免中涂工藝條件下加油口蓋色差問題的解決

劉 帥，王 飛，田省偉，尹曉前

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

0 引言

隨著日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力，以及環(huán)保法規(guī)的趨嚴(yán)，各種新型的節(jié)能減排工藝正逐步被開發(fā)出來。整車涂裝方面，綠色環(huán)保的免中涂噴涂工藝正逐步應(yīng)用于各大主機廠。塑料加油口蓋亦因其優(yōu)異的防腐性能以及更加輕量化的車身而備受廣大汽車廠商青睞。

在汽車產(chǎn)品中色差將直接影響顧客對汽車品質(zhì)的主觀判斷，汽車外觀部件的和諧、一致是考察車身涂裝綜合能力的重要指標(biāo)之一，車身應(yīng)統(tǒng)一顏色標(biāo)準(zhǔn)并減少后期給顧客帶來的不便和抱怨。

1 色差的概念

顏色可以用色相H（Hue），飽和度C（Chroma），或表示紅綠的a值，表示黃藍(lán)的b值以及明度L（Lightness）來定義。下文中所提及的Lab 均為CIE 顏色空間。所謂顏色空間是將描述顏色的要素作為坐標(biāo)并以此建立起來的三維空間。顏色空間可用于描述視覺的顏色范圍或測量儀器和設(shè)備的色域。在顏色空間中，每一種顏色都有唯一的一組參數(shù)與之對應(yīng)，同樣每一組參數(shù)也對應(yīng)著唯一的一種顏色，從而可以用一個量化的數(shù)據(jù)來表示顏色，使顏色品質(zhì)控制的數(shù)據(jù)化成為可能。

在該空間中，L為明度，L為正值表示顏色偏白，L為負(fù)值表示顏色偏黑。a、b為色度坐標(biāo)，其中a值為正值表示顏色偏紅，a值為負(fù)值表示顏色偏綠；b值為正值表示顏色偏黃，b值為負(fù)值表示顏色偏藍(lán)。

兩個色度值（L樣品，a樣品，b樣品）和（L標(biāo)準(zhǔn)，a標(biāo)準(zhǔn)，b標(biāo)準(zhǔn)）之間的色差ΔEab由下式?jīng)Q定：

如ΔL為正值，說明樣品顏色偏淺；ΔL為負(fù)值，說明樣品顏色偏深。

如Δa為正值，說明樣品顏色偏紅；Δa為負(fù)值，說明樣品顏色偏綠。

如Δb為正值，說明樣品顏色偏黃；Δb為負(fù)值，說明樣品顏色偏藍(lán)。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

我司新開發(fā)的雪域白車型加油口蓋存在色差問題，目視偏暗、偏藍(lán)。經(jīng)對總裝下線車輛進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該顏色25°a值偏低；45°、75°L值、b值偏低，嚴(yán)重制約了該車型的順利量產(chǎn)。經(jīng)調(diào)查，雪域白顏色為追求高閃爍度，添加了具有特殊閃光效果的顏料，造成其遮蓋力較普通白色漆偏低。其數(shù)值偏差結(jié)果分別見圖1、圖2。

3 原因分析

針對加油口蓋的色差問題，采用魚骨刺圖進行分析（圖3），結(jié)果表明，制約雪域白加油口蓋色差問題的主要原因有兩項：吐出量、成型空氣等參數(shù)設(shè)定不合理以及加油口蓋底漆顏色偏深。

參考FMEA（失效模式和影響分析）思路（圖4），根據(jù)問題發(fā)生的機理/起因，識別影響加油口蓋色差問題的關(guān)鍵因素，并依次針對失效變量進行分析，制定相應(yīng)的管控措施（圖5）。

3.1 噴涂參數(shù)設(shè)定不合理

現(xiàn)場采用免中涂工藝，其面漆噴涂工藝如圖6所示。雪域白顏色加油口蓋噴涂涂層分為B1 涂層、B2 涂層、B2mica 層以及清漆涂層。其中，清漆涂層對外觀色差的影響較小，故對其膜厚變化不做細(xì)致分析。

通過噴涂不同的漆膜膜厚，驗證漆膜膜厚對色差的影響。同時在實驗室條件下，通過DOE 試驗?zāi)M得出旋杯轉(zhuǎn)速、靜電電壓以及成型空氣三者對膜厚以及色差數(shù)值的影響趨勢。試驗設(shè)計及結(jié)論見表1。

圖1 加油口蓋L 值測量數(shù)據(jù)偏差Figure 1 L value measurement data deviation of fuel filler lid

圖2 加油口蓋a、b 值測量數(shù)據(jù)偏差Figure 2 a，b value measurement data deviation of fuel filler lid

圖3 加油口蓋色差問題魚骨刺圖分析Figure 3 Analysis of fish bone spurs in the problem of color difference of the fuel filler lid

圖4 FMEA 失效管理思路圖Figure 4 Figure of FMEA failure manangement ideas

圖5 依托于FMEA 思路的問題控制方法Figure 5 Problem control method based on FMEA idea

圖6 免中涂工藝線體噴涂設(shè)計Figure 6 Midcoat-free coating process line design

表1 不同噴涂參數(shù)造成的色差偏差Table 1 Color difference deviation caused by different spraying parameters

通過測量不同噴涂條件下的膜厚數(shù)據(jù)，得出噴涂吐出量的大小對膜厚的影響最大，兩者呈正相關(guān)關(guān)系。旋杯轉(zhuǎn)速與成型空氣對膜厚的貢獻量較小，可忽略不計。通過測量不同噴涂條件下的色差數(shù)據(jù)，得出當(dāng)加油口蓋顏色偏暗偏藍(lán)時，需要提升L值以及b值，需要降低B1、BC1 吐出量及成型空氣，并提升BC2 吐出量。

3.2 底材材質(zhì)不合適

雪域白加油口蓋底材目前為深色底涂漆，雪域白顏色遮蓋力≤35 μm，經(jīng)對不同底材條件（表2）下進行相同參數(shù)噴涂后，最終的色差結(jié)果如表3 所示。

表2 加油口蓋底材色差數(shù)值Table 2 Color difference of fuel filler lid substrate

表3 噴涂完成后加油口蓋色差數(shù)值Table 3 Color difference of fuel filler lid after spraying

通過加油口蓋不同底材噴涂驗證可知，底材顏色對色差亮度影響較大。加油口蓋底材顏色需要向淺色、黃相方向調(diào)整，以解決色差問題。

4 對策制定實施

通過對噴涂參數(shù)設(shè)定、底材材質(zhì)的分析，對雪域白加油口蓋色差問題進行對策實施。

4.1 噴涂參數(shù)調(diào)整

依據(jù)前期試驗的結(jié)果，制定調(diào)整方案（表4），通過降低B1、BC1 吐出量及成型空氣，提升BC2 吐出量，并進行匹配驗證，膜厚目標(biāo)以及色相已達成，但最終在亮度上仍然存在差距，需繼續(xù)對安裝方式以及底材進行更換，解決色差問題。

表4 6 次參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)Table 4 Six parameter adjustment data

4.2 加油口蓋底材顏色更換

將加油口蓋底材顏色更換為淺色，加油口蓋安裝在后背門左側(cè)進行噴涂。噴槍軌跡設(shè)定在加油口蓋中部1/2 處。

5 效果確認(rèn)

整改后的雪域白加油口蓋色差效果通過外觀目視和數(shù)據(jù)測量兩個方面進行確認(rèn)。

5.1 目視效果確認(rèn)

顏色調(diào)整完成后，通過組織各相關(guān)部門及用戶檢驗等部門對目視效果進行確認(rèn)。經(jīng)評審，目視外觀效果合格（圖7），可批量切換。

圖7 加油口蓋與實車對比圖Figure 7 Fuel filler lid and real car comparison chart

5.2 外觀數(shù)值確認(rèn)

對調(diào)整完成的加油口蓋色差數(shù)值進行儀器批量測量，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進行比對，測量點（圖8）數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)，滿足產(chǎn)品要求及目標(biāo)設(shè)定值（圖9、10）。

從5 個測量點的數(shù)據(jù)分析表明，雪域白色差在25°、45°、75° 3 個角度上的明度、色相均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

圖8 加油口蓋色差數(shù)據(jù)測量點Figure 8 Fuel filler lid color difference data measurement point

圖9 5 個測量點的明度數(shù)值Figure 9 The value of the five measurement points in the brightness

圖10 5 個測量點的色相數(shù)值Figure 10 Hue direction values for five measuring points

6 結(jié)語

車身的色差控制問題是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)過程，要不斷地優(yōu)化與改進提升。加油口蓋的色差問題還需要從開發(fā)階段開始規(guī)范，從顏色開發(fā)啟動階段進行梳理，依次確認(rèn)新顏色遮蓋力、新顏料工藝參數(shù)設(shè)定要求，并驗證當(dāng)前加油口蓋底材顏色條件下噴涂是否存在色差問題。公司各部門在工作中需持續(xù)不斷地努力和總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，才能將油漆色差控制工作做得更好，讓用戶滿意。