淺談3C2B 水性漆配套2K 清漆外觀長短 波倒置問題的解決

劉青松，張偉，郭平浩，高磊，單志愿，陳海濤，劉陳

（金華華科汽車工業(yè)有限公司，浙江 金華 321000）

前言

傳統(tǒng)汽車涂裝現(xiàn)場采用3C2B 工藝，磷化+電泳->高溫烘烤固化->水性中涂漆->預烘烤+高溫烘烤固化->水性色漆+預烘烤->2K（雙組分）清漆->高溫烘烤固化。LW（長波）、SW（短波）和DOI（鮮映性）是漆膜外觀常用的評價指標。根據(jù)顏色的不同，設(shè)置不同的指標值。桔皮長波（Lw）的數(shù)值小于短波（Sw）數(shù)值，一般認為長波（Lw）是短波（Sw）的1/3-1/2（Lw 與Sw 的比值為2-3）為最佳；在施工過程中，會出現(xiàn)Lw≥Sw 的情況，這被稱為“長短波倒置”。當出現(xiàn)長短波倒置時，距離車身3 米觀察漆膜，目視桔皮明顯；距離車身0.4 米傾斜45°角觀察漆膜，目視桔皮呈現(xiàn)較深的斜狀條痕。筆者以某主機廠噴涂黑色（鋁粉粒徑較小的金屬漆）時，發(fā)生長短波倒置問題為例，淺談其解決方法及思路。

1 問題現(xiàn)狀

1.1 問題來源

某主機廠涂裝生產(chǎn)線采用3C2B 工藝，在投產(chǎn)試制初期階段，發(fā)現(xiàn)黑色（鋁粉粒徑較小的金屬漆）的漆膜外觀目視桔皮明顯。經(jīng)對漆膜外觀進行測量，該車型共22 個測量點，其中有10 個測量點出現(xiàn)了長短波倒置問題。經(jīng)對所有顏色進行整理排查，發(fā)現(xiàn)黑色（鋁粉粒徑較小的金屬漆）均存在長短波倒置問題，而棕、紅、珠光白等顏色則不存在此問題。黑色車身的垂直面翼子板、側(cè)圍和四門的Sw 與Lw 之比達到了0.89 以下，表現(xiàn)為測量數(shù)據(jù)很好，但目視桔皮明顯。現(xiàn)以垂直面倒置明顯的左后門為例，說明其調(diào)整的方法。

1.2 工藝現(xiàn)狀

表1 涂裝施工過程工藝參數(shù)

在生產(chǎn)現(xiàn)場隨機抽取2 臺車身，以左后門為實驗點，測量其鋼板、電泳漆膜外觀粗糙度及中涂、面漆外觀桔皮。用mahr 粗糙度儀測量其鋼板及電泳外觀，Ra 分別為：鋼板0.80和0.81，電泳0.22 和0.23；用BYK 桔皮儀測量其中涂及面漆外觀，Lw、Sw、DOI 分別為：中涂9.9、29.3、35.6 和10.7、31.9、34.1；面漆5.7、3.6、96.3 和6.0、4.2、96.0。涂裝施工過程工藝參數(shù)和噴涂程序，見表1。

中涂、色漆和清漆生產(chǎn)線的噴涂節(jié)距為6.1m，鏈速分別為：中涂2.1m/min，色漆和清漆2.3m/min。

中涂噴涂為一站機器人噴涂，噴涂距離23cm，噴涂速度600mm/s，噴涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，吐出量430ml/min，靜電電壓60kv，旋杯轉(zhuǎn)速45000r/min，霧化器采用雙成型空霧化：內(nèi)部成型空氣流量0.2Mpa，外部成型空氣流量0.45Mpa。

色漆為兩站機器人噴涂，每站噴涂間隔時間39.5s，兩站的噴涂參數(shù)部分相同：噴涂距離23cm，噴涂速度600mm/s，噴涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，一站吐出量220ml/min，二站吐出量210ml/min，靜電電壓60kv，旋杯轉(zhuǎn)速45000r/ min，霧化器采用雙成型空霧化：內(nèi)部成型空氣流量0.2Mpa，外部成型空氣流量0.45Mpa。

清漆為兩站機器人噴涂，每站噴涂間隔時間39.5s，兩站的噴涂參數(shù)部分相同：噴涂距離23cm，噴涂速度600mm/s，噴涂有效扇幅400mm，搭接率66.7%，一站吐出量190ml/min，二站吐出量 390ml/min，靜電電壓 60kv，旋杯轉(zhuǎn)速45000r/min，霧化器采用雙成型空霧化：內(nèi)部成型空氣流量0.2Mpa，外部成型空氣流量0.45Mpa。

2 解決思路

2.1 色漆膜厚的影響

通過調(diào)整色漆膜厚往上限和下限兩個方向調(diào)整，單點膜厚調(diào)整范圍10μm-20μm，色漆膜厚調(diào)整到15μm 以上時，Sw 和Lw 已不倒置。膜厚控制在15μm 時，Sw 與Lw 之比約為1.26，目視最佳狀態(tài)。

小結(jié)：色漆膜厚越薄時，Lw 值越大；色漆膜厚越厚時，Lw 值越小。色漆膜厚對Sw 值影響較小。解決長短波倒置問題，可以增加色漆單層膜厚降低Lw 值，從而拉開Lw 與Sw值之間的比例。

圖1

2.2 車身模塊噴涂的影響

車身結(jié)構(gòu)特性分為平面和立面，通過調(diào)整工件預烘及烘烤位置。在工藝車左后門上粘貼中涂板，正常（立面）噴涂色漆。車身在進入預烘前將左后門拆掉，捆綁在車身機蓋位置進行（平面）閃干及預烘脫水，色漆預烘后將左后門裝回原位進行清漆（立面）噴涂，然后再次把車門拆卸，捆綁在車身機蓋位置進入面漆烘干爐（平面）烘烤。

圖2 立面噴涂

圖3 平面烘烤

通過車身拆解模塊化噴涂，立面噴涂平面烘烤的貼板外觀目視較好，Sw 與Lw 之比約為2.9。而立面噴涂立面烘烤的貼板外觀目視較差，Sw 與Lw 之比約為1.1。

小結(jié)：立面噴涂平面烘烤的工件，由于油漆在流平過程中，平面的油漆微粒除了受表面張力向上的拉動外，還受重力的向下拉動，表面張力合力與重力方向相反，所以形成貝納德渦的動力相對較小，最終形成長短波之間比例較好現(xiàn)象。

圖4

圖5

2.3 預烘脫水的影響

在施工工藝參數(shù)相同的情況下，調(diào)整色漆預烘溫度，烤爐溫度分別調(diào)整到80℃->85℃->90℃，脫水率分別為91.3%、92.5%和93%。

圖6

小結(jié)：通過升高預烘溫度，提高色漆涂層脫水率，使Sw顯著提升。因此，脫水率的提升可以有效拉開Lw 與Sw 之間 的比值。

2.4 涂膜潤濕性的影響

色漆為兩站機器人噴涂，吐出量分別為220ml/min、210ml/min，靜電電壓60kv，旋杯轉(zhuǎn)速45000r/min，霧化器采用雙成型空霧化：內(nèi)部成型空氣流量0.2Mpa，外部成型空氣流量0.45Mpa。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試，提高濕膜潤濕性，由兩站噴涂調(diào)整為一站噴涂，水性黑色漆膜外觀不存在色差現(xiàn)象，因此一站噴涂措施可行。調(diào)整后的一站噴涂工藝參數(shù)，吐出量分別為430ml/min，靜電電壓65kv，旋杯轉(zhuǎn)速45000r/min，霧化器采用雙成型空霧化：內(nèi)部成型空氣流量0.2Mpa，外部成型空氣流量0.45Mpa。色漆兩站噴涂后涂膜中揮發(fā)物含量75.47%，一站噴涂后涂膜中揮發(fā)物含量76.63%。一站噴涂后，目視濕漆膜表面光澤水潤飽滿。兩站噴涂后，Sw 與Lw 之比約為1.22，一站噴涂后，Sw 與Lw 之比約為1.32。

小結(jié)：一站噴涂漆膜整體下降，因此Lw 值整體均上升0.46，Sw 值整體均上升1.06。

圖7

圖8

3 結(jié)語

通過外觀調(diào)整改進，黑色（鋁粉粒徑較小的金屬漆）車身漆膜外觀Lw 與Sw 之間的比值恢復正常。因每個涂裝車間現(xiàn)場、設(shè)備、工藝、環(huán)境的有所不同，解決長短波倒置問題的方法可能有所差異。筆者就長短波倒置問題，從色漆膜厚、模塊噴涂、預烘脫水、涂膜潤濕等幾個方面開展工作以后，長短波倒置現(xiàn)象明顯改善。現(xiàn)場批量生產(chǎn)約5000 臺車后，數(shù)據(jù)依然穩(wěn)定。希望通過此篇文章能給各位帶來一些思路。