淺談面漆外觀質(zhì)量的提升

張建新 （理想汽車常州制造基地，江蘇常州 213100）

0 引言

隨著汽車的普及，人們對汽車乘用的評價不再僅局限于其本身的機械性能，汽車的外觀感知質(zhì)量也成為人們評價汽車好壞的重要參考依據(jù)。車身面漆外觀質(zhì)量影響潛在客戶的第一感官印象，其好壞也間接影響著客戶的購買欲望。

1 漆膜外觀評價

廣義的漆膜外觀是指其給予人的各種視覺感知，如色差、明暗度、豐滿度、通透性以及漆膜缺陷。此處所言面漆外觀不考慮顏色差異及漆膜缺陷，僅僅敘述面漆涂層的感知質(zhì)量。

以往人們對于漆膜涂層外觀質(zhì)量的評估，主要靠檢驗人員的主觀評價，存在局限性大，細(xì)微變化難以察覺等問題，僅僅是一種模糊的定性評價，已不適應(yīng)于判定和管控外觀狀態(tài)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車身外觀質(zhì)量有了更清晰的數(shù)字化分析和評價，目前各主機廠常用的測試儀器為BYK公司的桔皮儀daul，具體參考數(shù)據(jù)有長波（Lw）、短波（Sw）、鮮映性（DOI）等，有的公司還引入了綜合值R（外觀桔皮級數(shù)，是長、短波的計算值）或CF（外觀狀態(tài)描述值，是光澤、桔皮、鮮映性的綜合計算值）。綜合來看，桔皮（長波、短波及二者比例）和DOI對漆膜外觀的影響最大?？紤]到應(yīng)用的廣泛性，下文主要采用長波、短波和鮮映性這3個通用指標(biāo)，其中長波和短波的數(shù)值越低越好，且需遵循短波與長波的比例在2～2.5為好，尤其是對于垂直面而言。DOI則越高越好。

BYK桔皮儀利用激光束掃描漆面10 cm距離，分別以Wa、Wb、Wc、Wd、We、du來命名，代表記錄0～30 mm范圍內(nèi)6個不同波紋變化區(qū)間內(nèi)的表面結(jié)構(gòu)狀況對視覺影響的參數(shù)。長波（Lw）、短波（Sw）、鮮映性（DOI）均為基于以上6個測量數(shù)據(jù)的儀器計算值。其中長波值受Wc、Wd影響較大，長波值越大，代表物體表面的桔紋越明顯；短波值受Wa、Wb影響居多；鮮映性則主要受1 mm以下的波紋狀態(tài)所影響，它作為衡量近距離（40 cm）外觀的參數(shù)。鮮映性受du、Wa、Wb 所 影響，其中du對DOI影響的占比約為50 %，Wa影響占比為30 %，Wb影響占比為20 %；各測量值數(shù)值越小，DOI數(shù)值則越高。儀器測量原理及波段曲線見圖1。

圖1 儀器測量原理及波段曲線Fiugre 1 Instrument measuring principle and wave band curve

2 漆膜外觀提升案例

2.1 問題描述

某主機廠新車型調(diào)試品質(zhì)提升階段，車身外觀質(zhì)量通過噴涂流量及材料優(yōu)化后，品質(zhì)再提升遇到瓶頸。車輛評審時，局部位置車身外觀品質(zhì)還有待提升?；匮埳霞壊块T評審專家針對車身整體外觀質(zhì)量較差位置進行識別；調(diào)試團隊梳理外觀影響要因，對識別位置進行專項品質(zhì)提升。

2.2 解決方案

車身外觀質(zhì)量主要受材料自身施工特性、噴涂參數(shù)及環(huán)境等多方面因素影響，調(diào)試期間在供應(yīng)商配合下材料自身已優(yōu)化到一定瓶頸，過多的配方優(yōu)化或助劑調(diào)整可能會帶來負(fù)面影響；常規(guī)的噴涂流量加減、噴涂扇幅調(diào)整，對外觀質(zhì)量亦無較大提升。基于上述現(xiàn)狀，經(jīng)調(diào)試團隊評估，后續(xù)品質(zhì)提升階段需通過對噴涂軌跡及噴涂環(huán)境的優(yōu)化，來進一步提升車身外觀質(zhì)量。主要優(yōu)化方向包括降低節(jié)拍、軌跡改善、爐溫調(diào)整及漆膜高微?；?個方面。

2.2.1 降低噴涂生產(chǎn)節(jié)拍

車間前期設(shè)計產(chǎn)能較高，基于實際產(chǎn)能需求，生產(chǎn)節(jié)拍存在一定調(diào)整空間，計劃通過降低節(jié)拍，釋放噴涂時間需求，改善涂膜流平及固化時間，提高成膜效果，從而改善車身外觀質(zhì)量?，F(xiàn)場核算將面漆噴房及烘干爐節(jié)拍由52 JPH降低為47 JPH，通過降低輸送鏈運行速度，提高了面漆流平時間，改善漆膜狀態(tài)。節(jié)拍優(yōu)化前后對比見表1。

表1 節(jié)拍優(yōu)化前后對比Table 1 Comparison before and after beat optimization

2.2.2 改善噴涂軌跡

現(xiàn)場根據(jù)膜厚均一性及外觀狀態(tài)識別，各外觀弱項點僅僅通過噴涂流量及空氣的調(diào)整已無法更好地提升外觀質(zhì)量，甚至?xí)砹鲯?、吹花等漆膜缺陷，現(xiàn)有噴涂軌跡限制了邊角位置的外觀表現(xiàn)。經(jīng)小組內(nèi)討論，現(xiàn)場梳理軌跡優(yōu)化思路如下：（1）通過軌跡增加和調(diào)整區(qū)域格度提高重疊率；（2）通過槍速調(diào)整，均衡噴涂時間，提高待優(yōu)化位置的上漆率及涂覆效果；（3）通過軌跡移動，均衡噴涂時間，提高待優(yōu)化位置的上漆率及涂覆效果。軌跡優(yōu)化的具體措施見表2。軌跡優(yōu)化前后的對比見圖2。

表2 軌跡優(yōu)化的具體措施Table 2 Specific measures for trajectory optimization

圖2 軌跡優(yōu)化前后的對比Figure 2 Comparison of trajectories before and after optimization

2.2.3 改善爐溫曲線

面漆爐溫升溫速率的變化直接影響漆膜流平及表干時間，繼而影響面漆外觀狀態(tài)?，F(xiàn)場通過對面漆烤爐升溫段1～7區(qū)溫度設(shè)置優(yōu)化，爐溫升溫趨勢由連續(xù)升溫設(shè)置為臺階式升溫，減緩升溫速率，改善交聯(lián)固化前漆膜流平，以達(dá)到更好的外觀狀態(tài)。

爐溫優(yōu)化前后對比見圖3。

圖3 爐溫優(yōu)化前后對比Figure 3 Comparison of furnace temperature before and after optimization

2.2.4 高微?；?/p>

靜電涂裝屬于車身常用的噴涂方法之一，車身噴涂外觀與涂布過程中的涂料霧化程度有關(guān)。一般認(rèn)為涂料霧化越細(xì)，涂膜的外觀（滑度、鮮映性）越好。在影響霧化的各因素中，噴涂流量、涂料黏度和旋杯轉(zhuǎn)數(shù)的影響較大；提高噴涂流量和涂料黏度以及降低旋杯轉(zhuǎn)數(shù)會使涂料霧化變差，反之霧化效果較好。不同噴涂流量、黏度及旋杯轉(zhuǎn)數(shù)下，均對油漆粒子的粒徑大小有所影響，具體見圖4。由圖4可見，提高噴涂旋杯轉(zhuǎn)數(shù)、降低油漆黏度（提高稀釋劑比例）可有效降低油漆粒子的粒徑，即提高涂料霧化程度，進而改善車身漆膜外觀?，F(xiàn)場根據(jù)各物料油漆狀態(tài)及設(shè)備運行限制，將旋杯轉(zhuǎn)數(shù)由50 000轉(zhuǎn)提高至55 000～60 000轉(zhuǎn)不等，清漆黏度降低2～3 s不等。

圖4 不同轉(zhuǎn)數(shù)及稀釋比下涂料粒徑對比Figure 4 Comparison of coatings particle sizes under different revolutions and dilution ratios

綜合以上外觀優(yōu)化“組合套拳”的實施，新車型外觀得到較大提升。從數(shù)據(jù)對比看，通過外觀優(yōu)化措施的實施，整體漆膜（素色漆以白色為例，金屬漆以紅色為例）長波值降低0.9～1個單位，短波值降低1.3～2.6個單位；DOI提升2.1～3.2個單位；目視整體漆膜外觀豐滿度得到較大提升。新車型順利完成調(diào)試，基地量產(chǎn)爬坡。

圖5 外觀優(yōu)化結(jié)果Figure 5 Appearance optimization results

3 結(jié)語

面漆車身外觀提升是涂裝車間反復(fù)提及、持續(xù)改進的永久性課題，因為漆膜外觀受多種因素影響，生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生波動?！叭植牧?，七分應(yīng)用”，在確保涂裝材料穩(wěn)定的情況下，涂裝工藝條件的設(shè)置，涂裝過程的管理變得尤為重要。