輕型載貨汽車外飾塑料件涂裝工藝

余力，馮堯，任彭偉，佟曉婷，于春毅

（1.中國(guó)重型汽車集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101；2.中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南商用車有限公司輕卡制造公司，山東 濟(jì)南 250220）

目前輕量化在輕型載貨汽車行業(yè)的一大趨勢(shì)，塑料在汽車車身部件中的應(yīng)用是輕型載貨汽車實(shí)現(xiàn)輕量化的重要手段，車身外飾塑料件的涂裝質(zhì)量顯得尤其重要。輕卡車身外飾塑料件一般采用PP(聚丙烯)或者ABS(丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物)材質(zhì)，所使用的油漆是低溫烘烤油性涂料，對(duì)涂裝環(huán)境的溫度和濕度要求不高，施工溫度控制在10 ~ 40 °C，相對(duì)濕度控制在30% ~ 95%就能滿足施工要求。具體的工藝流程為：底材打磨(800號(hào)至1000號(hào)砂紙)→擦凈灰塵→PP水噴涂(PP材質(zhì))→表干5 ~ 10 min→PP底漆噴涂(ABS材質(zhì))→烘干(60 °C，30 min)→砂紙打磨(800號(hào)至1000號(hào)砂紙)→擦凈灰塵→噴涂金屬閃光底色漆→流平→噴涂低溫罩光清漆(濕碰濕)或者低溫實(shí)色漆→流平→烘干(60 °C，90 min)→下線。

駕駛室本體一般采用鋼鐵材質(zhì)，所使用的油漆是高溫烘烤油性涂料，不同的材質(zhì)決定了駕駛室本體在涂裝工藝方面與車身外飾塑料件之間存在差異，也決定了駕駛室本體與車身外飾塑料件必須分別進(jìn)行涂裝。具體見(jiàn)表1。

表1 駕駛室本體與車身外飾塑料件的涂裝差異 Table 1 Difference between cab body and body exterior plastic parts in painting

1 色差

色差(?E)是相同顏色不同部位能被人肉眼識(shí)別出來(lái)的顏色差別。涂裝色差問(wèn)題是所有涂裝生產(chǎn)部門(mén)、外飾件供應(yīng)商及油漆供應(yīng)商都會(huì)經(jīng)常遇到的一個(gè)特別復(fù)雜且極難控制的漆膜缺陷，也是涂裝行業(yè)自始至終都關(guān)注的課題。

1.1 色差的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)踐中，一般通過(guò)專用儀器以及人眼來(lái)判定色差的存在，并且應(yīng)該遵循人眼目視比對(duì)為主，儀器測(cè)量為輔的原則。因此，色差的評(píng)價(jià)方式有2種，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也有2種。

1.1.1 色差儀檢測(cè)法

使用美能達(dá)CM-M6六角度分光測(cè)色儀，D65光源10°視場(chǎng)檢測(cè)，用CIE1976 Lab表示。車身外飾塑料件油性涂料色差評(píng)價(jià)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 色差評(píng)價(jià)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Table 2 Enterprise standard for evaluating color difference

1.1.2 目視比對(duì)法

按GB/T 9761–2008《色漆和清漆 色漆的目視比色》評(píng)定，至少由2名視覺(jué)正常的檢驗(yàn)員，在自然日光/人造光的情況下對(duì)車身外飾塑料件進(jìn)行觀察，要求與標(biāo)準(zhǔn)色板之間無(wú)色差，生產(chǎn)特殊顏色時(shí)有時(shí)需與主機(jī)廠指定的隨車色板比對(duì)。

1.2 色差的危害

隨著汽車檔次的逐漸提高，導(dǎo)風(fēng)罩、保險(xiǎn)杠等車身外飾塑料件與駕駛室本體之間的顏色要求越來(lái)越嚴(yán)格，輕卡外觀顏色的和諧統(tǒng)一已成為顧客的基本要求。車身外飾塑料件與駕駛室本體存在明顯色差的危害有以下幾點(diǎn)：

(1) 影響整車生產(chǎn)入庫(kù)進(jìn)度，延長(zhǎng)整車交付期；

(2) 增加更換車身外飾塑料件的人工成本及不合格件的制造成本；

(3) 增加主機(jī)廠售后索賠的費(fèi)用；

(4) 降低顧客使用的滿意度，影響企業(yè)的品牌形象。

1.3 影響車身外飾塑料件色差的因素及控制措施

1.3.1 油漆批次

油性涂料內(nèi)顏料種類較多，不同油漆供應(yīng)商的同一種顏色油漆及同一供應(yīng)商不同批次的油漆都可能存在細(xì)微的差異，這是造成車身外飾塑料件出現(xiàn)色差的主要因素。為了消除油漆本身差異導(dǎo)致的色差，可采取以下幾個(gè)方面的措施：

(1) 控制油漆材料每批次色差不超出標(biāo)準(zhǔn)色板的允許偏差范圍，要求金屬漆的?E≤1，實(shí)色漆的?E≤0.6；

(2) 所有油漆原材料必須使用主機(jī)廠在供油漆廠家的配套油漆；

(3) 面漆必須使用相同廠家配套的稀釋劑和固化劑，金屬閃光底色漆必須配套使用相同廠家的罩光清漆，不同廠家產(chǎn)品不得混用。

1.3.2 油漆遮蓋力

不同種類油漆的遮蓋力不同。遮蓋力越大的油漆假如不能完全遮蓋底材，車身外飾塑料件就越易出現(xiàn)色差。行業(yè)內(nèi)，遮蓋力最差的油漆一般是黃色系，其次是藍(lán)色系。因此，為了有效解決油漆遮蓋力差導(dǎo)致的色差，可適當(dāng)增加漆膜厚度。

1.3.3 施工工藝

在手工噴涂施工過(guò)程中，若油漆的施工黏度、溫度、濕度、噴出量、霧化壓力、噴涂霧幅、噴槍移動(dòng)速率、噴槍距離以及流平、烘烤等參數(shù)偏離技術(shù)要求太多，尤其是施工黏度，極易導(dǎo)致漆膜厚度差別太大，鋁粉排列不均勻，從而出現(xiàn)色差問(wèn)題，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)其他涂裝質(zhì)量缺陷。除油漆的施工黏度和溫度會(huì)發(fā)生變動(dòng)外，其余施工參數(shù)一經(jīng)確定一般不會(huì)變動(dòng)。施工環(huán)境溫度存在波動(dòng)，油漆的黏度應(yīng)隨之波動(dòng)。在無(wú)油漆施工的黏溫曲線圖的情況下，未明確油漆的施工溫度和黏度的要求，單靠噴漆工的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)漆，是手工噴涂施工過(guò)程中極易失控的環(huán)節(jié)。為了有效消除施工工藝差異導(dǎo)致的色差，可采取以下幾個(gè)方面的措施：

(1) 在油漆試裝驗(yàn)證初期，對(duì)噴涂的霧化壓力、噴涂霧幅、噴槍移動(dòng)速率、噴槍距離以及流平、烘烤等工藝條件進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證，一經(jīng)確定就不可隨意變動(dòng)。

(2) 建立車身外飾塑料件的油漆黏溫曲線，制定黏度?溫度參數(shù)記錄表，嚴(yán)格要求噴漆工按照黏溫曲線來(lái)調(diào)整油漆，確保工藝的有效執(zhí)行。

(3) 在質(zhì)量門(mén)檢驗(yàn)工位放置標(biāo)準(zhǔn)色板，并制定顏色確認(rèn)記錄表，要求色差檢查項(xiàng)目全檢。

2 油漆黏溫曲線的建立

2.1 建立油漆黏溫曲線的必要性

當(dāng)季節(jié)由秋轉(zhuǎn)入冬時(shí)，氣溫往往會(huì)大幅下降，施工黏度同比要求偏低，流平后漆膜過(guò)濕過(guò)薄，鋁粉排列不均勻，顏色偏淺。夏季到來(lái)之時(shí)，氣溫會(huì)大幅升高，施工黏度同比要求偏高，流平后漆膜過(guò)干過(guò)厚，鋁粉排列不均勻，顏色偏深。

因此，建立車身外飾塑料件的油漆黏溫曲線勢(shì)在必行。

2.2 建立油漆黏溫曲線的過(guò)程

以BJ-9850金屬閃光底色漆為例，其黏溫曲線的建立過(guò)程如下：

(1) 將溫度范圍設(shè)置為11 ~ 38 °C，并合理選定13個(gè)溫度作為黏溫驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)；

(2) 油漆廠家通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到BJ-9850金屬閃光底色漆在13個(gè)粘溫驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的黏度理論值；

(3) 利用MATLAB軟件編寫(xiě)程序，對(duì)13個(gè)BJ-9850金屬閃光底色漆的黏溫散點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，一般選擇曲線類型為polynominal(多項(xiàng)式)，擬合階數(shù)選擇3，運(yùn)行結(jié)果(見(jiàn)圖1)中顯示R-square(確定系數(shù))高達(dá)0.9999，該方程曲線擬合程度高。

圖1 MATLAB曲線擬合運(yùn)行結(jié)果 Figure 1 Result of curve fitting by MATLAB

BJ-9850金屬閃光底色漆的理論黏溫方程見(jiàn)式(1)。

式中μ是用涂?4杯測(cè)量的油漆施工黏度(單位：s)，t為施工環(huán)境溫度(單位：°C)。

按照油漆黏溫標(biāo)準(zhǔn)曲線分別繪制出公差為± 5%、± 10%和± 15%的油漆黏溫界限曲線，如圖2所示。通過(guò)跟蹤統(tǒng)計(jì)噴漆房溫度、噴漆時(shí)油漆黏度和外飾件色差數(shù)據(jù)情況，確定合理的油漆施工黏度公差帶，驗(yàn)證BJ-9850金屬閃光底色漆油漆黏溫曲線的可行性與適用性。

圖2 BJ-9850金屬閃光底色漆的黏溫曲線 Figure 2 Viscosity vs.temperature curve of BJ-9850 flash metallic basecoat

2.3 油漆黏溫曲線的驗(yàn)證

統(tǒng)計(jì)25組常規(guī)顏色BJ-9850寶紅金屬閃光底色漆在12 ~ 38 °C下施工黏度及外飾塑料件色差數(shù)據(jù)情況。油漆黏度偏差比值?μ= (μc–μs)/μs，其中μc為施工黏度，μs為黏度標(biāo)準(zhǔn)值。不同施工溫度下的黏度標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)式(1)計(jì)算得出。BJ-9850寶紅金屬閃光底色漆在12 ~ 38 °C范圍內(nèi)的黏度偏差比值與外飾件色差的關(guān)系如圖3所示。

圖3 BJ-9850寶紅金屬閃光底色漆在12 ~ 38 °C范圍內(nèi)的黏度偏差比值與外飾件色差的關(guān)系 Figure 3 Relationship between viscosity deviation rate of BJ-9850 treason flash metallic basecoat within 12-38 °C and color difference of exterior decorative parts

對(duì)于金屬漆，0 ＜ ΔE≤ 1為合格。由圖3可見(jiàn)，BJ-9850寶紅金屬閃光底色漆的施工黏度偏差比值控制在± 5%范圍以內(nèi)，車身外飾塑料件均可滿足色差要求。

在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，參照2.2節(jié)優(yōu)化油性面漆的施工黏度，通過(guò)建立外飾件油性面漆的黏溫曲線，達(dá)到了解決外飾件與駕駛室存在明顯色差問(wèn)題的目的。

3 目前存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

3.1 目前存在的問(wèn)題

目前特殊顏色駕駛室生產(chǎn)量少，且間隔時(shí)間長(zhǎng)，造成每批次駕駛室噴涂顏色色差不穩(wěn)定，且與油漆標(biāo)準(zhǔn)色板差異較大，需通過(guò)制作隨車色板的方式來(lái)解決。

3.2 后續(xù)跟進(jìn)措施

嚴(yán)格控制車身外飾塑料件與標(biāo)準(zhǔn)色板目視比對(duì)頻次，一般每批次隨機(jī)抽查5件。當(dāng)車身外飾塑料件與標(biāo)準(zhǔn)色板存在較大色差時(shí)，及時(shí)調(diào)整噴漆員的噴涂手法。需策劃相關(guān)控制流程，固化工藝參數(shù)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，形成完整的色差控制體系。