Double-door path for material conveying in painting workshop

車身從焊裝區(qū)進(jìn)入涂裝區(qū)，以及從涂裝區(qū)去往總裝區(qū)的通道進(jìn)口和出口增加隔離風(fēng)幕和圍蔽，避免兩區(qū)域通廊形成的穿堂風(fēng)將焊裝和總裝低潔凈度區(qū)域的灰塵纖維吹入涂裝區(qū)，如圖4 所示。

圖4 焊裝區(qū)到涂裝區(qū)入口的圍蔽Figure 4 Enclosure between welding area and painting area

影響車身表面潔凈度的涂裝車間內(nèi)部區(qū)域也要進(jìn)行圍蔽防護(hù)，例如電泳儲(chǔ)存區(qū)在生產(chǎn)過程中有送排風(fēng)，空氣潔凈度較高，生產(chǎn)流動(dòng)快，車身不易積塵，但在停產(chǎn)期間送排風(fēng)停止，儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)車身表面就會(huì)飄落浮塵，需對(duì)儲(chǔ)存區(qū)做封閉。汽車涂裝車間一般有兩層操作區(qū)，兩層之間通過升降機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)，在升降過程中升降機(jī)后部形成負(fù)壓而帶動(dòng)周邊灰塵流動(dòng)，并飄落到車身表面，影響涂裝質(zhì)量，因此要對(duì)升降機(jī)進(jìn)行圍蔽，如圖5 所示。

圖5 涂裝車間內(nèi)的升降機(jī)圍蔽Figure 5 Enclosure of elevator in painting workshop

2. 1. 3 設(shè)備選型

涂裝工藝室體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮密封性和操作便利性。噴漆室屬于高潔凈區(qū)，人員進(jìn)出口通常設(shè)置有風(fēng)淋門，但噴漆室內(nèi)的格柵清理搬運(yùn)需要從噴漆室側(cè)門進(jìn)行。如圖6 所示，在噴漆室側(cè)門安裝回形門，以避免搬運(yùn)格柵時(shí)車間內(nèi)的送風(fēng)直接吹到噴漆室。閃干爐、烘干爐的出入口安裝隔離門，以便隔離停產(chǎn)期間外界的灰塵。工藝室體設(shè)計(jì)還應(yīng)結(jié)合室體的使用功能來選用合適的設(shè)備材質(zhì)，例如：對(duì)于閃干室體，揮發(fā)的水分多，應(yīng)選擇不銹鋼材質(zhì)的送風(fēng)風(fēng)機(jī)和風(fēng)管，避免發(fā)生圖7 所示的銹蝕現(xiàn)象。

圖6 噴房回形門設(shè)計(jì)Figure 6 Design of looped door in spray booth

圖7 銹蝕的閃干爐送風(fēng)管Figure 7 Rust on air supply pipeline of flash furnace

2. 2 車身/工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工件在涂裝前要經(jīng)過水洗、脫脂、表調(diào)、磷化、電泳等工序，因此需要考慮車身瀝液性，盡可能減少工件積液，避免工件表面出現(xiàn)流痕。瀝液孔設(shè)計(jì)在車身部件最低點(diǎn)(如四門裙邊邊緣、機(jī)蓋最前端等)。根據(jù)瀝液量和節(jié)拍計(jì)算瀝液孔直徑，讓液體盡可能從工件表面快速排出。四門兩蓋的包邊應(yīng)密封嚴(yán)實(shí)，控制折邊膠的幅度和包邊距離，充分填充包邊縫隙，控制包邊縫隙在0.1 mm 以下，減少膠泡(見圖8 和圖9)的產(chǎn)生[3]。

圖8 密封膠泡產(chǎn)生原因示意圖Figure 8 Sketch showing the causes of blistering on sealant

圖9 車門包邊膠泡Figure 9 Blistering on sealant at the edge of automobile door

2. 3 工裝設(shè)計(jì)

為保證在涂裝電泳和噴漆過程中車身上的涂膜完整，應(yīng)安裝四門兩蓋的工裝，以避免車門、機(jī)蓋與車身本體發(fā)生碰撞。設(shè)計(jì)工裝時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：

(1) 拆裝簡便、快速；

(2) 安裝面和接觸面應(yīng)在車身內(nèi)外飾裝配后的遮蔽區(qū)；

(3) 應(yīng)便于清理和維護(hù)。

3 提升涂裝潔凈度的過程管控

通過優(yōu)化廠房設(shè)備的布局和設(shè)計(jì)、車身/工件的結(jié)構(gòu)以及工裝結(jié)構(gòu)等，能夠從前端規(guī)避可能影響車身潔凈度的各種不利因素，顯著減少后期的維護(hù)和清理工作量。但在涂裝運(yùn)營過程中，還應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等方面予以充分、全面和細(xì)致的管控，才能保證涂裝潔凈度。

3. 1 人員管控

減少人員帶入的纖維和污染是首要的管控問題。人員進(jìn)入涂裝車間必須嚴(yán)格遵守勞保穿戴規(guī)定，做好全面防護(hù)。對(duì)進(jìn)入高潔凈區(qū)的人員還應(yīng)進(jìn)行衣服粘塵。與車身有接觸的人員禁止涂抹護(hù)膚品和化妝品，且上線操作前應(yīng)洗手，避免汗?jié)n污染。

3. 2 設(shè)備管控

重點(diǎn)關(guān)注影響漆膜質(zhì)量的設(shè)備保潔。例如：機(jī)器人旋杯和霧化器應(yīng)有明確的保潔規(guī)范和流程，外加電極要采用防護(hù)膠管防護(hù)，減少電極的污染；空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、消音罩等長時(shí)間處于高濕環(huán)境，容易銹蝕，應(yīng)定期進(jìn)行除銹和防護(hù)；空調(diào)表冷器容易堵塞，應(yīng)定期采用脫漆劑清洗，提高通風(fēng)效率。涂裝各工藝區(qū)域設(shè)備過濾器更換、壁板及風(fēng)嘴的保養(yǎng)和清潔等都要有明確的管理規(guī)范。

3. 3 物料管控

涂裝使用的輔料非常多，與產(chǎn)品直接或間接接觸的物料應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)其是否容易掉纖維以及是否含有污染性物質(zhì)。過濾器、擦拭紙、粘塵布、機(jī)器人衣服等應(yīng)進(jìn)行潛纖維測(cè)試，常規(guī)要求潛纖維不超過3 根/cm2。

3. 4 工藝管控

對(duì)于可能產(chǎn)生灰塵和影響潔凈度的工序工位，可采取適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和優(yōu)化措施。例如：打磨室容易產(chǎn)生灰塵，需安裝噴霧加濕系統(tǒng)，減少灰塵漂浮，并將吹掃和擦凈工位進(jìn)行隔離，減少打磨灰飄散到擦凈工位；編色區(qū)、噴漆區(qū)的壁板和地板可涂抹粘塵劑，以減少漂浮的灰塵；在打磨室出口和擦凈室入口加裝靜電除塵設(shè)備，減少車身對(duì)纖維和灰塵的吸附。

3. 5 環(huán)境管控

涂裝環(huán)境維護(hù)應(yīng)做好送排風(fēng)的管控。送風(fēng)系統(tǒng)需要過濾清潔，可在公用區(qū)域的出口安裝過濾器，避免因設(shè)備長期使用過程中產(chǎn)生的銹渣顆粒影響涂裝車間潔凈度。另外，對(duì)于供應(yīng)的壓縮空氣，必須嚴(yán)格控制含塵量和含油量，定期對(duì)壓縮空氣進(jìn)行縮孔檢測(cè)。

3. 6 檢測(cè)管控

為了管控涂裝潔凈度，對(duì)于進(jìn)入涂裝的主料和輔料要進(jìn)行相應(yīng)的物料進(jìn)貨確認(rèn)。在常規(guī)涂裝生產(chǎn)過程中，由專業(yè)保潔分析員對(duì)涂裝車身表面的顆粒、纖維缺陷進(jìn)行采樣分析，確認(rèn)其來源，并且通過長時(shí)間的檢測(cè)累積，建立顆粒纖維缺陷來源樣本庫，便于后期比對(duì)，提高檢測(cè)效率，如圖10 和圖11 所示。

圖10 涂裝潛纖維缺陷樣本庫Figure 10 Sample database of latent fibers existing during painting process

圖11 涂裝潛纖維檢測(cè)比對(duì)圖Figure 11 Diagram for comparison of the detection results of latent fibers existing during painting process

4 結(jié)語

涂裝潔凈度對(duì)涂裝質(zhì)量的影響巨大，涂裝管理水平集中體現(xiàn)在潔凈度管控的好壞和打磨點(diǎn)的多少兩方面。但管控涂裝潔凈度是一項(xiàng)系統(tǒng)性、長期性的工作，需要關(guān)注影響潔凈度的每個(gè)細(xì)節(jié)，落實(shí)潔凈度的管控要求。只有這樣，涂裝質(zhì)量才能穩(wěn)步提高。