保險杠套色分色槽面向制造的結構設計規(guī)范

楊娟，申小敏

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

保險杠套色分色槽面向制造的結構設計規(guī)范

楊娟，申小敏

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

汽車市場顧客個性化、運動感需求，使得保險杠套色成為主流趨勢，基于套色貼膜工藝和套色噴涂工藝的可行性，研究套色分色槽結構設計，得出分色槽設計要求，輸入汽車造型設計，達到造型設計面向制造、制造兼顧造型設計的目的，從而縮短保險杠開發(fā)周期，大幅度提升保險杠的合格率和生產(chǎn)效率。

保險杠；分色槽設計；套色貼膜工藝；套色噴涂工藝

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，行業(yè)競爭也越來越激烈，因此，汽車企業(yè)不得不尋求低成本、高品質(zhì)的發(fā)展路線，即在最短的時間內(nèi)開發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品，在“客戶需要之時”，將其“期待的汽車”，“及時地”推向市場，贏占市場先機，提高自身競爭優(yōu)勢。此外，隨著生活水平的提高，消費者對汽車認知能力不斷提髙，運動感、科技感、個性化的需求越來越凸顯，細節(jié)要求也越來越挑剔、苛刻，使得汽車外觀造型及色彩越來越受到關注與重視。前后保險杠作為汽車重要的外飾件，除了注重自身的造型外，還講究多種顏色的搭配效果，它是評價整車造型是否動感及美觀的重要考量項。

目前，套色貼膜噴涂是實現(xiàn)保險杠多種色彩的主流生產(chǎn)工藝。其直接影響保險杠生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。因此，通過對套色貼膜工藝和套色噴涂工藝的可行性研究，指導套色分色槽結構設計，得出分色槽設計要求，輸入汽車造型設計，達到造型設計面向制造、制造兼顧造型設計的目的。一方面縮短產(chǎn)品研發(fā)設計、工藝設計和生產(chǎn)制造過程的實踐周期，另一方面大幅度提升保險杠的合格率和生產(chǎn)效率。

1 保險杠套色質(zhì)量現(xiàn)狀

保險杠要求套色分色線清晰、平整及連續(xù)，不允許出現(xiàn)鋸齒、發(fā)白、過渡不順等外觀缺陷。在開發(fā)過程和批量量產(chǎn)過程中，分色線經(jīng)常出現(xiàn)鋸齒、發(fā)白、過渡不順等不同程度缺陷，導致這些問題的根本原因是分色槽設計不合理，即未考慮到生產(chǎn)現(xiàn)場制造工藝，例如：如何保證分色膠帶黏貼到到位；如何保證分色膠帶平順過渡，即轉(zhuǎn)彎處與分色線一致；如何保證分色膠帶經(jīng)過噴涂前處理（水洗、靜電除塵）不容易翹起；如何保證分色槽內(nèi)不積油漆等等。常用的解決方法是貼分色膠帶時使用扁平工具反復壓緊套色膜，或增加一層分色膠帶黏貼，或噴涂下線返修。但這些方法對員工操作依賴強，增加員工操作工時，生產(chǎn)效率低，而且不能夠完全解決問題，產(chǎn)品合格率低、生產(chǎn)成本高。

2 保險杠套色貼膜工藝

2.1 套色貼膜工藝

保險杠套色槽按照其結構特征，可以分為V型套色槽和U型套色槽，詳見圖1和圖2。本文主要研究V型套色槽[1]。

圖1V型套色槽

圖2U型套色槽

套色用原材料主要有分色膠帶和套色膜兩種。分色膠帶為4～6 mm寬膠帶，要求膠帶與保險杠表面黏性要好，而且防水、耐高溫；反包膜由20 mm左右寬的膠帶和PE膜組成，膠帶一側(cè)是已經(jīng)粘貼在PE膜上，膠帶的另一側(cè)用于粘貼在零件上，PE膜要結實，不能夠過薄或過厚，要求經(jīng)過噴涂前處理（水洗等）不容易破，自身容易折彎固定[2]。

套色貼膜工藝：①保險杠放置在貼膜工裝上，要求人眼很容易捕捉到整條分色線的分色槽根部；②粘貼分色膠帶，沿著分色槽根部黏貼到位，要求分色膠帶與分色線走勢一致，并壓緊使膠帶與零件間沒有空隙；③沿著分色線粘貼反包膜，要求不能完全覆蓋分色膠帶，并壓緊使膠帶與分色膠帶或零件間沒有空隙；④反包，零件翻轉(zhuǎn)到背部，將不需要噴涂的地方遮蓋包覆，并固定；⑤剪排水口，噴涂前處理有水洗時才需要在零件背部將反包膜剪出排水口。

2.2 套色貼膜工藝對套色質(zhì)量影響

通過上述對套色貼膜工藝的研究，發(fā)現(xiàn)套色缺陷主要集中在第①、②操作工序上。

操作工序①：要求人眼很容易捕捉到整條分色線的分色槽根部。產(chǎn)品設計時分色槽深度整體設計很淺或局部一段角度變化多等造成分色槽視覺不明顯，由于模具整段燒焊風險大，分色槽結構無法更改，常用的解決方法為調(diào)整貼膜工裝角度，增加貼膜工位光源，依靠操作員工操作熟練度，但這些都不能有效解決問題。因此，分色槽結構設計首先要保證整條分色線的分色槽視覺清晰。

操作工序②：要求分色膠帶黏貼到位，即與分色線走勢一致，并壓緊使膠帶與零件間沒有空隙。分色槽深度設計過深或分色槽局部沒有貼膜操作空間，手指或指甲無法伸進去，就無法確保分色膠帶粘貼到位；分色線形狀復雜，突變轉(zhuǎn)角多，轉(zhuǎn)角小過渡不平順，人工操作很難保證分色膠帶與分色線走勢一致，而且由于分色膠帶自身內(nèi)應力，轉(zhuǎn)角處膠帶拉的過緊，膠帶易翹起，很難保證膠帶與零件間沒有空隙，拉的過松，很難保證分色膠帶粘貼到位。因此，分色槽結構設計要保證貼膜操作空間足夠，整條分色線形狀盡量簡單，局部轉(zhuǎn)角盡量鈍角過渡平順。

3 保險杠套色噴涂工藝

3.1 套色噴涂工藝

保險杠套色噴涂工藝與一般的噴涂主要差異在于多了兩道工序，即修補套色膜和撕套色膜工序。套色噴涂工藝流程如下：套色貼膜后上件→脫脂→水洗→吹干→修補套色膜→烘干→冷卻→靜電除塵→底漆噴涂→底漆流平→面漆噴涂→面漆流平→清漆噴涂→清漆流平→烘烤→冷卻→下線檢驗→下線轉(zhuǎn)運→拋光、撕套色膜[3]。

3.2 套色噴涂工藝對套色質(zhì)量影響

通過上述對套色噴涂工藝的研究，發(fā)現(xiàn)套色缺陷主要集中在噴涂前處理（脫脂→水洗→吹干）和面漆流平過程中。

噴涂前處理階段，經(jīng)水洗、吹干，套色膠帶局部易翹起，造成溢漆，導致分色線不平整不連續(xù)。產(chǎn)品設計時，分色槽膠帶粘貼平面設計過小，或者粘貼面由多個面組成，面面間過渡不平滑，均易造成上述套色缺陷。由于影響造型風格或模具更改風險大，常用的解決方法是噴涂前處理后修補套色膜和下線返修，但這些方法都不能有效解決問題。因此，分色槽結構設計要保證有足夠的膠帶粘貼平面，多個粘貼平面時要保證面面間平順過渡。

面漆流平過程中，易出現(xiàn)積漆現(xiàn)象或者分色槽噴漆側(cè)漆膜過薄，造成分色線鋸齒或分色槽噴漆側(cè)露底（有油漆起泡風險），其根本原因是分色槽深度過深或分色槽V型夾角太小，形成深腔結構，上漆效果差。常用的解決方法是針對缺陷位置增加噴涂流量，或調(diào)整噴涂工裝角度，或調(diào)整噴槍角度，問題改善效果不佳，而且導致其他大面位置積漆形成流掛。因此，分色槽結構設計需考慮噴涂仿形，保證分色線一側(cè)噴漆面噴漆到位。

4 保險杠分色槽結構設計

通過上述對套色貼膜工藝和套色噴涂工藝研究，得出分色槽結構設計規(guī)范：

（1）分色槽深度（見圖3）：深度越深，貼膜時人眼越容易捕捉到分色槽根部，有利于分色膠帶粘貼到位，而且裝車狀態(tài)下套色缺陷隱藏，即不易被視線看到。但是，深度過深，貼膜時手指或指甲伸不進去（手指厚約8 mm），分色膠帶粘貼到位難度大大增加；而且，噴漆過程易積漆或者分色槽噴漆側(cè)漆膜過薄。分色槽深度參考值為0.8～2 mm.

圖3 分色槽尺寸標示

（2）膠帶粘貼面（見圖3）

1）膠帶粘貼面寬度越窄，分色膠帶粘貼面積越小，經(jīng)過噴涂前處理膠帶容易翹起，造成噴漆溢漆。膠帶粘貼面寬度參考值≥（2～4）mm.

2）膠帶粘貼面避免連續(xù)轉(zhuǎn)角，特別是突變轉(zhuǎn)角，使得分色膠帶能夠平順黏貼。

3）膠帶粘貼面盡量在一個面上，多個面時面面間應平滑過渡。

（3）貼膜角度（見圖3）：角度越大，膠帶粘貼時手指操作空間越大，分色膠帶粘貼到位越容易，而且噴漆時流平效果好，越不容易積漆。但是，裝車位置分色線視覺明顯，套色缺陷很容易被視線看到。在分色槽深度確定的前提下，貼膜角度設計以手指前端或指甲能夠接觸到分色槽根部為基準。不同造型特征，則貼膜角度不同。如圖4、圖5、圖6及圖7所示，根據(jù)虛線與V型槽所形成的三角形區(qū)域能夠確保指甲接觸到分色槽根部，來確定貼膜角度。

圖4V型槽Ⅰ

圖5V型槽Ⅱ

圖6V型槽Ⅲ

圖7V型槽Ⅳ

（4）分色槽根部圓角（見圖3）：根部圓角越小，分色線越明顯，越有利于分色膠帶粘貼到位，綜合考慮模具工藝圓角，分色槽根部圓角半徑參考值R為0.2 mm.

（5）整條分色線形狀：分色線形狀盡量簡單，整體走勢平順，避免突變轉(zhuǎn)角。這樣有利于分色膠帶粘貼到位，保證分色膠帶粘貼邊界與分色線一致。

此分色槽結構設計規(guī)范，輸入汽車造型設計，達到造型設計面向制造、制造兼顧造型設計的目的，大大縮短產(chǎn)品研發(fā)設計、工藝設計和生產(chǎn)制造過程的實踐周期，同時大幅度提升保險杠的合格率和生產(chǎn)效率。

5 案例應用

某車型前保險杠（見圖8），造型階段將上述分色槽設計規(guī)范輸入造型設計，造型設計師在此基礎上美化分色槽細節(jié)設計。此保險杠制造生產(chǎn)開發(fā)過程中，套色貼膜操作方便到位，無需其他附加輔助操作或特別操作手法；套色噴涂前處理后分色膠帶不易翹起，噴涂過程中沒有積漆或分色槽噴漆側(cè)漆膜薄等現(xiàn)象；噴涂下線后，分色線清晰、平整、連續(xù)，基本無需下線返修，保證了此保險杠順利完成產(chǎn)能爬坡。某車型前保險杠套色分色線（a-b-c-d-e-f-g-h-i）如圖9所示。

圖8 某車型前保險杠

圖9 某車型前保險杠套色分色線（a-b-c-d-e-f-g-h-i）

6 結束語

本文通過研究保險杠套色貼膜工藝和套色噴涂工藝，深入生產(chǎn)現(xiàn)場進行實際調(diào)查，對保險杠套色分色槽結構設計進行總結，形成分色槽結構設計規(guī)范，輸入汽車造型階段。這種設計面向制造、制造兼顧造型的模式，不僅大幅度提升產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)效率，而且大大縮短產(chǎn)品研發(fā)設計、工藝設計和生產(chǎn)制造過程的實踐周期，也是在激烈的汽車行業(yè)競爭下，汽車企業(yè)贏占市場先機、提高自身競爭優(yōu)勢的重要途徑之一。

[1]武海剛.保險杠外觀多色化設計及生產(chǎn)工藝研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2013（18）：20-21，65.

[2]賴家財.一種新的汽車保險杠噴涂套色工藝的優(yōu)化設計[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014（16）：24-25.

[3]林惠，羅羽沖，劉琪，等.汽車保險杠的噴涂工藝[J].裝備制造技術，2012（08）：94-95，97.

Color Separation Groove’s Design for Manufacturing of Two-Tone Bumper

YANG Juan，SHEN Xiao-min
（SAIC-GM-Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

To meet the customers demand of personalized and sporty，two-tone bumper is the trend.This paper study the design of color separation groove based on two-tone bumper pasting and painting process，obtain the code for design of color separation groove，import the code to the stage of automobile styling，shorten the bumper development cycle and enhance the bumper percent of pass and production efficiency.

bumper；groove’s design；two-tone pasting process；two-tone painting process

U463.8

A

1672-545X（2017）03-0036-04

2016-12-13

楊娟（1989-），女，河南信陽人，本科，工程師，主要從事汽車外飾零件設計、研發(fā)工作。