輕量化/低成本底盤(pán)膠導(dǎo)入

李夫

摘 要：文章主要介紹了轎車(chē)工廠導(dǎo)入輕量化/低成本底盤(pán)膠的內(nèi)容。具體從設(shè)備安裝、事前材料驗(yàn)證、輕量化/低成本效果確認(rèn)、后續(xù)改善等方面進(jìn)行具體闡述。關(guān)鍵詞：輕量化;低成本;底盤(pán)膠中圖分類(lèi)號(hào)：U466? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）02-171-04

Abstract： This paper introduces the importing of lightweight/ low cost Chassis adhesive from equipment installation， verification test， effect validation and follow up improvement.Keywords： Lightweight; Low cost; Chassis adhesiveCLC NO.： U466? Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）02-171-04

1 引言

車(chē)身輕量化是整個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在保證汽車(chē)的強(qiáng)度和安全性能的前提下，通過(guò)降低汽車(chē)的整備質(zhì)量，可以提高汽車(chē)的動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染 ，一舉多得。

降成本是每個(gè)汽車(chē)企業(yè)永恒的課題。隨著近幾年汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈程度的加劇，從增量市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪渴袌?chǎng)，且汽車(chē)售價(jià)整體上是呈下降趨勢(shì)的，因此只有能生產(chǎn)出質(zhì)高價(jià)低產(chǎn)品的企業(yè)才能生存下去。

輕量化/低成本底盤(pán)膠項(xiàng)目同時(shí)兼具了車(chē)身輕量化與降成本兩項(xiàng)目的。

目前日系車(chē)企從2016-17年開(kāi)始逐步在日本導(dǎo)入輕量化/低成本底盤(pán)膠，2017-18年在國(guó)內(nèi)日系合資車(chē)企導(dǎo)入。德系國(guó)內(nèi)合資車(chē)企在19-20年也會(huì)陸續(xù)導(dǎo)入。

輕量化/低成本底盤(pán)膠項(xiàng)目已于2018年年初正式在本公司涂裝車(chē)間底盤(pán)膠線投入使用，目前品質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)（成本降低16%、材料重量減輕19%）。

2 輕量化/低成本底盤(pán)膠介紹

底盤(pán)膠主要噴涂于車(chē)輛的底盤(pán)及四個(gè)輪穴（底盤(pán)主要噴涂鐵板結(jié)合處、輪穴大面積噴涂，如圖1所示），其主要目的是抗石擊、降噪、防水、防銹等目的。

本次導(dǎo)入的輕量化/低成本底盤(pán)膠屬于PVC（聚氯乙烯）加熱膨脹類(lèi)型。

其主要特點(diǎn)是：1.降低成本2.車(chē)身輕量化3.提高防噪性能。

降低成本：底盤(pán)膠主要成分為：樹(shù)脂、填充劑、溶劑、可塑劑等。本次通過(guò)采用價(jià)格較低的樹(shù)脂來(lái)降低成本（原有材料是丙烯酸樹(shù)脂）。

車(chē)身輕量化：在膠中導(dǎo)入低密度物質(zhì)來(lái)降低比重、減輕車(chē)身重量。

提高防噪性能：在膠中加入加熱膨脹型發(fā)泡劑，當(dāng)膠被烘干成型后體積會(huì)膨脹，膠內(nèi)會(huì)形成細(xì)小的空氣泡，以此達(dá)到吸收車(chē)底盤(pán)所受沖擊力，進(jìn)而達(dá)到降噪的目的。

3 導(dǎo)入過(guò)程

3.1 事前認(rèn)證試驗(yàn)

3.1.1 吸濕發(fā)泡試驗(yàn)

膠類(lèi)材質(zhì)在濕膜狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間放置后，由于吸收環(huán)境中的水分可能會(huì)在烘干后在內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，嚴(yán)重降低密封性能。為了避免此問(wèn)題產(chǎn)生，有必要在材料導(dǎo)入前對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1：

結(jié)論：在現(xiàn)場(chǎng)的各種情況下能夠保證不會(huì)發(fā)生吸濕發(fā)泡。

3.1.2 混合型試驗(yàn)

因?yàn)樾屡f兩種材料的主要材質(zhì)及規(guī)格發(fā)生了很大變化。在新材料導(dǎo)入前需要判斷以何種方式投入使用（1.原有管路清洗、新材料投入;2.新設(shè)管路）。由于管路清洗方式無(wú)法保證將舊材料完全清洗干凈（閥門(mén)、彎頭等處），所以有必要進(jìn)行新舊材料的混合性試驗(yàn)，見(jiàn)表2：

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果：舊材料在管路內(nèi)殘留2.5%時(shí)，膠的接著性為NG，因此本次新材料導(dǎo)入選擇了新設(shè)管路的方式。

3.1.3 黑漆適應(yīng)性評(píng)價(jià)

本公司生產(chǎn)的車(chē)型在后道工序會(huì)在輪穴處噴涂黑漆（美觀、NVH），在新材料導(dǎo)入前有必要與此材料進(jìn)行匹配性試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3：

評(píng)價(jià)方法：粘手：確認(rèn)放置后是否粘手、剝離：剝離：使用100網(wǎng)格膠帶剝離確認(rèn)。

根據(jù)結(jié)果顯示：與黑漆匹配性方面，新材料的性能不亞于舊材料。

3.1.4 垂流性評(píng)價(jià)

膠的最重要品質(zhì)要求之一即為噴涂后不產(chǎn)生垂流。我們分別設(shè)置不同溫度、不同放置時(shí)間條件下對(duì)新舊材料進(jìn)行了垂流方面的評(píng)價(jià)。根據(jù)表4的結(jié)果可以看出，新材料在垂流性方面不低于舊材料。

3.1.5 重復(fù)涂布性評(píng)價(jià)

在實(shí)際作業(yè)中，膠涂布軌跡會(huì)有重疊的情況。針對(duì)該狀態(tài)也需要進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，請(qǐng)見(jiàn)表5：

本公司車(chē)型沒(méi)有先使用噴槍后使用窄幅槍的情況。

3.1.6 密封性評(píng)價(jià)

密封性是指鐵板板縫在一定范圍時(shí)，膠可以將板縫密實(shí)而不開(kāi)裂。

新舊材料的密封性試驗(yàn)如表6：

結(jié)論：新材料的密封性能比舊材料更好。

3.2 設(shè)備安裝

如前所述，本次導(dǎo)入新膠需要新設(shè)一套膠循環(huán)系統(tǒng)。且為了保證平穩(wěn)過(guò)度，要求新系統(tǒng)投入使用后出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)舊系統(tǒng)可以馬上啟用。具體方案為：循環(huán)系統(tǒng)機(jī)械部分新設(shè)（泵、罐、管路、閥門(mén)等），電控部分從舊系統(tǒng)拆卸安裝到新系統(tǒng)上，舊系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)待命（由于空間所限，在新設(shè)備安裝前將舊有設(shè)備進(jìn)行了必要的移動(dòng)）。如圖2所示：

在新設(shè)管路安裝過(guò)程中，有如下幾點(diǎn)需要注意：（1）循環(huán)管路建議設(shè)置回流管路（管路清洗時(shí)使用，生產(chǎn)時(shí)關(guān)閉）。（2）由于是高壓管路，安裝法蘭及各種結(jié)合部位時(shí)有必要切實(shí)確認(rèn)安裝狀態(tài)，比如法蘭間的密封圈是否安裝到位。避免造成管路泄露，造成人身傷害。（3）管路、罐體安裝完畢后，需要制定完備的清洗計(jì)劃及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（此項(xiàng)可與材料廠家一起研討）。（4）投入材料后需要根據(jù)材料的特性設(shè)置合適的供給泵空氣壓力，避免空打造成泵的損壞。

3.3 作業(yè)訓(xùn)練

利用舉升機(jī)將一臺(tái)訓(xùn)練車(chē)體升高，作業(yè)者利用移動(dòng)式膠泵進(jìn)行噴涂訓(xùn)練（噴涂——膠刮掉回收——噴涂）。

3.4 爬坡量產(chǎn)

為了使作業(yè)者逐步適應(yīng)新膠，因此使用新膠時(shí)采用了逐步增量的方式。每天生產(chǎn)2H 4H 8H 直到全部使用新膠，詳見(jiàn)表7：

3.5 效果確認(rèn)

3.5.1 輕量化

原有材料單臺(tái)用量體積：al比重bkg/l新材料單臺(tái)用量體積為a L 比重為c kg/l;

重量差：（a*b-a*c）kg導(dǎo)入后實(shí)際降幅約為19%達(dá)成目標(biāo)。

3.5.2 低成本

原有材料單臺(tái)用量體積：al比重b kg/l單價(jià)c元/kg新材料單臺(tái)用量體積為aL比重為d kg/l單價(jià)e元/kg;

成本差：（a*b*c-a*d*e）元/臺(tái)導(dǎo)入后實(shí)際降幅約為16% 達(dá)成目標(biāo)。

3.6 導(dǎo)入過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題點(diǎn)及對(duì)應(yīng)情況

3.6.1 調(diào)壓器堵塞問(wèn)題

在膠投入管路初期，多次發(fā)生膠槍不出膠的情況。經(jīng)過(guò)現(xiàn)象確認(rèn)，逐級(jí)排查，發(fā)現(xiàn)發(fā)生的堵塞的位置是槍下端的調(diào)壓器進(jìn)膠口堵塞，堵塞處膠已經(jīng)凝固。經(jīng)過(guò)分析，判斷發(fā)生原因?yàn)槌跗诿咳漳z用量少，靜止時(shí)在持續(xù)高壓下可塑劑析出導(dǎo)致。解決辦法：1.膠槍使用完畢后關(guān)閉調(diào)壓閥下的閥門(mén)，膠槍泄壓。2調(diào)整膠內(nèi)可塑劑的含量。通過(guò)上述兩個(gè)對(duì)策后，截止目前此問(wèn)題未再發(fā)。發(fā)生堵塞位置如圖3/圖4所示。

3.6.2 投料泵空打

由于新膠的流動(dòng)性變差以及密度降低，導(dǎo)致用泵從膠的包裝桶桶底抽膠變得困難。經(jīng)常發(fā)生膠的包裝桶內(nèi)的液面剛到斜面時(shí)就無(wú)法被抽動(dòng)了（包裝桶為上部立方體，下部椎體）。

為了解決空打，我們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）將泵與包裝桶之間的連接軟管抬高，從“V”型改為水平?！懈纳?

（2）在包裝桶下方設(shè)置約20cm高的平臺(tái)，使包裝桶的最低點(diǎn)高于泵的吸口——沒(méi)效果;

（3）在保證膠的供給的前提下，適當(dāng)降低受入泵的壓縮空氣壓力——有改善;

（4）適當(dāng)降低膠的粘度——有改善。

最后我們將1/3/4的做法固定下來(lái)，目前基本將空打問(wèn)題解決了。

3.6.3 膠垂流問(wèn)題

新膠試驗(yàn)及投產(chǎn)初期，膠噴涂到車(chē)身上后發(fā)生垂流的現(xiàn)象。發(fā)生垂流的部位主要分兩種情況：（1）交叉噴涂導(dǎo)致膠厚度厚的地方，如圖5;（2）板縫較大/多層鐵板結(jié)合的部位就，如圖6。

針對(duì)第一種情況，我們首先在不影響品質(zhì)和工藝要求的前提下，通過(guò)作業(yè)手法改善，盡最大可能降低膜厚。但是輪穴處個(gè)別位置有突出表面的部分，而此部分的側(cè)面也需要覆蓋膠。因此降低膜厚后仍然膜厚較厚（達(dá)到7mm左右），如圖7。

針對(duì)第二種情況，是由于膠打到鐵板上后，由于板縫大導(dǎo)致膠與鐵板接觸的面積過(guò)小，造成了膠與鐵板間的附著力不足導(dǎo)致了垂流問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題，我們減小了噴涂時(shí)膠槍與鐵板的距離。結(jié)果雖然有改善但仍沒(méi)有徹底解決。于此同時(shí)，也開(kāi)始懷疑膠粘度低，當(dāng)粘度調(diào)整接近規(guī)格上限時(shí)也沒(méi)有改觀。上述努力是主機(jī)廠在現(xiàn)有條件下能夠自主實(shí)施

的最大程度，在這種情況下仍然都沒(méi)法徹底解決垂流問(wèn)題。因此為了解決問(wèn)題，只能夠與材料廠家研討從膠的方面進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，最后通過(guò)改變?cè)牧系哪稠?xiàng)指標(biāo)解決了問(wèn)題。且為了避免問(wèn)題再次發(fā)生，追加了更嚴(yán)格的膠出廠檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（垂流標(biāo)準(zhǔn)）。

3.7 后續(xù)計(jì)劃-進(jìn)一步降低成本

目前，底盤(pán)膠是以矩形桶（容量1000KG）的包裝形式送到工廠用泵抽到線側(cè)。由于底盤(pán)膠密度降低后不易下沉，導(dǎo)致有一部分膠附著在罐內(nèi)壁無(wú)法被泵抽出而造成浪費(fèi)。

目前的計(jì)劃是：

（1）安排人員用專(zhuān)用工具將殘膠刮到吸膠口處用泵抽出（每罐可多利用膠30KG）;

（2）研討在罐內(nèi)壁涂膜一層疏膠層，避免膠掛壁。

4 總結(jié)

通過(guò)輕量化/低成本底盤(pán)膠的導(dǎo)入，總結(jié)了以下經(jīng)驗(yàn)供同行實(shí)施類(lèi)似項(xiàng)目時(shí)參考。

4.1 導(dǎo)入前計(jì)劃周密、準(zhǔn)備充分

一種材料的導(dǎo)入一般要經(jīng)歷7-8個(gè)月的時(shí)間，從立項(xiàng)到真正投入使用，中間有各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

只有將所有工作事先編入計(jì)劃中，才能避免中間出現(xiàn)遺漏導(dǎo)致項(xiàng)目延期。

材料導(dǎo)入項(xiàng)目需要各個(gè)相關(guān)部門(mén)協(xié)調(diào)推進(jìn)（技術(shù)部門(mén)、制造車(chē)間、材料管理部門(mén)、材料制造商等）所以導(dǎo)入前有必要使相關(guān)部門(mén)達(dá)成共識(shí)，導(dǎo)入過(guò)程中保證信息共享。這樣能夠保證項(xiàng)目順利進(jìn)行。

4.2 事前做好各項(xiàng)驗(yàn)證試驗(yàn)

膠除了需要保證本身的各種性能外還需要驗(yàn)證與其他可能接觸材料的匹配性（ED膜、漆膜等），如發(fā)生匹配問(wèn)題就需要馬上調(diào)整（一般說(shuō)來(lái)當(dāng)出現(xiàn)膠與ED膜、漆膜的匹配問(wèn)題時(shí)，首先考慮對(duì)膠進(jìn)行調(diào)整）。

4.3 設(shè)備方面一定要做好兩手準(zhǔn)備，避免因?qū)胄虏牧隙鴮?duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響

由于新材料的諸多特性還不了解，不可避免在導(dǎo)入初期會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，這時(shí)候就需要將舊有系統(tǒng)保持可用狀態(tài)。一旦新膠出現(xiàn)問(wèn)題，舊膠馬上可以投入使用，為新膠的問(wèn)題解決贏得時(shí)間。