淺談取消BC1免中涂工藝

李 雷，趙 哲，劉春良，薛 杰，苗天浩

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北保定 071000）

0 引言

近幾年，節(jié)能環(huán)保、降低成本、提高品質(zhì)是汽車制造行業(yè)的熱門話題，也是汽車業(yè)主要的研究方向；在整個涂裝工序中，中面涂工藝自動化程度很高，縮短線體長度，可減少機器人數(shù)量，減少前期設備投資和后期運行成本。隨著涂裝工藝的快速發(fā)展，新型材料越來越多，從濕碰濕工藝（免中涂，帶預噴涂）到無B1工藝（無中涂，不帶預噴涂），色漆涂料不斷更新，使色漆層具有抗紫外線的能力，完全去除了中涂噴涂工藝，大大縮短了噴涂流程。

無B1工藝技術前景廣闊，工藝簡潔、環(huán)保，未來勢必將進入各大整車新老工廠的參考范圍，也將成為各大涂料生產(chǎn)廠家的重點開發(fā)項目之一。BKNP（凱柏立邦）法國在該領域已經(jīng)取得了階段性突破，從2012年起已經(jīng)在PSA（標致雪鐵龍）和VW（大眾）工廠批量供貨多個顏色。各材料廠家都在致力于無B1產(chǎn)品的認可，把握住尖端的技術要領，掌握各項性能測試方法、配方調(diào)整能力以及產(chǎn)品調(diào)試經(jīng)驗，熟練應用噴涂工藝，為全國各地新老工廠提供滿足客戶要求的產(chǎn)品。

1 無B1工藝簡介

無B1工藝是指采用一種材料能實現(xiàn)所有功能（表面填充功能＋裝飾功能）的新工藝，在免中涂的基礎上可進一步節(jié)能降耗，優(yōu)化噴涂流程，降低成本。取消中涂，又要具有中涂功能，為解決這一問題，各大涂料廠商通過不斷調(diào)整色漆配方和工藝參數(shù)，使具有抗石擊性、耐紫外線、耐腐蝕性、初步著色、覆蓋底材（電泳，鋼材，塑料等）的涂料與具有裝飾功能的涂料得以集成，一種涂料實現(xiàn)所有功能（多樣化功能）。

無B1工藝的開發(fā)理念：省去中涂噴漆室、省去中涂閃干區(qū)域和烤房、省去中涂打磨區(qū)域、有效減少汽車廠VOC（揮發(fā)性有機化合物）排放、有效降低整車漆膜膜厚。采用無B1工藝所帶來的經(jīng)濟效益：新線——減免了與中涂相關的一切基礎投資，并且節(jié)約運營成本；老線——能夠利用原中涂的基礎設施來擴大產(chǎn)能，節(jié)約投資成本＞25%，運營成本＞30%。降低環(huán)境影響：減少能源消耗25%～30%，減少涂料消耗＞25%，減少CO2排放15%～20%，減少廢棄物20%～25%。

2 傳統(tǒng)3C2B工藝、B1B2工藝、無B1工藝對比

2.1 傳統(tǒng)3C2B工藝

傳統(tǒng)3C2B工藝流程：電泳（烘烤）→中涂（烘烤）→色漆（預烘干）+清漆（烘烤）。

2.2 B1B2工藝

B1B2工藝流程：電泳（烘烤）→色漆1+色漆2→預烘干→清漆（烘烤）。

B1B2工藝與傳統(tǒng)3C2B工藝對比：（1）B1B2工藝取消了中涂噴涂和烘烤工序，縮短噴涂流程，減少車間作業(yè)人員；濕碰濕烘烤，降低能耗；（2）色漆層增加功能層BC1，替代中涂，具有抗石擊性、抗紫外線（可見光）性、覆蓋底材和初步著色等功能；（3）膜厚降低：傳統(tǒng)3C2B工藝總膜厚在100～110 μm，B1B2工藝膜厚可控制在80～90 μm，降低材料成本。

2.3 無B1工藝

功能簡介：“特殊”色漆=BC1+BC2；多樣化功能：表面填充功能（抗石擊性、抗紫外線、可見光性、耐腐蝕性、覆蓋底材和初步著色）、裝飾功能（顏色、效果）。無B1工藝相對B1B2工藝減少了BC1外板噴涂，噴涂流程進一步縮短，噴涂機器人減少。

2.4 成本對比

無B1工藝與3C2B工藝及B1B2工藝相比可省去中涂或B1涂層材料，整車膜厚分別可降低30～40 μm或15 μm，單車預計材料成本可節(jié)省約20%。3種工藝各涂層的膜厚對比見表1。

表1 3種工藝各涂層的膜厚對比Table 1 Film thickness of each coating comparison of three processes

無B1工藝可減少大量設備初期投入及后期維護成本，相對于傳統(tǒng)的3C2B工藝可省去中涂線及中涂打磨線的設備及操作人員的成本投入，對于B1B2工藝，可省去一站B1外板噴涂的設備投入。

更緊湊的工藝意味著噴漆室、循環(huán)水池、空調(diào)的整體運轉(zhuǎn)能耗下降，同時更薄的涂層也降低了烘干過程中天然氣的消耗。從材料消耗、設備投入、人員投入或能源消耗各方面而言，無B1工藝與現(xiàn)有的3C2B或B1B2工藝相比，都具有明顯的優(yōu)勢。

3 無B1工藝配套要求

3.1 底材要求

由于無B1工藝綜合膜厚更薄，缺少了中涂或B1的填充作用，其對底材的平整性要求就更加苛刻。要求底材電泳后粗糙度Ra＜0.3 μm（取樣長度：2.5 mm），不同電泳粗糙度對色漆外觀的影響見表2。

表2 不同電泳粗糙度對色漆外觀的影響Table 2 Effects of different electrophoretic roughness on the appearance of color paint

對于需打磨的區(qū)域，電泳的表面張力和粗糙度不一樣，容易出現(xiàn)痕跡，因此需對電泳瑕疵進行細打磨，避免出現(xiàn)打磨痕，推薦使用600#或800#砂紙；對于白車身，前處理和電泳質(zhì)量有明確的質(zhì)量要求，一般建議白車身Ra＜1.1 μm（取樣長度 ：2.5 mm），避免條紋、縮孔、臟點，針孔。因為沒有中涂烤房，密封膠在噴涂色漆前需要烘干（因現(xiàn)階段使用的密封膠固化時間長，僅依靠面涂烤房無法實現(xiàn)密封膠的完全固化，故密封膠烤房是必需的），色漆上線前必須在預烘干的密封膠上測試其配套性。

3.2 清漆要求

在噴涂過程中，必須對色漆膜厚進行控制，以保證UV穿透率；同時無B1工藝在中涂缺失的情況下，噴完色漆的表面粗糙狀態(tài)要差于傳統(tǒng)工藝，故清漆的選擇至關重要。傳統(tǒng)使用的單組分清漆在配合無B1工藝時，外觀非常不理想，故需用雙組分清漆進行彌補，從而在現(xiàn)有工藝下達到最佳外觀。雙組分清漆較單組分清漆的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在光澤度更高，且其耐劃擦性能要明顯優(yōu)于單組分清漆，在受到輕微劃擦后劃痕可自行恢復。

4 技術限制

中涂層在傳統(tǒng)工藝體系中是非常重要的，主要有5大功能：遮蔽缺陷、填充、抗硬物沖擊、吸收紫外線、散色。如果取消中涂層，紫外線輻射會導致電泳層粉化（電泳層主要成分是環(huán)氧樹脂），直接引起電泳層和上一涂層（色漆層）間的附著力變差，最終導致面漆層龜裂和脫落。粉化程度取決于：輻射量、能量［輻射的波長，主要是在紫外區(qū)域（180～400 nm），可見光區(qū)（＞400 nm）也有影響］、電泳質(zhì)量（形成自由基的傾向）。因此，無B1產(chǎn)品必須確保對紫外光的透過率。

紫外區(qū)域波長最大到380 nm的短波輻射都會被顏料或清漆中的抗UV組分所阻擋，所以尋找開發(fā)合適的紫外光吸收劑就非常重要。目前各涂料廠家基本可以實現(xiàn)黑實色漆的開發(fā)，其他顏色，如紅、銀、藍等由于遮蓋力差，尚無法做到去除B1涂層，白實色漆在高膜厚的情況下也可實現(xiàn)取消B1涂層。

5 結(jié)語

無B1涂裝工藝作為目前汽車制造行業(yè)中最新的涂裝技術之一，從經(jīng)濟、環(huán)保、科技、性能方面越來越得到汽車制造廠商的認可和應用。經(jīng)濟性：減少工藝成本，提高工藝效率，縮短噴涂流程。環(huán)保性：減少噴涂的VOC排放，減少廢棄物，減少CO2排放?？萍迹杭梢环N材料實現(xiàn)多重功能（表面填充功能+裝飾功能）；性能：滿足客戶的質(zhì)量需求，具有不弱于現(xiàn)有工藝的性能。

汽車制造廠商應認真研究、切實掌握無B1工藝及可能影響涂裝質(zhì)量的缺陷因素，從不同維度的失效起因進行分析，不斷調(diào)整生產(chǎn)、檢查工藝及方法，解決低遮蓋力顏色耐紫外線問題，生產(chǎn)出更安全、品質(zhì)更優(yōu)良的產(chǎn)品。同時材料供應商也需不斷開發(fā)更加鮮艷的顏色品種，將無B1工藝涂裝推廣到更多的工廠。