新能源汽車涂裝工藝及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與規(guī)劃

李亮亮

摘要：隨著人們生活水平的提高，對(duì)汽車的需求量也在逐年增多。新能源汽車迅猛發(fā)展全國(guó)各地遍地開花出現(xiàn)各種新能源汽車基地。節(jié)能與新能源汽車是“中國(guó)制造2025”擬重點(diǎn)突破發(fā)展的十大領(lǐng)域之一，是未來國(guó)際汽車技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，更是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)汽車強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想的必經(jīng)之路和難得的戰(zhàn)略機(jī)遇。同時(shí)在能源制約、環(huán)境污染等大背景下，我國(guó)政府把發(fā)展新能源汽車作為解決能源及環(huán)境問題、建設(shè)資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會(huì)及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大舉措。而其中，輕量化、多材質(zhì)車身則代表著新能源汽車的主要發(fā)展方向。降低汽車車身重量，采用結(jié)構(gòu)改進(jìn)及新材料應(yīng)用等減重措施的輕量化車身設(shè)計(jì)，正在改變車身結(jié)構(gòu)，并集多種材料于一身，這必然帶來涂裝工藝和生產(chǎn)方式的變化。本文就新能源汽車涂裝工藝及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與規(guī)劃展開探討。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;涂裝工藝;生產(chǎn)線規(guī)劃

引言

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展改變了人們?nèi)粘Ｉ钪械某鲂蟹绞健ｋS著人們認(rèn)識(shí)到汽車是運(yùn)輸?shù)闹匾侄?，使得越來越多的車輛被使用，從而在極大程度上增加了人們對(duì)汽車外部審美要求。因此，對(duì)汽車車身涂裝工藝的研究也具有重要意義。為了滿足所有人的審美需求，汽車制造公司有必要加強(qiáng)整車工藝和有效的質(zhì)量控制。

1新能源汽車分類

新能源汽車包括：純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源汽車（如超級(jí)電容器、飛輪等高效儲(chǔ)能器、空氣動(dòng)力、甲醇汽車、太陽(yáng)能汽車）等。在中國(guó)，新能源汽車主要是指純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車和燃料電池電動(dòng)汽車，常規(guī)混合動(dòng)力汽車被劃分為節(jié)能汽車。

2汽車車身涂裝工藝的作用

汽車涂料是指將流中或粉末中的有機(jī)物施加到另一個(gè)物體上時(shí)形成的薄膜。通常，我們將此膜稱為涂層，然后將其涂抹在干凈的車身上，然后執(zhí)行相關(guān)的過程，例如干燥等步驟形成的膜就是汽車涂抹的整個(gè)過程。涂漆汽車表面的原因有很多，最重要的是，它在車輛中起裝飾作用。通過繪畫車身，我們可以顯示汽車的不同顏色，并使車身更具三維感和出色感，從而在極大程度上滿足人們當(dāng)前個(gè)人需求的美麗愉悅感。其次，給汽車上油漆可以形成保護(hù)層，對(duì)汽車表面起到保護(hù)的作用，但同時(shí)這也是汽車噴油漆最重要的一個(gè)目標(biāo)。

3新能源汽車的涂裝工藝

3.1合并涂裝工序，降低環(huán)境污染

車身涂裝車間原有生產(chǎn)流程使用溶劑型油漆手工噴涂、噴漆及烘干廢氣經(jīng)文丘里處理后排出，前處理由磷化工藝車間完成，車身由駕駛員駕駛運(yùn)輸小車根據(jù)需要送貨。該工藝存在廢氣處理不完全、材料利用率低、廢水難處理、運(yùn)輸效率低的缺點(diǎn)。通過合并整合涂裝工序，前處理增加水洗輸送軌道系統(tǒng)，硅烷鋯化預(yù)處理，噴涂工藝由溶劑型噴涂工藝切換為水性噴涂工藝、噴涂方式由外板人工噴涂更改為自動(dòng)噴涂，并配合沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)+RTO焚燒技術(shù)對(duì)廢氣進(jìn)行處理，新增預(yù)熱室、底漆室和流平室。本流程旨在從原料代替、生產(chǎn)過程控制、末端處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行合并整合，將獨(dú)立設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)或者模塊組合起來，形成復(fù)雜的大系統(tǒng)，最大程度地減少揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的產(chǎn)生和排放，提高了車身噴涂產(chǎn)能，保證了廢氣和廢水的排放滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2分體涂裝

（一）鋁合金骨架+非金屬覆蓋件的分體車身涂裝工藝。鋁合金骨架+非金屬覆蓋件的分體車身（車艙體或骨架為鋁合金型材、車身覆蓋件為塑料件、碳纖維（CFRP）、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）、片狀模塑料（SMC）等，該種車身一般采用分體涂裝，涂裝后送到總裝車間進(jìn)行裝配。（1）鋁骨架（或車架）涂裝工藝。鋁骨架（或車架）涂裝工藝：對(duì)于新能源車來講，鋁骨架為非外露件，鋁合金件車架位于車底部，僅需要考慮防腐、耐油或耐熱即可，無需考慮外觀質(zhì)量，故工藝比較簡(jiǎn)單，僅電泳底漆即可。其中前處理采用鋁件專用薄膜（鈍化）工藝，電泳采用中厚膜底面合一陰極電泳工藝即可。（2）非金屬覆蓋件的涂裝工藝。非金屬覆蓋件的涂裝工藝：外覆蓋件（車門、翼子板、引擎蓋、行李箱蓋、頂蓋）為非金屬，因此涂裝車間省去了復(fù)雜的前處理等工序。目前國(guó)內(nèi)對(duì)碳纖維件的制作關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全掌握，外觀質(zhì)量還不能得到保證，所以對(duì)于碳纖維覆蓋件，目前推薦采用溶劑型3C2B工藝。隨著技術(shù)的發(fā)展，材料的改進(jìn)，碳纖維制作工藝的成熟，未來工藝發(fā)展趨勢(shì)為緊湊型3C1B（B1B2）工藝。另外在前處理使用化學(xué)清洗與干冰清洗上，優(yōu)先推薦采用干冰清洗或化學(xué)清洗。（二）鋁車架+CFRP車艙+非金屬覆蓋件的分體車身。涂裝工藝CFRP車艙+非金屬覆蓋件的分體車身（僅有小車架為鋁合金件）。這種車身一般也采用分體涂裝，涂裝后送到總裝車間進(jìn)行裝配。車身由“鋁車架+CFRP車艙+非金屬覆蓋件”構(gòu)成，3種部件分別涂裝，其中碳纖維車艙一般采用原色，不進(jìn)行涂裝;鋁車架，僅需進(jìn)行電泳涂裝;非金屬覆蓋件單獨(dú)涂裝，類似保險(xiǎn)杠涂裝線。

4新能源汽車涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)及規(guī)劃

4.1涂裝生產(chǎn)線過程質(zhì)量信息管理優(yōu)化

涂裝生產(chǎn)線的基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)工具和分析工具是各類不同質(zhì)量、工藝報(bào)表，能有效幫助促進(jìn)涂裝生產(chǎn)線及相關(guān)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，其中質(zhì)量信息管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集生產(chǎn)線的相關(guān)數(shù)據(jù)，若采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不完整，那么質(zhì)量管理信息系統(tǒng)建設(shè)的再好，也沒有了存在的意義。因?yàn)椴煌暾臄?shù)據(jù)不能為生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的改進(jìn)提供任何的有效支持，所以能夠采集有效、完整的數(shù)據(jù)是質(zhì)量信息管理系統(tǒng)完善的必要條件。

4.2智能化設(shè)計(jì)理念

就涂裝工廠而言，實(shí)現(xiàn)智能化，就需要從以下幾個(gè)方面建立相關(guān)的功能：（1）在新工廠規(guī)劃階段，通過仿真實(shí)現(xiàn)軟件優(yōu)化布局、減少運(yùn)營(yíng)瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)、避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)的功能;（2）通過建筑信息模型（BIM）技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)工藝土建方案設(shè)計(jì)、建筑性能分析、管線綜合分析、工程量統(tǒng)計(jì)等功能;（3）通過強(qiáng)度計(jì)算、流體分析、熱力分析等實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和工況的計(jì)算、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，確保最優(yōu)工況及效果;（4）以模擬仿真軟硬件為平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備動(dòng)作流程仿真，模擬各類工況、故障發(fā)生和驗(yàn)證和處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)備預(yù)調(diào)試;（5）數(shù)據(jù)采集及分析功能：通過對(duì)車間各種數(shù)據(jù)的采集，例如產(chǎn)能、質(zhì)量、能耗、設(shè)備參數(shù)、并與工序、工作人員進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯，可優(yōu)化;（6）樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，通過對(duì)建筑物內(nèi)的設(shè)備、能源使用、環(huán)境、安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等，以提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適的工作環(huán)境;（7）智能管理功能：包括設(shè)備管理、能源管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理、備件管理、權(quán)限管理、無紙化管理、安全管理等。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，越來越多的人工智能技術(shù)也在被不斷地應(yīng)用到智能管理、故障診斷、質(zhì)量監(jiān)控等方面，在未來十幾年里，關(guān)于人工智能技術(shù)的開發(fā)及在涂裝車間的應(yīng)用將是一大課題與挑戰(zhàn)。

結(jié)語(yǔ)

最近，我國(guó)的新能源汽車工業(yè)發(fā)展迅速。在生產(chǎn)新車的過程中，人們對(duì)材料、設(shè)備和技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)，并逐漸向環(huán)境保護(hù)方向發(fā)展。車企、涂裝設(shè)備廠家和涂裝材料廠家應(yīng)緊密合作，聯(lián)合開展涂裝新技術(shù)的跟蹤及技術(shù)創(chuàng)新研究，開發(fā)出滿足新能源汽車需求的綠色涂裝技術(shù)。

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