減少蒙皮類工件的噴漆“跑花”故障的驗(yàn)證研究

牛麗娜 梁巍

摘? ?要：針對(duì)化銑后蒙皮類工件漆膜表面出現(xiàn)“跑花”的故障缺陷，進(jìn)行系統(tǒng)性試驗(yàn)，控制整個(gè)流程的要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)漆料自身的內(nèi)部原因和施工過(guò)程中的外部影響因素分析，找出問(wèn)題的最終原因，并根據(jù)原因制定相應(yīng)的措施，固化操作流程，減少返工率。

關(guān)鍵詞：“跑花”故障? 系統(tǒng)性試驗(yàn)? 過(guò)程控制? 固化操作流程

1? 引言

蒙皮類工件在噴漆后，漆膜表面經(jīng)常出現(xiàn)“跑花”缺陷，此類缺陷成批次性出現(xiàn)，缺陷數(shù)量和頻率較高，導(dǎo)致返工率居高不下。重新返工的漆層不僅工序復(fù)雜，且返工后的漆層色差會(huì)影響外觀質(zhì)量，造成漆層超厚，存在掉漆風(fēng)險(xiǎn)。另外，大量的返工不僅造成浪費(fèi)，影響直交件的包發(fā)以及裝配件后續(xù)工序的生產(chǎn)。因此，為了減少“跑花”缺陷的產(chǎn)生，通過(guò)開(kāi)展系統(tǒng)性的試驗(yàn)進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的控制措施，從而減少該類工件的返工率，提高一次交檢合格率，保證生產(chǎn)和發(fā)運(yùn)周期。

2? 缺陷描述

目前，蒙皮類工件的“跑花”缺陷分為兩種表現(xiàn)形式，它們分別為片狀“跑花”缺陷和點(diǎn)狀“跑花”缺陷，具體如下。

2.1 片狀跑花缺陷

在蒙皮表面，“跑花”缺陷在某一面積內(nèi)基本上成片出現(xiàn)。片狀跑花缺陷（圖1）主要產(chǎn)生于化銑保護(hù)膠直接接觸區(qū)域及其周圍，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，未接觸過(guò)化銑膠的區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)跑花缺陷。圖2為化銑保護(hù)膠附著與工件表面，去除該區(qū)域的化銑膠后，進(jìn)行溶劑清洗，噴漆后仍然出現(xiàn)圖1所示的片狀跑花缺陷。

2.2 點(diǎn)狀跑花缺陷

點(diǎn)狀跑花缺陷一般單個(gè)出現(xiàn)，沒(méi)有片狀跑花缺陷明顯，但是往往又很密集。主要分為露底的跑花缺陷（如圖3所示），即在該缺陷處露出工件基體;以及不露底的跑花缺陷（如圖4所示）。

2.3 “跑花”缺陷產(chǎn)生的機(jī)理

對(duì)于“跑花”缺陷的產(chǎn)生，最根本的形成機(jī)理是由于涂膜和粘附在涂膜上的外來(lái)污染物，其二者的表面張力不同所導(dǎo)致的。一方面是由于漆料本身存在的張力梯度;另一方面是漆料或被涂工件受到低張力物質(zhì)的污染。下面分別對(duì)以上兩個(gè)原因進(jìn)行說(shuō)明。

2.3.1 張力梯度

如圖5示，當(dāng)涂料噴涂到工件基體上，若含有溶劑的涂料表面張力為r1，基體表面張力為r2，此時(shí)r2>r1，不會(huì)出現(xiàn)跑花現(xiàn)象（即底材易濕潤(rùn)，極易形成膜層）。隨著溶劑的揮發(fā)，涂料的表面張力發(fā)生變化，由r1慢慢提高到r3，當(dāng)達(dá)到r2時(shí)，涂層表面就有出現(xiàn)“跑花”的可能性。但當(dāng)涂料的表面張力達(dá)到r2時(shí)，漆料粘度已極大，在沒(méi)有外界因素的干擾下，此時(shí)的表面張力不足以拉破已經(jīng)成形的涂層，就可以避免“跑花”缺陷。

2.3.2? 張力物質(zhì)污染

在涂料成膜的過(guò)程中，若受到外來(lái)污染，使?jié)衲ぶ写嬖诒砻鎻埩Φ陀谕磕さ念w粒、液滴等表面活性污染物時(shí)，會(huì)在整個(gè)涂層表面形成張力梯度。此時(shí)，以污染物為中心的表面上，涂料向外流動(dòng)形成凹坑。與此同時(shí)污染物拖拉表層以下的涂料（該部分涂料尚未干燥，具有一定的流動(dòng)性），如果濕膜較厚，里層涂料會(huì)移動(dòng)到表面補(bǔ)充凹坑，即形成不露底的“跑花”缺陷。如果濕膜較薄，里層涂料不會(huì)填補(bǔ)凹坑，即形成露底的“跑花”缺陷。具體形狀如圖6所示。

綜上所述，避免“跑花”缺陷的發(fā)生，最主要的是要避免在涂膜表面形成時(shí)受到外來(lái)污染。也就是說(shuō)，要保證整個(gè)過(guò)程中的清潔度，一是工件本身的清潔度要求，另一方面是整個(gè)流程中環(huán)境的清潔度要求。其次，再考慮在噴涂過(guò)程中是否存在操作手法和參數(shù)設(shè)置上的影響因素。

3? 通過(guò)實(shí)際的生產(chǎn)試驗(yàn)，分析低張力物質(zhì)產(chǎn)生的原因

3.1 噴漆流程梳理，尋找關(guān)鍵控制點(diǎn)

首先，通過(guò)實(shí)際的噴漆操作，梳理出整個(gè)噴漆流程并確認(rèn)關(guān)鍵點(diǎn)。

由于蒙皮類工件的數(shù)量大，底面漆用量整套配制，即開(kāi)即用，避免外來(lái)污染進(jìn)入漆料中，故在該漆料配制過(guò)程中產(chǎn)生外來(lái)污染的幾率較少，噴涂后基本上不會(huì)出現(xiàn)批次性的“跑花”缺陷。因此引起“跑花”的直接原因就主要集中在整個(gè)工件陽(yáng)極化噴漆的加工過(guò)程，包括人員、材料、環(huán)境、噴漆方法等方面。

3.2 制定系統(tǒng)性的試驗(yàn)方案，并驗(yàn)證

根據(jù)施工場(chǎng)所，首先對(duì)比噴漆廠房的設(shè)備和環(huán)境;其次，根據(jù)采用底面漆廠家的建議調(diào)整槍口徑，以及噴槍出漆量來(lái)改善“跑花”缺陷;同時(shí)從陽(yáng)極化到噴漆進(jìn)行全過(guò)程的跟產(chǎn)。

經(jīng)過(guò)人員、設(shè)備、漆料三因素的正交對(duì)比試驗(yàn)，得出的結(jié)論僅能間接證明良好的環(huán)境是減少“跑花”的最基本因素。再者，驗(yàn)證由于操作過(guò)程中，噴槍參數(shù)的設(shè)置及噴漆的手法問(wèn)題是否會(huì)導(dǎo)致造成“跑花”缺陷。

根據(jù)噴漆的噴槍口徑（1.3mm/1.8mm），出漆量大小進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果顯示調(diào)整噴槍口徑，以及噴槍出漆量能夠減少噴漆后“跑花”缺陷的數(shù)量，但不能完全消除“跑花”缺陷。同時(shí)，為了驗(yàn)證噴漆前表面清潔度對(duì)“跑花”缺陷的影響，批次性地跟產(chǎn)了陽(yáng)極化過(guò)程，共9槽工件。分析是否是由于在陽(yáng)極化到噴漆停留和周轉(zhuǎn)的過(guò)程中造成工件污染。

從跟產(chǎn)情況看，工件均進(jìn)行了充分的處理，滿足表面清潔度的要求。最終的噴涂均未在涂層表面出現(xiàn)“跑花”缺陷。其結(jié)果表明，氧化到噴漆的停留和周轉(zhuǎn)并非是造成“跑花”缺陷的原因，也就是說(shuō)在滿足時(shí)間間隔下，無(wú)論陽(yáng)極化至噴漆的時(shí)間間隔長(zhǎng)短，無(wú)論采用何種水質(zhì)進(jìn)行清洗，均不會(huì)產(chǎn)生外來(lái)的污染物。

3.3 試驗(yàn)結(jié)論

以上試驗(yàn)結(jié)論，再結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，確認(rèn)產(chǎn)生“跑花”缺陷的要因是外界低張力物質(zhì)污染所導(dǎo)致，通過(guò)對(duì)工件從陽(yáng)極化到噴漆全過(guò)程的跟蹤，排除了陽(yáng)極化及噴漆的過(guò)程中人為操作不當(dāng)?shù)囊蛩?，確認(rèn)了主要產(chǎn)生外來(lái)污染物的可能環(huán)節(jié)為：

（1）在氧化過(guò)程之前產(chǎn)生的污染物并未在陽(yáng)極化過(guò)程中清洗干凈。

①噴漆前，未發(fā)現(xiàn)工件表面的化銑保護(hù)膠（硅膠）殘留（化銑保護(hù)膠無(wú)法由陽(yáng)極化過(guò)程清理去除），從而導(dǎo)致噴漆后“片狀跑花”缺陷。但該情況發(fā)生的幾率很少，隨著化銑噴膠質(zhì)量的提升，工件周轉(zhuǎn)速度的加快，膠層的失效現(xiàn)象幾乎可以避免，故在工件進(jìn)行陽(yáng)極化前，表面的膠層幾乎完全去除。

②工件在進(jìn)入陽(yáng)極化工序之前，需要對(duì)蒙皮表面劃傷進(jìn)行修復(fù)。目前修復(fù)方法使用潤(rùn)滑油（通常為硅基）修復(fù)后進(jìn)行打磨，打磨過(guò)程中潤(rùn)滑油污染整個(gè)工件表面。由于在修復(fù)過(guò)程中將潤(rùn)滑油嵌入工件基體，很難用清洗的方式去除，因此最終導(dǎo)致涂層表面“點(diǎn)狀跑花”缺陷。

（2）噴漆廠房的環(huán)境不佳，導(dǎo)致涂層表面被污染。

噴漆前后，工件表面被污染，清潔度不佳;低張力物質(zhì)由噴漆廠房和噴漆室空氣中的塵?；蚱渌N類的漆霧組成，但該因素不會(huì)造成大面積的“點(diǎn)狀跑花”缺陷，一般產(chǎn)生的“跑花”缺陷數(shù)量較少。

4? 針對(duì)原因，制定措施，減少缺陷

針對(duì)以上制定的實(shí)施措施進(jìn)行了效果跟蹤（共3批）。從陽(yáng)極化至噴漆的全流程中，以上措施的執(zhí)行情況良好，最終的噴涂結(jié)果均未在涂層表面發(fā)現(xiàn)“跑花”缺陷， 具體實(shí)施效果見(jiàn)圖7，改善前工件表面貼膠帶處為“跑花”缺陷，改善后工件表面消除“跑花”缺陷。

5? 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)蒙皮類工件的“跑花”缺陷，經(jīng)過(guò)一系列的系統(tǒng)試驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)管理方面的梳理，從技術(shù)上改善，從管理上盡可能消除有害的影響因素，最終使得缺陷返修率下降了45%。有效減少了由于“跑花”缺陷引起的自檢返修，減輕了噴漆操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了漆料等材料成本。最重要的是，通過(guò)試驗(yàn)和流程的固化，保證了涂層的質(zhì)量。

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