淺析B2 層色漆典雅黑車身外板一站噴涂成膜

李明，鄧俊杰，郭江華，楊磊，文志偉

（廣汽乘用車有限公司宜昌分公司，湖北 宜昌 443007）

隨著涂裝技術(shù)的發(fā)展，面漆噴涂領(lǐng)域已經(jīng)由傳統(tǒng)的3C2B油性色漆工藝逐步向B1B2 水性色漆工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化。B1B2 水性色漆噴涂工藝相較于傳統(tǒng)工藝主要有以下三點優(yōu)勢：首先，采用水性色漆材料能從源頭上減少VOC 氣體排放量，以及改善作業(yè)人員工作環(huán)境；其次，采用B1B2 緊湊型工藝有效減小噴房面積，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)能源消耗20%～30%；最后，相比于傳統(tǒng)工藝需要進行中涂層烘烤與打磨，B1B2 水性色漆工藝能實現(xiàn)色漆B1層與色漆B2層濕碰濕后進行快速閃干，大大縮短了工序長度，提高生產(chǎn)效率，同時免除中涂層烘烤，節(jié)約烤爐能源耗量。但是B1B2 緊湊型工藝也存在自身缺陷，主要有以下兩點：第一，該工藝對噴房溫、濕度管控精度要求高，漆面容易產(chǎn)生缺漆、流掛、失光等品質(zhì)問題；第二，該工藝對色漆閃干脫水率要求嚴苛，漆面容易產(chǎn)生針孔、失光、起泡等品質(zhì)不良。

本文基于本公司涂裝現(xiàn)場B1B2 緊湊噴涂工藝，結(jié)合水性色漆材料特性和噴涂設(shè)備性能，探索B2 層典雅黑色漆對車身外板采用一站成膜噴涂進行分析總結(jié)，從而達到提質(zhì)降本增效的目的，供業(yè)界同行參考。

1 B2 層色漆材料特性與施工現(xiàn)狀

1.1 色漆材料特性

隨著涂裝技術(shù)的發(fā)展，涂裝顏色也越來越豐富多彩，在施工方案上也根據(jù)不同材料屬性制定了相應(yīng)與之匹配的施工工藝。B2 層色漆從顏色上劃分可分為單顏色色漆和雙顏色色漆，從材料特性上又可劃分為素色漆和金屬/珠光漆。其中單顏色色漆最具代表性顏色為象牙白和典雅黑，雙顏色色漆最具代表性顏色為珍珠白，因此車身外板單顏色和雙顏色色漆涂層存在差異，其截面見圖1。根據(jù)材料屬性分類：象牙白為單顏色素色漆，典雅黑為單顏色珠光漆，珍珠白為雙顏色素色+珠光漆。

圖1 車身外板單顏色與雙顏色色漆涂層漆膜截面示意圖

1.2 B2 層典雅黑車身外板噴涂工藝現(xiàn)狀

本公司面漆噴涂采用B1B2 緊湊型噴涂工藝，其噴涂工藝流程圖見圖2 左。針對B2 層典雅黑色漆屬于單顏色珠光色漆，藍色珠光粉的排布可能會影響到漆膜色差，因此在顏色開發(fā)、調(diào)試過程中車身外板共由8 臺噴涂機器人采用兩次噴涂成膜工藝完成，B2 層色漆典雅黑車身外板噴涂工藝見圖2 右。此工藝優(yōu)點如下：（1）色漆漆膜中藍色珠光粉分布均勻，外觀一致性好；（2）兩站噴涂成膜，涂料霧化效果好，閃干脫水率高，失光、針孔品質(zhì)缺陷發(fā)生概率低；（3）兩站噴涂成膜，涂料填充效果好，對噴涂仿形精度要求低，缺漆、流掛品質(zhì)缺陷發(fā)生概率低。但是本工藝也存在缺陷，兩站噴涂色漆材料涂裝效率低，在色漆材料和清洗溶劑浪費的同時，生產(chǎn)等量產(chǎn)品產(chǎn)生更多的三廢。典雅黑作為涂裝生產(chǎn)主色，生產(chǎn)需求大，因此亟需探索新工藝提升漆膜涂裝效率，達到提質(zhì)降本增效的目的。

圖2 B1B2 緊湊型噴涂工藝流程及B2 層典雅黑色漆車身外板噴涂工藝簡圖

2 典雅黑色漆車身外板一站噴涂驗證與施工性能評價

2.1 典雅黑色漆車身外板膜厚及膜厚均一性驗證

根據(jù)現(xiàn)場典雅黑色漆車身外板兩站噴涂成膜工藝實施方案，在現(xiàn)有噴涂仿形不變的前提下，針對噴涂工藝參數(shù)設(shè)定，我們采用了正交試驗法，快速找到較優(yōu)的噴涂工藝參數(shù)。本工藝使用噴涂設(shè)備是Versabell3 霧化器，采用內(nèi)加電噴涂方式，噴涂時靜電壓70kV 接近設(shè)備上限，因此在正交試驗中設(shè)定為非變量因子。假設(shè)典雅黑色漆車身外板兩站噴涂工藝參數(shù)：吐出量、旋杯轉(zhuǎn)速、成形空氣，第一站分別為A1、B1、C1，第二站分別為A2、B2、C2。

基于上述假設(shè)，本試驗采用三因素三水平正交法，典雅黑色漆車身外板一站噴涂工藝參數(shù)吐出量、旋杯轉(zhuǎn)速、成形空氣分別為F、S、R，并令F=A1+A2，S=B1=B2（兩站噴涂旋杯轉(zhuǎn)速相同），R=C1+C2。本次驗證目的是提升涂裝涂著效率，所以F 三水平分別為F1=0.9F，F(xiàn)2=0.8F，F(xiàn)3=0.7F；由于噴涂吐出量大幅增加，提升旋杯轉(zhuǎn)速才能達到較優(yōu)的霧化效果，所以S 三水平分別為S1=1.1S，S2=1.2S，S3=1.3S；由于外板噴涂成形空氣過大會導(dǎo)致漆霧反彈，涂裝效率降低，所以R三水平分別為R1=0.9R，R2=0.7R，R3=0.5R。因此，本次典雅黑色漆車身外板一站噴涂驗證色漆單層膜厚測試點位由上至下取3 個點，試驗方案的膜厚及膜厚均一性測試結(jié)果見表1。

表1 SUV 車型典雅黑色漆車身外板一站噴涂正交試驗?zāi)ず窦澳ず窬恍则炞C結(jié)果（膜厚單位μm）

通過9 組正交試驗，SUV 車型B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂膜厚測試結(jié)果可以得出：采用第2 組噴涂工藝參數(shù)，典雅黑色漆層膜厚均在膜厚標準（8～13μm）范圍內(nèi)，且膜厚均一性較好。

2.2 典雅黑色漆車身外板一站噴涂復(fù)合涂層外觀評價

結(jié)合本公司涂裝涂膜外觀標準針對典雅黑色漆車身外板一站噴涂復(fù)合涂層長（LW）、短波（SW）值、鮮映性（DOI）評價。從圖3 中數(shù)據(jù)可知，典雅黑色漆車身外板一站噴涂成膜漆膜外觀均在規(guī)定標準范圍內(nèi)，目視無色相差異。此外對比一站與兩站噴涂可知：（1）典雅黑色漆車身采用一站噴涂成膜整車外板LW、SW 值略低于兩站噴涂成膜；（2）一站成膜整車垂直面DOI 值高于兩站成膜。通過數(shù)據(jù)對比分析，我們得出典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂成膜外觀商品性更好。

圖3 典雅黑色漆車身外板一站與兩站噴涂復(fù)合涂層外觀數(shù)據(jù)對比

3 B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂優(yōu)勢

3.1 材料成本節(jié)省和生產(chǎn)效率提升

結(jié)合材料特性，B2 層典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂，涂裝效率提升3%，能有效降低直、輔材用量，在施工工藝創(chuàng)新的同時，達到提質(zhì)降本增效的目的。典雅黑色漆外板一站噴涂生產(chǎn)效率提升主要體現(xiàn)在以下兩方面：第一，設(shè)備保潔工時削減，生產(chǎn)節(jié)拍提升1.2JPH；第二，烘干爐、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備能源消耗節(jié)省，生產(chǎn)工時利用率提升3.6%，每日節(jié)省水電氣能源費用233.6 元。

3.2 設(shè)備故障抗風(fēng)險能力提升

本公司面涂領(lǐng)域象牙白和典雅黑為主色，目前色漆外板站所有車型均已實現(xiàn)一站噴涂。在象牙白和典雅黑正常生產(chǎn)情況下，只有前4 臺噴涂機器人作業(yè)，后4 臺機器人處于待作業(yè)狀態(tài)，即第一站噴涂。因此當(dāng)前4 臺機器人中出現(xiàn)某一臺機器人故障無法短時間恢復(fù)時，就可以采用前4 臺機器人待作業(yè)，后4 臺機器人作業(yè)，即第二站噴涂。

4 結(jié)語

綜上所述，通過工藝優(yōu)化實現(xiàn)B2 層典雅黑色漆車身外板一站噴涂成膜，主要得出下幾點建議：（1）一站成膜整車外板LW、SW 值略低于兩站噴涂成膜，整車垂直面DOI 值高于兩站成膜，以及整車外板無色差，擁有更好的外觀商品性；（2）典雅黑色漆車身外板一站噴涂工藝調(diào)試過程中容易產(chǎn)生漆膜失光，需對色漆材料、噴涂環(huán)境、烘烤設(shè)備參數(shù)及噴涂設(shè)備工藝參數(shù)進行精細化優(yōu)化與管理；（3）典雅黑色漆車身外板采用一站噴涂成膜，涂裝效率提升，節(jié)省直、輔材用量，提高生產(chǎn)效率，以及提升噴涂機器人故障后的抗風(fēng)險能力。