靜電噴涂技術(shù)在白車身上的應(yīng)用分析*

黃玲，周紹鵬，周金偉

靜電噴涂技術(shù)在白車身上的應(yīng)用分析*

黃玲，周紹鵬，周金偉

（廣東白云學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510450）

為明確靜電噴涂技術(shù)在車身涂裝領(lǐng)域的應(yīng)用情況，對汽車白車身靜電噴涂工藝進(jìn)行分析，了解了靜電噴涂是一種新型噴涂技術(shù)，具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)，在車身涂裝各領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。文章主要闡述靜電噴涂技術(shù)基本原理，分類、特點(diǎn)及在汽車白車身上的應(yīng)用情況，為學(xué)習(xí)和理解汽車靜電噴涂技術(shù)提供一定理論依據(jù)。

靜電噴涂；電泳；白車身

前言

靜電噴涂是近年來快速發(fā)展的新型噴涂技術(shù)，靜電噴涂技術(shù)不僅在航空、飛機(jī)涂裝、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用也很廣。在汽車噴涂領(lǐng)域，人們對汽車表面噴涂質(zhì)量提出的要求越來越高，并且對環(huán)境問題也越來越重視，因此提升白車身表面噴涂效果、提高油漆液滴沾附性和提高油漆涂料效率已成為汽車靜電噴涂工藝技術(shù)發(fā)展的核心之一[1]。

本研究進(jìn)行了白車身靜電噴涂工藝技術(shù)詳細(xì)分析，研究了靜電噴涂技術(shù)在汽車領(lǐng)域上的發(fā)展情況，為讀者學(xué)習(xí)和理解汽車車身靜電噴涂技術(shù)應(yīng)用情況提供一定理論依據(jù)。

1 靜電噴涂技術(shù)

1.1 靜電噴涂的原理

靜電噴涂工藝中，漆膜涂層厚度和漆層均勻性是噴涂質(zhì)量把控的重要指標(biāo)，在汽車車身上顯得尤為明顯，特別是不規(guī)則零件的表面或者復(fù)雜工件內(nèi)腔曲面噴涂，這已經(jīng)成為靜電噴涂技術(shù)研究的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)。汽車車身噴涂領(lǐng)域中，一般以汽車白車身或車身鈑金部件作為接地陽極；粉末物料或經(jīng)霧化的液態(tài)物料作陰極，接電源負(fù)高壓。

1.2 靜電噴涂工藝

1.2.1 靜電噴涂距離

圖1 靜電噴涂示意圖

電場強(qiáng)度是帶電漆滴沿電場線運(yùn)動的動力，靜電場強(qiáng)度大小直接影響漆滴運(yùn)動方向，從而影響靜電噴涂效果。靜電場的平均強(qiáng)度與兩極之間靜電場的電壓成正比例關(guān)系，與兩者之間的距離成反比例關(guān)系，平均電場強(qiáng)度與電壓、距離之間關(guān)系[2]，如下式所示：

=

上式中：-工件與噴槍之間的靜電場的平均電場強(qiáng)度，；

-負(fù)高壓直流電壓，；

-涂料噴槍與白車身鈑金之間的距離，。

1.2.2 噴涂材料

噴涂材料是以高分子合成的顏色材料為主體，以有機(jī)溶劑、水或空氣為分散介質(zhì)的復(fù)雜的混合物。涂料和涂裝主要有保護(hù)白車身的作用、裝飾作用、標(biāo)志作用和特殊作用。在選用涂料時，要綜合衡量多方因素，如涂料導(dǎo)電性能、漆料涂膜性能，作業(yè)環(huán)境情況和經(jīng)濟(jì)效益等。

2 白車身靜電噴涂應(yīng)用

2.1 電泳涂裝

電泳涂裝是運(yùn)用異性電相吸的特性原理，使涂料漆滴均勻平滑的沾附在工件表面的一種涂裝技術(shù)。工藝方法為分別在待加工件和水溶性涂料中接上電極，一端為接地的陽極，另一端為接負(fù)高壓電源的陰極，正負(fù)電極之間產(chǎn)生很強(qiáng)電場，使涂料中的各種填充材料或分子均勻的沾附在被工件的表面[3]。

圖2 陰極電泳示意圖

汽車車身電泳：汽車車身及鈑金部件需用電泳工藝進(jìn)行前處理，目的是給車身涂底漆，底漆可以使車身具有較強(qiáng)的防銹、防石擊、耐酸堿腐蝕等性能。白車身經(jīng)電泳工序后，底漆層附著性強(qiáng)，表面均一完整，在工件結(jié)構(gòu)內(nèi)腔、尖角、接縫和焊接拼合處均能有效覆蓋，對白車身防腐防銹效果很理想，是現(xiàn)今汽車車身使用最多且最成熟的底漆涂裝技術(shù)。

圖3 汽車車身電泳圖

2.2 靜電噴涂

靜電噴涂是目前比較先進(jìn)的涂裝技術(shù)，在汽車車身噴涂中，中漆涂層、面漆涂層和清漆涂層普遍采用靜電噴涂技術(shù)[5-6]。

圖4 白車身靜電噴涂車間

2.2.1 靜電噴涂特點(diǎn)

靜電噴涂改善勞動環(huán)境和條件，漆霧飛散損失小，可節(jié)約涂料10%～50%；靜電噴涂車間環(huán)境要求較高提高，由于環(huán)境的特殊性，需要較高的自動化程度；噴涂過程中漆滴均沿著電場線方向運(yùn)動，漆滴分散性較小，整體上提高了涂料的利用率，也改善了生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境；噴涂涂裝質(zhì)量好，漆膜均勻光亮，能全部覆蓋到工件物的外表面、內(nèi)腔面和各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的角部等[8-10]。靜電噴涂設(shè)備要求有良好的絕緣性、較高的電壓（電壓愈高，涂著率愈高，噴涂質(zhì)量愈好）。隨著汽車生產(chǎn)線高效化、智能化的發(fā)展，車身涂裝車間車身噴涂的大規(guī)模流水線作業(yè)就需要高效的噴涂技術(shù)，所以靜電噴涂技術(shù)在汽車白車身涂裝中應(yīng)用非常廣[8]。

2.2.2 白車身靜電噴漆

（1）中漆噴涂

白車身經(jīng)過電泳和底漆噴涂后，將進(jìn)行中間涂層噴涂。中間涂層是汽車涂裝過程中非常最重要的一道工序，起著承接著電泳底漆和車身面漆的作用。電泳底漆工序完成后，漆膜表面平整度較差，有很多凹凸不平的地方，需要用中間涂層進(jìn)行填補(bǔ)，使車身表面趨于光滑平整。電泳底漆穩(wěn)定性較差，在太陽光紫外線照射下，容易粉化脫落，因此中涂層也起著保護(hù)底漆的作用[8-11]。電泳底漆沾附性能也不太理想，面漆不能很好的沾附，所以涂裝過程中，為了增強(qiáng)底漆和面漆的耐用性和附著性，一般需要在底漆涂層與面漆涂層之間涂中間涂料。

圖5 白車身中涂圖

（2）面漆噴涂

汽車最外邊的帶顏色的漆為色漆，高透光性和高光性的漆為清漆，兩者合稱為面漆，各起著不同的作用。色漆是汽車個性化和獨(dú)特性的最直觀的展示，色漆顏色種類多樣，滿足不同消費(fèi)者的需求。清漆是一種透明漆，也稱為罩光漆。清漆層具有耐污染、耐酸雨、防紫外線，增加車身的光澤度，加強(qiáng)耐候性，還有一定的硬度和柔韌性、耐劃傷等功能，可以更好地保護(hù)色漆。清漆比普通漆更易受到環(huán)境污染的侵蝕。

面漆的裝飾性賦予了汽車個性化的外觀顏色，展現(xiàn)了汽車高貴、獨(dú)特的氣質(zhì)；保護(hù)性是對中涂層和電泳底漆膜的覆蓋和保護(hù)，而面漆本身也具有很強(qiáng)的保色性、耐紫外線輻射性、耐酸堿腐蝕性、抗尖利物劃傷性和易清洗等功能。

汽車面漆所采用有機(jī)溶劑與底層涂料所采用的基本上一致，但其配比配方組成各有特點(diǎn)。面漆在生產(chǎn)過程中對漆料微粒細(xì)度、顏色純凈度、涂膜光澤度、耐候性等各方面的要求更為嚴(yán)格。原材料和配比工藝上的細(xì)微波動都會明顯地影響涂膜性能，對加工的精細(xì)度要求非常嚴(yán)格[8-11]。汽車面漆主要分為本色漆、金屬光澤漆、珠光漆、金屬珠光漆等多種。

圖6 白車身漆面涂層及尺寸

白車身涂層總厚度為80~120 μm 左右，各涂層順序和涂層厚大致尺寸如圖6所示。

3 小結(jié)

目前，隨著時代和科技的不斷進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)非常注重效率的提高和環(huán)境的保護(hù)。靜電噴涂技術(shù)是汽車車身涂裝中的重中之重，不斷進(jìn)行技術(shù)革新，提高效率、減少污染成為了發(fā)展的重點(diǎn)。文中詳細(xì)分析了汽車白車身靜電噴涂技術(shù)的運(yùn)用情況，明確了靜電噴涂技術(shù)的特點(diǎn)，為讀者理解靜電噴涂技術(shù)在汽車領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展提供一點(diǎn)思路。

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Application Analysis of Electrostatic Spraying Technology in Body Car*

Huang Ling, Zhou Shaopeng, Zhou Jinwei

( Faculty Meachnical and Electrical Engineering, GUANGDONG BAIYUN University, Guangdong Guangzhou 510450 )

In order to clarify the application of electrostatic spraying technology in the field of body painting, the paper analyzes the electrostatic spraying process of car body in white, and understands that electrostatic spraying is a new type of spraying technology, which has the characteristics of high efficiency and environmental protection, and is widely concerned in various fields of body painting. This paper mainly describes the basic principle, classification, characteristics and application of electrostatic spraying technology in the car body in white, which provides a theoretical basis for learning and understanding the technology.

Electrostatic Spraying; Electrophoresis; Body Car

A

1671-7988(2019)21-211-03

黃玲（1989-），女，碩士，專任教師，就職于廣東白云學(xué)院，主要研究方向?yàn)樾虏牧霞捌浔砻婕夹g(shù)。

U445

A

1671-7988(2019)21-211-03

廣東白云學(xué)院2016年度科研項(xiàng)目資金資助（BYK20154）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.075

CLC NO.:U445