節(jié)能減排新工藝技術應用于汽車涂裝的研究

300113 中國汽車工業(yè)工程有限公司 天津|劉彪 王策

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節(jié)能減排新工藝技術應用于汽車涂裝的研究

300113 中國汽車工業(yè)工程有限公司 天津|劉彪 王策

摘要：在我國汽車業(yè)高速發(fā)展的背景下，注重企業(yè)效益與環(huán)境影響統(tǒng)籌發(fā)展成為多數企業(yè)的發(fā)展瓶頸。工業(yè)污染對自然環(huán)境造成的不容忽視的影響，使得國內外都對節(jié)能減排這一課題高度重視?；诖朔N情況，筆者結合本身工作經驗，重點分析了汽車涂裝過程中所使用的節(jié)能減排新工藝技術。關鍵詞：節(jié)能減排新工藝：技術應用；汽車涂裝

目前國際上提出了一些可行的節(jié)能、環(huán)保的新工藝技術，如若可以將之應用于汽車涂裝，那么將大大改善汽車制造過程中的環(huán)境破壞問題。本文將首先說明國內汽車涂裝的現(xiàn)狀及與國外工藝的差距，進而從汽車涂裝過程中使用的涂裝材料、涂裝技術與工藝、涂裝設備幾方面展開論述，探討幾項節(jié)能環(huán)保新工藝在汽車涂裝過程中的可行性及其帶來的優(yōu)點與革新。

綠色涂裝概念

綠色涂裝就是涂裝過程中環(huán)境污染小，如廢棄物、污水、二氧化碳及顆粒物的排放減少，資源和能源的利用率高，并且低成本高質量，符合國家清潔生產的標準。因此，必須對原有的涂裝工藝進行全面的改良升級，涂裝中使用的每臺設備、每道工序都進行優(yōu)化升級，降低涂裝過程中產生的浪費和污染，杜絕無效作業(yè)，使材料和能源能夠得到最大程度的利用。綠色涂裝追求的是在消耗同樣的能源和原材料情況下，加工生產出相比傳統(tǒng)工藝質量更好、數量更多的產品，為企業(yè)贏得創(chuàng)造更多的利潤，并且對環(huán)境的污染還更小，從而使企業(yè)和產品能有更強的生命力。

近幾年，隨著國內表面處理技術的迅速發(fā)展，涂裝行業(yè)作為這一技術的代表性行業(yè)，它的下游產業(yè)如汽車制造工業(yè)也向著自主性、環(huán)保型、高技術方向轉型。

國內汽車涂裝工藝現(xiàn)狀

整個汽車制造過程主要包括鑄造、鍛造、沖壓、焊接、電鍍、涂裝等過程，而其中涂裝這一環(huán)節(jié)的能耗在整體生產中所占比例高達60%。同時，涂裝過程也是高污染過程，隨著我國開始響應國際號召，對三廢的處理要求日益嚴格，涂裝新工藝的研究刻不容緩。自最近前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的我國《涂裝行業(yè)市場需求預測與戰(zhàn)略投資規(guī)劃分析報告》中可以看到，新規(guī)劃中對汽車涂裝技術的要求可以用“五E”原則歸納，即性能優(yōu)良、節(jié)約資源、節(jié)省能源、施工便利以及環(huán)保衛(wèi)。

汽車涂裝中的常見節(jié)能技術

如上文所述，對汽車涂裝技術的改進主要可從三方面考慮：涂裝材料、涂裝工藝及涂裝設備。

a新涂裝材料的應用

VOC是近年來國際上制定的一個新標準，即汽車揮發(fā)性有機物排放標準。目前我國雖然沒有明確具體地制定該標準，但一直有對二甲苯這些有機溶劑的排放控制標準。上世紀90年代，德國率先研制水性技術，這一技術對VOC的排放有很好的控制效果，許多國家紛紛開始使用水性底色漆。

b新涂裝工藝的應用

就最新的涂裝工藝而言，類似PVC濕碰濕這樣的工藝已經在許多車間得以成功應用，且材料以及技術上都漸趨成熟。對比而言，一些由國外提出的新技術卻還可被進一步完善。國內現(xiàn)如今在汽車涂裝中主要采用的是傳統(tǒng)的“3C2B”（三涂二烘）工藝，該工藝的涂裝效果完全可以達到傳統(tǒng)工藝標準，同時又能夠較傳統(tǒng)工藝節(jié)省成本材料，每年所能降低的能耗也可以達到25%左右。但是，要將這項工藝全面投入國內汽車涂裝中，還需結合國內實際狀況作驗證及改進。

c新涂裝設備的應用

涂裝車間內包括涂裝設備在內的許多設備都可以進行改進以達到更好的節(jié)能效果。已經采用的措施包括：將傳統(tǒng)日光燈以LED日光燈代替以便節(jié)約成本及減少CO2排出量、采用機器人進行噴涂以便達到更高的涂著率及更細的霧化效果、采用RTO設備進行廢氣處理以便VOC氧化分解后再利用余熱回收裝置回收熱量等等。

節(jié)能減排新工藝技術

a干式噴漆室

干式與濕式噴漆室相比，在節(jié)能環(huán)保等方面有明顯的優(yōu)勢：由于干式噴漆室是無工藝用水，既節(jié)省了大量用水，又減化了龐大的水循環(huán)系統(tǒng)，同時省去了漆霧顆?；瘜W凝聚工藝，也減少了對循環(huán)風管的化學腐蝕；噴涂設備絕大多數采用的是濕式噴漆室，涂裝車間在汽車制造行業(yè)中是一耗能大戶，而噴涂設備所消耗的能量即占50%以上。所以，涂裝行業(yè)的節(jié)能減排的重要任務，首先應從噴漆室入手。

b水性免中涂體系

水性免中涂體系比傳統(tǒng)水性涂料減少了中涂的使用，而水性涂料的溶劑含量比較低。該體系的主要VOC排放的貢獻來自清漆體系和清洗溶劑。在未使用噴房廢氣焚燒裝置的情況下，經測算，采用水性免中涂體系的VOC排放可以達到20g/m2。由于減掉了整個水性的中涂涂裝線，耗能極高的中涂控溫控濕噴房、熱風閃干線和中涂烘房都不再需要。這大大降低了能耗，也是歐洲的水性涂裝線改造成水性免中涂工藝的驅動力。

結束語

總之，盡管近年來汽車涂裝工藝較傳統(tǒng)工藝有了極大改進和提高，但一些新工藝技術在成本、質量、維護等方面還存在一些不足，并且國外的新工藝并不一定適用于國內汽車涂裝實際情況，而更多的節(jié)能涂裝新工藝還有待研發(fā)。汽車涂裝新工藝的應用，將不僅實現(xiàn)減排與環(huán)保，同時也為廠家降低制造成本，打開企業(yè)與社會的“雙贏”局面。

參考：

［1］李亞林.噴涂機器人在汽車車身涂裝的應用與質量控制研究［D］.湖南大學.2012

［2］王定平，劉敦友，張青峰.應用于汽車涂裝前處理工藝中廢熱回收技術［J］.汽車實用技術.2015（02）

［3］姜波.我國汽車制造企業(yè)競爭力影響因素分析與評價［D］.吉林大學.2006