轎車保險杠是轎車重要的外部裝飾件,隨著轎車涂裝要求的不斷提高,保險杠的涂裝也越來越受到各專業(yè)廠的重視。轎車保險杠主要采用塑料材質(zhì),涂料在其表面難于附著,另外塑料件的熱變形溫度低等,一般生產(chǎn)中選用的涂料的烘干溫度低于金屬件所用涂料的烘干溫度,因此塑料件涂裝和金屬件涂裝在工藝和涂裝材料等方面有很大不同,保險杠涂裝一般不和車身涂裝混線生產(chǎn)。目前國內(nèi)部分大型汽車制造廠已將保險杠的注塑和涂裝作為整車生產(chǎn)的一個重要部分,在規(guī)劃新工廠時建設(shè)保險杠的注塑和涂裝車間,如日本豐田在國內(nèi)建設(shè)的工廠中就建有樹脂車間(即保險杠等塑料件的注塑和涂裝車間)。國內(nèi)有些汽車制造廠的保險杠由大型專業(yè)塑料件加工廠提供,國內(nèi)大型汽車塑料件生產(chǎn)廠有江陰模塑和上海延鋒偉士通等。
國內(nèi)多條保險杠涂裝線的設(shè)計吸收了日韓、歐美等的經(jīng)驗技術(shù),這些涂裝生產(chǎn)線在工藝、設(shè)備布置、機械化形式上有很多不同的地方。為降低塑料保險杠的加工成本并提高其涂裝質(zhì)量,人們在涂裝材料、涂裝工藝和涂裝設(shè)備等方面進行了大量研究,取得了一定成果,因此涂裝線設(shè)計最近幾年發(fā)生了較大變化。
1涂裝線的總體布置
大型涂裝線的整體布置趨向于區(qū)域化和立體化。應(yīng)盡量將同種或同類設(shè)備和工序布置在同一個區(qū)域,以便于生產(chǎn)的組織和管理。一層主要布置上下件工位(包括緩存區(qū))、前處理、打磨、檢查、修飾及輔助設(shè)備;二層主要布置噴漆室、空調(diào)平臺區(qū)域;三層布置烘干室。這種立體化、設(shè)備分區(qū)的布置方式更有利于提高噴涂潔凈區(qū)的潔凈度,這對提高產(chǎn)品件一次下線合格率有很大幫助。整個涂裝車間為全封閉廠房,人工在上、下件時都站在生產(chǎn)線的單側(cè)操作,高端保險杠涂裝采用自動噴涂形式,噴漆室廢氣采用集中高空排放或廢氣集中焚燒后排放,供漆系統(tǒng)采用集中供漆與線邊小系統(tǒng)供漆相結(jié)合的模式。
2涂裝材料
塑料保險杠耐熱性較差,高溫時易變形,因此保險杠涂裝一般不能選擇烘干溫度過高的涂料,現(xiàn)國內(nèi)使用的涂料烘干溫度大致為80±5℃和120±5℃。保險杠涂層為復(fù)合涂層即底漆+色漆+清漆,底漆有雙組分和單組分兩種,色漆多采用單組分油漆,清漆多采用雙組分油漆。雙組分底漆烘烤后具有較好的遮蓋力,并且可對表面顆粒等油漆缺陷進行打磨處理,特別適用于塑件本身外觀較差的情況,但雙組分底漆濕膜狀態(tài)下的導(dǎo)電性一般比較差,如底漆不進行烘干就噴涂色漆會影響色漆的附著力。雙組分清漆施工范圍寬,同單組分清漆相比,具有污染少、調(diào)整容易的優(yōu)點。采用雙組分底漆和清漆體系的涂裝存在設(shè)備投資大、油漆輸送管路保養(yǎng)復(fù)雜等缺點,但油漆本身容易調(diào)整,且易于獲得良好的漆膜表面狀態(tài)。
3涂裝工藝
3.1涂裝線的主要工藝形式
塑料保險杠常用的涂裝工藝流程有以下幾種:
三噴兩烘(3C2B)工藝:上件→前處理→水分烘干→強冷→火焰處理→上遮蔽→除靜電→噴底漆→流平→底漆烘干→強冷→底漆檢查/打磨→除靜電→噴色漆→流平→噴清漆→流平→烘干→強冷→檢查修飾→下件→不合格品返修;
三噴一烘(3C1B)上件→前處理→水分烘干→強冷→火焰處理→上遮蔽→除靜電→噴底漆→流平→噴色漆→流平→噴清漆→流平→烘干→強冷→檢查修飾→下件→不合格品返修;
3C1B工藝可節(jié)省設(shè)備的一次性投資及后期的設(shè)備運行成本,國內(nèi)已有產(chǎn)能較大的塑料保險杠涂裝線采用此工藝形式,并已投入批量生產(chǎn),運行情況比較穩(wěn)定。
3.2前處理
塑料保險杠涂裝前的前處理主要是去除工件表面的灰塵、油污和殘留的脫模劑等,同時對表面進行活化處理。前處理不好容易造成漆膜的附著力不良、縮孔和顆粒等缺陷。前處理有兩種形式,一種是自動噴淋,一種是人工擦拭。自動噴淋是將工件掛在輸送設(shè)備上經(jīng)過前處理噴淋線,主要工序為:預(yù)脫脂→脫脂→水洗1→水洗2→新鮮DI水洗→吹水→水分烘干→強冷;人工擦拭主要是人工用溶劑擦拭整個工件表面,可減少設(shè)備的一次性投資及其運行成本。國內(nèi)大批量的塑料保險杠涂裝線多采用自動噴淋,小批量保險杠涂裝及小件涂裝多采用手工擦拭方式。
3.3火焰處理
火焰處理可進一步活化工件表面。由機器人向工件表面噴射火焰,在火焰處理工序后設(shè)置了手工和自動除靜電工序,以增強工件與涂膜的結(jié)合力。
3.4上遮蔽
上遮蔽主要是對工件表面某些不需要噴涂區(qū)域進行遮蔽處理,一般線上遮蔽較困難,多采用線外遮蔽。
3.5噴漆
工件噴涂多采用機器人自動噴涂與人工噴涂相結(jié)合的方式,先是自動噴涂,然后是人工檢查補噴。有的生產(chǎn)線調(diào)試完成進入批量生產(chǎn)時已經(jīng)可以完全自動化噴涂,自動涂裝主要采用機器人噴涂,一般底漆多采用空氣噴槍,色漆2個工作站一般采用旋杯工作站+噴槍工作站,清漆2個工作站一般采用噴槍+旋杯工作站。
4涂裝設(shè)備
塑料保險杠涂裝線的設(shè)備主要有機械化輸送設(shè)備、前處理設(shè)備、火焰處理設(shè)備、噴漆室設(shè)備、烘干爐和人工工作區(qū)設(shè)備等。
4.1機械化輸送設(shè)備
塑料保險杠噴涂線機械化輸送設(shè)備的形式較多,有普通懸掛輸送鏈、反向積放鏈和滑橇輸送、摩擦輸送形式等?;凛斔托问讲贾渺`活多變,國內(nèi)近幾年建成的生產(chǎn)線很多都采用了滑橇輸送,日系保險杠涂裝線主要采用反向積放鏈和摩擦輸送方式??紤]到前處理工藝輸送系統(tǒng)的部分設(shè)備有防水性和抗腐性的要求以及烘干工序的溫度影響,一般前處理、烘干工序中滑橇輸送系統(tǒng)的驅(qū)動裝置采用外置式。
4.2前處理設(shè)備
前處理設(shè)備主要有非標設(shè)備、循環(huán)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)等。塑料保險杠的脫脂液是偏酸性(pH值一般在6.4左右)的,不同于車身的脫脂液,所以前處理設(shè)備要考慮耐酸性,建議前處理封閉室體、槽體采用不銹鋼材料。前處理設(shè)備室體頂部裝有排風(fēng)機,以避免氣體向室體外擴散,建議前處理室體一側(cè)設(shè)檢修平臺、室體設(shè)檢修門、檢修門加裝懸臂式探照燈,便于有關(guān)人員進行設(shè)備維修及維護。
4.3噴漆室
國內(nèi)現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)線的噴漆室有文氏噴漆室、水旋噴漆室和水簾式噴漆室等,現(xiàn)多采用文氏噴漆室。噴漆室送、排風(fēng)系統(tǒng)有全新風(fēng)方式和自循環(huán)風(fēng)方式兩種。全新風(fēng)方式是噴漆室送風(fēng)空調(diào)機組從室體外取風(fēng)后,經(jīng)過空調(diào)機組多級處理后送入噴漆室,風(fēng)經(jīng)過噴漆室利用后通過噴漆室排風(fēng)風(fēng)機全部排入大氣;自循環(huán)風(fēng)方式是噴漆室內(nèi)的風(fēng)循環(huán)利用(即風(fēng)通過送風(fēng)空調(diào)進入噴漆室,然后再經(jīng)過循環(huán)風(fēng)處理設(shè)備返回到送風(fēng)空調(diào)再利用),噴漆室風(fēng)不是全部排放,只進行部分排放及部分補充。補風(fēng)與排風(fēng)的風(fēng)量多少要根據(jù)噴漆室的風(fēng)量平衡、噴漆室中廢氣爆炸極限濃度和油漆性能要求進行計算,有的生產(chǎn)線的風(fēng)量補充量設(shè)計為總循環(huán)風(fēng)量的10%、30%等。噴漆室排風(fēng)和補風(fēng)的風(fēng)量不宜過低,過低會導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)中有機溶劑含量過高,易造成
漆膜表面失光,且噴涂施工參數(shù)的調(diào)控較困難。采用循環(huán)風(fēng)的噴漆室的廢氣濃度較高(超過國家環(huán)保標準要求),需將廢氣焚燒后排放到大氣中(經(jīng)焚燒處理后的廢氣可以滿足國家的環(huán)保要求)。噴漆室的溫度一般要求控制在23℃左右,冬季要進行換熱、夏季要進行制冷,采用全新風(fēng)形式的涂裝生產(chǎn)線的能耗較大。采用循環(huán)風(fēng)空調(diào)方式可以減少生產(chǎn)線能耗(綜合能耗可降低30%以上,相關(guān)設(shè)備的裝機功率能減少40%)、節(jié)約運行成本。噴漆室采用循環(huán)風(fēng)方式送風(fēng),相應(yīng)配合的噴涂形式要采用自動噴涂,因為循環(huán)風(fēng)空氣中有害氣體含量較高,不適合人工操作,如人工噴涂要穿戴有防毒功能的服裝和面具。
4.4烘干爐
烘干爐的形式主要有直通式、橋式和П型3種。日系涂裝生產(chǎn)線機械化輸送多采用反向積放鏈形式,烘干爐為橋式烘干爐;歐美體系采用輕型滑橇輸送系統(tǒng),烘干爐為П型烘干爐。烘干爐多采用雙行程烘干爐,可減少烘干室散熱面積,降低能耗。
4.5供漆系統(tǒng)
供漆系統(tǒng)有兩種,一種是集中供漆系統(tǒng),即所有的油漆都集中在特定的區(qū)域內(nèi)進行調(diào)配,集中供漆系統(tǒng)要盡量布置在距離3個噴漆室近的地方,減少因供漆管路過長造成的壓力損失和溫度損失,并避免管路清洗困難等;另一種是線邊系統(tǒng),即輸調(diào)漆設(shè)備放置在噴涂室附近。線邊系統(tǒng)使用的供漆罐容積相對集中供漆要小很多,因此線邊系統(tǒng)也被稱為小系統(tǒng)。小系統(tǒng)的優(yōu)勢是能夠滿足較小油漆投料情況下的噴涂生產(chǎn),用于不經(jīng)常生產(chǎn)的色漆、新顏色試制和臨時調(diào)整色的涂裝;集中供漆系統(tǒng)用于底漆、清漆和幾種量大的色漆。
轎車塑料保險杠的涂裝線工藝設(shè)計