新技術(shù)正在推動飛機(jī)噴涂技術(shù)創(chuàng)新

■ James Pozzi

當(dāng)前各種技術(shù)創(chuàng)新正在帶動周邊產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展，如復(fù)合材料在新型飛機(jī)的占比越來越高、自動化在航空制造業(yè)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大等，正在推動著飛機(jī)的噴涂技術(shù)升級。但由于飛機(jī)尺寸較大等因素，自動化機(jī)器人噴漆很難在售后服務(wù)市場中得到廣泛應(yīng)用。相比之下，紫外線（UV）噴涂技術(shù)有望成為下一代噴涂技術(shù)升級的熱點(diǎn)。

隨著全球民用航空機(jī)隊(duì)的成熟，傳統(tǒng)的金屬占比較大的飛機(jī)正逐漸到壽。取而代之的是大量采用新型復(fù)合材料的飛機(jī)開始逐步投入市場。新型飛機(jī)的內(nèi)部和外部都發(fā)生了改變，新型復(fù)合材料帶來了全新的維修需求，因此噴漆涂料也隨之換代。

PPG公司表示，復(fù)合材料的更廣泛使用正在改變行業(yè)和客戶的要求，尤其是以減輕重量為中心的要求。復(fù)合材料比金屬輕，為飛機(jī)減重創(chuàng)造了條件。而且由于復(fù)合材料可以模壓成型，所以O(shè)EM有機(jī)會用更少的時間和不同的安裝結(jié)構(gòu)重新設(shè)計和制造復(fù)雜的部件。

此外，復(fù)合材料和金屬材料的3D打印應(yīng)用的不斷增多具有非常深遠(yuǎn)的意

義。但是，3D打印的材料表面非常粗糙，不僅需要保護(hù)，而且為了美觀還需要進(jìn)行平滑處理。例如，鋁制3D零件的形狀需要不同的涂層或不同的表面處理技術(shù)。德國涂料制造商Mankewiecz表示，使用3D打印技術(shù)后，供應(yīng)鏈的周轉(zhuǎn)時間也要求產(chǎn)品的生產(chǎn)流程隨之改變。因?yàn)榭蛻粜枰焖?、更?zhǔn)確地獲得產(chǎn)品或者更安全、更高效的維修服務(wù)。

Magnetic MRO正有意借虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)增強(qiáng)其噴漆能力。

在過去的十年中，為了保護(hù)環(huán)境和噴涂人員的安全，涂料制造商改變了產(chǎn)品開發(fā)過程，逐漸減少了鉻酸鹽等危險化學(xué)品的使用。但是，該做法削弱了鋁表面的抗氧化保護(hù)，也促使AkzoNobel、Sherwin-Williams、PPG 和Mankewiecz等涂料制造商繼續(xù)探索預(yù)處理和其他解決方案以解決產(chǎn)品表面的抗氧化保護(hù)問題。

幾十年來，Mankewiecz一直將水基涂料納入其涂料產(chǎn)品中，這些產(chǎn)品與之前的溶劑型涂料一樣安全和耐用。近日，此類型涂料已經(jīng)應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件。Mankewiecz表示，其一直致力于無鉻防腐蝕涂料的開發(fā)，未來也會將此項(xiàng)目作為首要任務(wù)。

Sherwin-Williams在其產(chǎn)品線中也考慮了環(huán)境因素，最近擴(kuò)大了包括預(yù)處理和幾種無鉻環(huán)氧底漆等無鉻生產(chǎn)線的規(guī)模。這些技術(shù)可以在不降低產(chǎn)品性能或生產(chǎn)率的情況下，提高其耐用性。

此外，涂料制造商也在更密切關(guān)注飛機(jī)內(nèi)飾涂料。Sherwin-Williams公司指出內(nèi)飾噴涂與機(jī)身噴涂在人工和材料成本等方面存在有很大差異，如機(jī)身涂料與內(nèi)飾涂料都必須能夠承受環(huán)境的影響，機(jī)身涂料會受到陽光、液壓油、噴氣燃料以及極端天氣的侵蝕，而內(nèi)飾涂料不僅要滿足阻燃性要求，還要能夠承受旅客的汗水、食物、口紅侵蝕，以及行李的碰撞。

由于全球機(jī)隊(duì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和更大的行業(yè)定制化需求，維修企業(yè)希望利用新的涂料產(chǎn)品促進(jìn)噴涂業(yè)務(wù)需求的增多。Magnetic MRO就是其中一家，該公司于2015年在愛沙尼亞塔林的機(jī)庫開展了噴漆業(yè)務(wù)。在過去四年中，Magnetic MRO的窄體飛機(jī)噴漆業(yè)務(wù)源源不斷，每年約完成20～25架飛機(jī)噴漆。該公司表示，通常情況下飛機(jī)租賃到期轉(zhuǎn)租的涂裝簡單，可以在4天內(nèi)完成，而稍復(fù)雜的、需要褪漆并進(jìn)行完整再噴涂的工作，需要7～9天才能完成。

Magnetic MRO在發(fā)展噴涂能力的過程中也在積極創(chuàng)新其涂料工藝。該公司認(rèn)為，飛機(jī)噴漆的主要挑戰(zhàn)是飛機(jī)要求有更短的周轉(zhuǎn)時間。但當(dāng)前航空業(yè)的成長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過技術(shù)人員和噴漆人員的成長，所以在噴涂工藝中勞動力也是一大挑戰(zhàn)。

Magnetic MRO的噴漆工藝的創(chuàng)新之一是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。Magnetic正在測試和研發(fā)飛機(jī)涂裝可視化技術(shù)。2017年底，該公司開放了一個擴(kuò)建的噴漆工廠，其中該噴漆機(jī)庫還接有定制的機(jī)塢系統(tǒng)，可為不同類型的飛機(jī)提供服務(wù)。該系統(tǒng)比臨時搭毯或升降吊臂的解決方案更好，因其提供了進(jìn)入每個飛機(jī)區(qū)域的完善通道，從而減少了準(zhǔn)備和噴漆的時間。

Sherwin-Williams認(rèn)為，未來涂料的發(fā)展將圍繞生產(chǎn)率、減重、環(huán)境改善和客戶體驗(yàn)四個具體領(lǐng)域展開。PPG公司也認(rèn)同這一觀點(diǎn)，并表示PPG的所有研發(fā)工作都是基于生產(chǎn)更輕、更環(huán)保的產(chǎn)品，同時具有更健康和安全性能，以及更具成本效益的應(yīng)用。

再有，自動化技術(shù)正在提高生產(chǎn)率方面發(fā)揮著積極的作用。當(dāng)然也可以說提高生產(chǎn)率的需求為創(chuàng)新的噴漆方法留出了發(fā)展空間，而這種空間會促進(jìn)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。最近，有的維修企業(yè)已經(jīng)在原有流程中加入越來越多的自動化。Mankewiecz認(rèn)為，生產(chǎn)過程的自動化無疑是未來幾年制造業(yè)重大發(fā)展的最大推動力。

盡管機(jī)器人等自動化概念變得越來越普及，但Magnetic MRO認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)短期內(nèi)不會大規(guī)模進(jìn)入售后市場的飛機(jī)噴漆領(lǐng)域。在航空領(lǐng)域，只有少數(shù)工廠在簡單的零部件上會使用噴漆機(jī)器人，如為未安裝于機(jī)身的機(jī)翼噴漆。未來，噴漆機(jī)器人有可能成為OEM的噴涂設(shè)備，但是由于飛機(jī)尺寸較大以及考慮到實(shí)現(xiàn)成本，售后服務(wù)市場很難得以推廣。

Magnetic MRO認(rèn)為，與噴涂機(jī)器人相比，紫外線（UV）噴涂技術(shù)更有可能取代現(xiàn)有的basecoat和clearcoat系統(tǒng)。紫外線技術(shù)可以使油漆和透明漆在不會使飛機(jī)失去光澤或外觀的情況下5分鐘內(nèi)風(fēng)干，從而減少飛機(jī)因噴漆產(chǎn)生的停場時間，空客公司正在飛機(jī)上測試紫外線噴涂技術(shù)。該技術(shù)有望成為噴漆技術(shù)的下一步升級。