淺談阻尼膠板的涂裝工藝實(shí)現(xiàn)

郭雅莉，張 慧 （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

阻尼材料廣泛用于汽車行業(yè)中，其目的是減少整車振動(dòng)噪聲（NVH）。因?yàn)槠囃ǔＳ蓡螌踊蚨鄬拥匿摪?、鋁板組成，隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在雖然也有全塑料車身，但是尚未普及。鋼板在汽車行駛過程中會傳遞振動(dòng)，這樣不僅形成了噪音，而且也讓乘客不舒服。為了提高乘客的舒適性，阻尼材料大量應(yīng)用在四門門板、側(cè)圍、頂蓋、地板以及輪罩等部位，從而從汽車噪聲傳遞途徑上減少振動(dòng)。阻尼材料在焊裝車間、涂裝車間和總裝車間都有裝配，其中由于涂裝車間具備烘干工藝，所以傳統(tǒng)工藝中在涂裝車間的使用量占比較大。常用的阻尼材料有兩大類：片狀阻尼膠板和液態(tài)阻尼涂料，結(jié)合汽車開發(fā)流程，闡述在各個(gè)階段，涂裝片狀阻尼膠板的工藝策劃、實(shí)施和驗(yàn)證等工作，并對典型案例進(jìn)行分析，供同行參考。

1 品類及主要工藝

片狀阻尼膠板的主要成分是瀝青、滑石粉、膠粉、云母粉、磁粉等，根據(jù)所貼部位的特點(diǎn)，可以很方便地加工成各種形狀、厚度不等的阻尼板。阻尼膠板按特性分為自黏型、熱熔型和磁性等3種。其中熱熔型阻尼膠板主要用于地板水平面上；自黏型阻尼膠板則裝在部位不規(guī)則或者容易脫落的部位，如輪罩、前圍板等處，通過阻尼膠板上的膠與車身鋼板連接；而磁性阻尼膠板一般貼在車身垂直面上，通過磁力與車身鋼板結(jié)合，如四門門板、頂蓋內(nèi)部等部位。

熱熔型阻尼膠板一般設(shè)計(jì)在電泳烘干之后的工位安裝，經(jīng)中涂烘干室、面漆烘干室烘干，熔融固化在車身上；自黏型阻尼膠板可以設(shè)計(jì)成與熱熔型同工位安裝，也可以設(shè)計(jì)成在面漆轉(zhuǎn)總裝之前安裝；而磁性阻尼膠板則一般在面漆后轉(zhuǎn)總裝之前安裝，也可以設(shè)計(jì)成和熱熔型阻尼膠板一起安裝，視不同的配方而定?？傊枰獫M足在整車行駛過程與車身鋼板牢固結(jié)合，合為一體，才能起到阻尼減震降噪的作用。

2 在新車型開發(fā)各階段中對阻尼膠板開展的工作

新車型的開發(fā)階段一般分為產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段、工藝設(shè)計(jì)階段、工藝調(diào)試和驗(yàn)證階段以及量產(chǎn)階段，在這4個(gè)階段中，阻尼膠板分別需要開展的工作有工位設(shè)計(jì)、形狀、數(shù)量設(shè)計(jì)以及工位排布，同時(shí)要分析阻尼膠板的可裝配性，在調(diào)試階段還需要對個(gè)別面漆顏色與阻尼膠板的兼容性以及對整車防腐性能的影響等方面進(jìn)行驗(yàn)證。具體開展工作如表1所示。

表1 阻尼膠板在新車型開發(fā)階段中的工作清單Table 1 The work list of damping rubber plates in the development stage of new model cars

3 新車型開發(fā)階段的主要任務(wù)及典型案例

3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段

產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段需明確阻尼膠板粘貼部位及材質(zhì)，避免出現(xiàn)材質(zhì)與安裝工位不匹配的情況。如某新車型在開發(fā)階段確定頂蓋內(nèi)板需要粘貼補(bǔ)強(qiáng)膠板，為烘烤型，計(jì)劃在焊裝車間進(jìn)行粘貼，通過涂裝車間電泳烘干后固化。但是在PT 階段（生產(chǎn)驗(yàn)證階段），車身經(jīng)過涂裝前處理電泳線以及烘烤時(shí)有脫落現(xiàn)象。因此更改為由涂裝車間在轉(zhuǎn)總裝前粘貼免烘干丁基橡膠防震膠板。但是由于粘貼時(shí)離側(cè)圍較遠(yuǎn)，因而要求涂裝車間安裝膠板必需在車內(nèi)操作，但涂裝車間沒有設(shè)計(jì)可以踩踏車身的工位，容易造成頂蓋膠板安裝困難，存在粘貼不牢的風(fēng)險(xiǎn)。最后經(jīng)過協(xié)調(diào)，在總裝車間安裝此膠板。這個(gè)就是典型的在開發(fā)階段沒有定義好粘貼膠板材質(zhì)和工位的案例。

另外，在新車型開發(fā)過程中建議借用現(xiàn)有車型中已有的阻尼片型號，盡可能不開發(fā)新件，這樣可以避免在生產(chǎn)線上增加新的物料架，造成擺放空間不足，并且避免操作工在操作過程中的誤操作以及減少庫存。另外考慮到操作性，在設(shè)計(jì)阻尼膠板時(shí)應(yīng)避免過大，一人安裝困難，也不能過小，多次安裝，影響工時(shí)。

3.2 工藝設(shè)計(jì)階段

這個(gè)階段主要是合理安排工位，平衡工時(shí)，以及依據(jù)工藝性對阻尼膠板進(jìn)行合理的局部改善，保證粘貼效果。

某車型粘貼地板阻尼膠板處存在凸臺結(jié)構(gòu)，由于阻尼膠板粘貼時(shí)與凸臺之間存在間隙，無法與地板完全貼合，殘留空氣，經(jīng)烘烤硬化后，空氣無法完全排出，致使阻尼膠板與地板黏接不牢固，對NVH的效果達(dá)成造成影響。因此在工藝設(shè)計(jì)階段，提出在阻尼膠板的個(gè)別部位開工藝切縫（如圖1），確保烘烤后與鈑金貼合緊密，達(dá)到NVH效果。通過這樣小小的改善，有效地解決了問題。也避免了對工藝不了解的設(shè)計(jì)人員，不是開切口而是分解成兩片或多片，反而造成工時(shí)的增加。

3.3 工藝調(diào)試和驗(yàn)證階段

此階段主要是對阻尼膠板的試裝進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)也是對粘貼工時(shí)和效果進(jìn)行驗(yàn)證。其中要注意的是阻尼膠板的烘烤溫度和時(shí)間的驗(yàn)證，由于涂裝工藝中的烘干重點(diǎn)針對的是對濕漆膜的烘干，因此阻尼膠板的烘烤時(shí)間和溫度容易被疏忽，尤其是阻尼膠板所處的位置為內(nèi)板或地板，往往是烘干溫度偏低的部位，因此需要在此階段，針對阻尼膠板粘貼部位進(jìn)行爐溫測試，保證溫度和時(shí)間符合阻尼膠板的固化。尤其是地板和輪罩等烘烤溫度偏低的部位。

圖1 阻尼膠板工藝切口示意圖Figure 1 Schematic diagram of process incision in the diagram of damping rubber plate

在此階段，還需要注意由于阻尼膠板與鋼板的特性不同可能導(dǎo)致的缺陷，例如阻尼膠板的熱膨脹系數(shù)與鋼板不同，可能會導(dǎo)致局部鋼板變形。如發(fā)現(xiàn)某車型門內(nèi)阻尼膠處有類似沖壓印，通過將阻尼膠板更改為鋸齒狀，以及規(guī)范鋸齒狀為車身X向粘貼，有效解決了問題，如圖2 所示。

圖2 粘貼阻尼膠板結(jié)構(gòu)要求示意圖Figure 2 Schematic diagram of the structural requirement for pasting the damping rubber plate

3.4 量產(chǎn)階段

量產(chǎn)階段可以有效針對共線生產(chǎn)車型的橫向?qū)Ρ龋M(jìn)行型號合并等降成本工作。另外，由于在量產(chǎn)階段后，隨著每年度的車身顏色流行趨勢不同，車身會增加不同的新顏色，那么在新顏色的調(diào)試過程中，需要關(guān)注新顏色與阻尼膠板的匹配性。雖然阻尼膠板與新顏色不會直接接觸，但是阻尼膠板處的鋼板與周邊鋼板的溫度等存在差異。例如，某海天藍(lán)顏色，鋁粉顆粒偏大，在噴涂時(shí)發(fā)現(xiàn)，門內(nèi)板貼阻尼膠板處顏色發(fā)白 ，如圖3 所示。

圖3 車身海天藍(lán)顏色發(fā)白區(qū)域示意圖（圖中數(shù)據(jù)為膜厚數(shù)據(jù)）Figure 3 Schematic diagram of the car body area where the sky blue color turns to white (the data in the figure is the film thickness data)

經(jīng)分析，中涂烘烤強(qiáng)冷后，局部溫度偏高，導(dǎo)致噴涂金屬漆后，溶劑揮發(fā)快，鋁粉排列異常，局部發(fā)白，形成色差。經(jīng)過調(diào)整鋁粉漆配方，解決了此問題。這也是需要在新顏色、新車型調(diào)試中重點(diǎn)注意的問題。

3.5 其他

以上是在車型開發(fā)的各階段，針對阻尼膠板所開展的工作，對阻尼膠板材質(zhì)方面的要求不多。其實(shí)對阻尼膠板的材料組成也需要投入關(guān)注，例如阻尼膠板烘烤后的吸潮性，也影響著整車在行駛過程中的作用，需防止存在因烘烤后吸潮性而造成的鋼板生銹的不良后果。在阻尼膠板開發(fā)階段和整車做防腐試驗(yàn)階段也需要重點(diǎn)關(guān)注這一問題。

4 結(jié)語

阻尼膠板的應(yīng)用在涂裝工藝中雖然不是一個(gè)關(guān)鍵工藝，但是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段到工藝設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等各階段都涉及到，對整車的舒適性也有影響，因此也需要進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)沉淀，減少后期變更。另外雖然隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，高端乘用車紛紛采用液態(tài)噴涂阻尼膠來替代傳統(tǒng)的膠板，但是，機(jī)器人噴涂液態(tài)阻尼膠也存在無法達(dá)到的部位，例如開閉件內(nèi)部等，片狀阻尼膠板無法完全被機(jī)器人噴涂所替代。因此，需要結(jié)合具體的產(chǎn)品造型和NVH需求，合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃阻尼膠板，減少人工安裝成本，達(dá)到易安裝、低成本的目的。