汽車保險杠與車身色差的控制方法

賴銘戰(zhàn)

(上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007)

0 前言

色差是指顏色件與標(biāo)準顏色之間在色相、明度、彩度之間存在的差異。汽車車身與保險杠等部件因涂料供應(yīng)商在生產(chǎn)批次、生產(chǎn)工藝等方面存在差異，會導(dǎo)致色差問題。在現(xiàn)代汽車客戶觀念中，判斷產(chǎn)品的好壞，主要通過第一印象來進行評價。與服裝行業(yè)類似，消費者在購買汽車時會重點關(guān)注汽車整體外觀造型和色彩搭配是否能滿足個人需求。為了滿足消費者的視覺需求，進一步提高產(chǎn)品的市場占有率，汽車企業(yè)每款車型一般都會提供多種車身顏色供消費者選擇。如果產(chǎn)品存在嚴重的色差問題，將會造成產(chǎn)品滯銷，進而影響企業(yè)口碑和業(yè)績。在實際生產(chǎn)過程中，色差問題一直是困擾汽車主機廠和外飾件供應(yīng)商的難題。在產(chǎn)品色差嚴重時，還會造成缺件問題，導(dǎo)致生產(chǎn)停線，影響到汽車的正常銷售。

1 顏色的定義

常用的顏色評價模式有光學(xué)三原色(RGB)模式和Lab模式。Lab模式既不依賴光線，也不依賴于顏料或特定設(shè)備，因該模式對色彩多樣化處理的速度較快，已被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的顏色感知和測量等方面。Lab模式中的3個字母分表代表了3個坐標(biāo)軸，其中，L軸為明度軸，其值越大表示色彩越亮，其值越小則表示色彩越暗；a軸為紅綠軸，其值大于0時為紅色，其值小于0時則為綠色，其值等于0時為中性灰；b軸為黃藍軸，其值大于0時為黃色，其值小于0時為藍色，其值等于0時為中性灰。Lab模式的顏色標(biāo)尺如圖1所示。

圖1 Lab模式顏色標(biāo)尺

Lab顏色標(biāo)尺可表示試樣與標(biāo)樣的顏色差異。ΔE被定義為樣品的總色差，ΔE值越大說明色差越大。ΔE的計算表達式為：

ΔE=(ΔL+Δa+Δb)/2

(1)

式中：ΔL表示明度色差，該值為正值表示偏亮，該值為負值則表示偏暗；Δa表示紅綠色差，該值為正值表示偏紅，該值為負值則表示偏綠；Δb表示黃藍色差，該值為正值表示偏黃，該值為負值表示偏藍。

2 色差檢測方法

色差控制一般是使用標(biāo)準色卡進行目視評價。由于目視評價色差無法實現(xiàn)量化評價，且每個人的感知存在差異，如觀測者在進行色差評價時所處的角度、環(huán)境、心情等因素會影響到色差判斷，因此應(yīng)使用色差儀等方便記錄數(shù)據(jù)的設(shè)備進行輔助判斷并量化評價。

色差儀是一種模擬人眼對紅光、綠光和藍光的感應(yīng)來檢測并判斷色差的光學(xué)測量儀器。該儀器使用了標(biāo)準光源對被測樣件進行多角度分析。色差儀的量化過程是根據(jù)國際照明委員會(CIE)色度空間的Lab原理開展的，測量樣件與標(biāo)樣的色差采用ΔE、ΔL、Δa、Δb等參數(shù)值表示。這些參數(shù)值存儲方便，可為汽車主機廠后續(xù)的優(yōu)化工作提供參考依據(jù)。

目前，色差檢測方式主要有目視評價和色差儀測量。為保證色差測量的準確性，在對被測樣件色差進行目視評價時，要求在自然光條件下照射，且周圍沒有其他彩色物體反光干擾。若目視無法判斷被測樣件色差是否在正常色差允許范圍內(nèi)，則應(yīng)采用BYK mac色差儀(圖2)分別從被測樣件的3個角度(即25°、45°和75°)進行測量。色差儀測量所用的標(biāo)準數(shù)據(jù)是隨母板發(fā)布的原始數(shù)據(jù)，該原始數(shù)據(jù)也被稱為母板數(shù)據(jù)。圖3示出了色差儀的測量數(shù)據(jù)。其中，ΔEP值是德國畢克化學(xué)公司(BYK)根據(jù)經(jīng)驗，針對金屬漆和非金屬漆在ΔE值的基礎(chǔ)上乘以系數(shù)得到的。該參數(shù)可用于判斷被測樣件色差是否符合要求，提高色差判斷的準確性。經(jīng)檢測，若ΔEP≤1.0，表示色差合格；若1.0<ΔEP≤1.7，表示色差可讓步使用；若ΔEP>1.7，則判定色差不合格。

圖2 BYK mac色差儀

圖3 色差儀的測量數(shù)據(jù)

3 開發(fā)流程

在進行車型開發(fā)時，應(yīng)重點關(guān)注車身與保險杠顏色的匹配度，減少色差的影響。車身與保險杠顏色匹配開發(fā)流程如圖4所示，主要包括以下幾個方面。

圖4 汽車車身與保險杠顏色匹配開發(fā)流程

(1) 確定造型。根據(jù)市場定位，確定汽車造型、車身與保險杠的形狀，明確相互間的匹配關(guān)系。

(2) 選定色系。根據(jù)汽車造型、市場定位、用戶群體的綜合因素確定車身與保險杠的顏色。

(3) 發(fā)布標(biāo)準色卡。標(biāo)準色卡是由汽車主機廠技術(shù)中心負責(zé)汽車造型的部室下達，標(biāo)準色卡的有效期通常為2年。如果標(biāo)準色卡超過有效期，相關(guān)供應(yīng)商應(yīng)通過汽車主機廠指定的官方網(wǎng)站或者直接向汽車主機廠進行購買。

(4) 車身與保險杠顏色匹配。汽車主機廠的涂裝車間及保險杠供應(yīng)商應(yīng)根據(jù)標(biāo)準色卡要求，調(diào)試出接近標(biāo)準色卡的樣件。首先，應(yīng)在自然光條件下進行目視評估；然后，經(jīng)過汽車主機廠外觀評審小組的評審，確定樣件是否符合要求。根據(jù)過往的項目經(jīng)驗，車身與保險杠顏色匹配過程至少應(yīng)開展3輪評審，評審周期持續(xù)3～4周。

(5) 確定色相控制范圍。在每次樣件生產(chǎn)調(diào)試時，應(yīng)使用色差儀記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)匹配的結(jié)果確定并發(fā)布ΔE、ΔL、Δa、Δb等參數(shù)范圍，同時明確各種顏色需重點控制色相的方向。

(6) 生產(chǎn)過程監(jiān)控。根據(jù)生產(chǎn)控制計劃要求，汽車主機廠的涂裝車間及保險杠供應(yīng)商在每日生產(chǎn)的首件、中件和末件產(chǎn)品時，須使用色差儀檢測色差情況并做好記錄，通過采用統(tǒng)計過程控制(SPC)方法持續(xù)監(jiān)控生產(chǎn)過程，確保產(chǎn)品的一致性。通過使用微信—簡道云系統(tǒng)進行信息共享，使涂裝車間各工位及保險杠供應(yīng)商都能及時了解對方的色差數(shù)據(jù)和色相走向，提前評估車身與保險杠顏色是否存在不匹配的風(fēng)險。

(7) 持續(xù)改進。根據(jù)生產(chǎn)過程一致性監(jiān)控結(jié)果，不斷提升和改進過程控制方法，同時根據(jù)整車匹配的結(jié)果和消費者反饋的信息，不斷優(yōu)化色相控制標(biāo)準和范圍。

4 生產(chǎn)過程控制

為保證保險杠的顏色與車身匹配，要求汽車主機廠及保險杠供應(yīng)商在生產(chǎn)過程中對色差進行嚴格控制。保險杠生產(chǎn)過程控制主要包括以下 5個方面。

(1) 油漆來料檢測。該階段須控制的內(nèi)容包括：① 檢查油漆廠家出廠檢驗報告；② 檢查并確認原漆的黏度、電阻率，清潔度、附著力等入庫檢查項目；③ 如遇新批次油漆，應(yīng)進行樣件試噴，判定油漆是否合格后再進行使用。

(2) 調(diào)漆過程控制。該階段控制內(nèi)容包括：① 執(zhí)行并跟蹤調(diào)漆標(biāo)準化流程；② 監(jiān)控調(diào)漆和輸漆設(shè)備的運行狀況及關(guān)鍵參數(shù)是否在合理范圍內(nèi)；③ 對油漆黏度進行巡檢，檢查相關(guān)助劑(快、慢干)使用量的波動情況；④ 若金屬漆存放時間已超過3周，在下次噴涂前應(yīng)安排樣件試噴，避免金屬漆中鋁粉出現(xiàn)循環(huán)剪切及沉淀現(xiàn)象。

(3) 噴涂過程控制。該階段控制內(nèi)容包括：① 檢查夾具的一致性，做好夾具的維護保養(yǎng)工作；② 在處理前的水洗過程中，檢查相關(guān)參數(shù)是否準確，確保零件清洗干凈、無污染；③ 火焰處理時應(yīng)增加本體活性，通過靜電除塵的方式減少本體表面灰塵；④ 檢查噴涂機器人控制過程參數(shù)，確保工件按照規(guī)定參數(shù)完成噴涂，出現(xiàn)異常停機時，應(yīng)隔離控制不合格產(chǎn)品；⑤ 在換色過程中極易造成零件串色，應(yīng)嚴格執(zhí)行換色流程，做好空、劃、翹控制。

(4) 零件下線檢查。該階段控制內(nèi)容包括：① 使用標(biāo)準色卡進行比對檢查。② 使用色差儀測量零件色差數(shù)據(jù)并記錄，將數(shù)據(jù)上傳簡道云系統(tǒng)，與主機廠的車身數(shù)據(jù)進行比對。生產(chǎn)現(xiàn)場用SPC方法，通過圖表形式監(jiān)控色相走向并及時調(diào)整。定期對色差儀進行校準，確保數(shù)據(jù)準確。③ 嚴格控制返修件重噴流程，原則上保險杠只能重噴1次，且必須是同底色重噴。④ 加強對不合格產(chǎn)品及報廢產(chǎn)品的管控，確保只有合格的產(chǎn)品才能出廠。

(5) 整車顏色評審。該階段控制內(nèi)容包括：① 保險杠供應(yīng)商與主機廠每周對整車車身與保險杠顏色進行匹配度評審，該評審應(yīng)在自然光條件下進行，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時調(diào)整；② 每月進行色差儀的對標(biāo)確認，確保保險杠供應(yīng)商與主機廠雙方的色差儀數(shù)據(jù)一致；③ 主機廠應(yīng)持續(xù)優(yōu)化色相的控制范圍和標(biāo)準色卡的發(fā)布。

5 問題分析和改進

以下結(jié)合某汽車主機廠幾款車型車身與保險杠顏色出現(xiàn)不匹配的案例，對常見的色差問題進行分析，同時提出了相應(yīng)的改進措施。

5.1 CN202S車型珠光白色保險杠與車身的色差問題

該案例產(chǎn)生色差的原因是該款車型的保險杠漏噴了珠光粉，自動噴涂線的噴涂程序針未能識別珠光白色的零件，未啟動噴涂機器人噴珠光粉程序。因此，針對有特殊噴涂材料的顏色件，如珠光白、星云紫、極光銀等顏色件，應(yīng)在每個生產(chǎn)班次的排產(chǎn)中實施連續(xù)生產(chǎn)，其中首件與末件產(chǎn)品和產(chǎn)品總數(shù)量應(yīng)由班組長進行確認，在噴涂前班組長應(yīng)再次確認噴涂數(shù)量及是否已激活珠光粉機器人的信號點。此外，還應(yīng)增加特殊顏色件程序與特殊材料噴漆機器人間的關(guān)聯(lián)性，在產(chǎn)品選定顏色后，系統(tǒng)自動關(guān)聯(lián)是否啟動特殊材料噴涂機器人程序。

5.2 CN202W車型青蘋果綠色保險杠與車門的色差問題

該案例產(chǎn)生色差的原因是該款車型的保險杠與側(cè)圍搭接的邊緣區(qū)域色漆過厚，其厚度為45 μm，不符合色漆標(biāo)準的厚度要求(15～25 μm)，造成綠色的色漆堆積，呈現(xiàn)黑色狀。而造成該色差問題的根本原因是噴涂機器人在發(fā)生故障后，程序原點沒有及時進行校準，導(dǎo)致邊緣噴涂流量過大。此外，當(dāng)零件下線檢驗時，色差儀僅對平面區(qū)域進行了檢測，并未對零件邊緣區(qū)域的膜厚進行檢查。因此，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，必須重新確認程序和原點是否進行了校準，且應(yīng)在完成小批量試樣驗證后才能進行批量生產(chǎn)。此外，還應(yīng)在零件下線拋光區(qū)域增設(shè)零件邊緣區(qū)域的膜厚檢測工序。

5.3 CN730S車型奶茶咖色保險杠與車身的色差問題

該案例產(chǎn)生色差的原因是該款車型在明度限值范圍內(nèi)(a±0.5)，保險杠的明度值與車身的明度值分別選取了與a值相反的限值，即保險杠的明度值取了上限值，車身的明度值取了下限值。在自然光條件下的目視效果出現(xiàn)了差異。而造成該色差問題的根本原因是保險杠與車身前期顏色在匹配時，未制作顏色邊界極限樣本進行比對，沒有匹配到明度下限值與上限值車狀況，而保險杠與車身的明度值分別在2個限值時的匹配驗證不充分。因此，應(yīng)重新調(diào)整奶茶咖色的明度控制范圍，將明度值調(diào)整為0～1.0，且要求明亮。在后續(xù)項目開發(fā)和匹配驗證時，應(yīng)增加兩端極限樣件目視匹配效果的確認環(huán)節(jié)。

5.4 E50車型糖果白色保險杠與車身的色差問題

該案例產(chǎn)生色差的原因是該款車型車身的黃相(b值)不滿足要求，設(shè)計要求應(yīng)在0～1.00范圍內(nèi)，但實際b值為-0.75。經(jīng)確認，該批次產(chǎn)品的車身在涂裝下線時，雖經(jīng)色差儀檢測，b值符合0～1.00的標(biāo)準，但由于E50車型糖果白色的噴涂使用了3C1B工藝，而該工藝會使車身噴涂后出現(xiàn)黃相降低的現(xiàn)象。針對3C1B工藝，并結(jié)合實車退黃驗證數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，糖果白色的車身噴涂下線3天后，其b值會降低至1.20～1.50。因此，應(yīng)將糖果白色的涂裝下線時的黃相控制標(biāo)準范圍更改為-1.50～0.20，同時調(diào)整噴涂工藝，以滿足下線車型的色差控制標(biāo)準。

6 結(jié)語

綜上所述，汽車的色差質(zhì)量管理是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工作，油漆的色差控制也是一項難以精準把控的技術(shù)難題。只有通過對汽車主機廠及外飾件供應(yīng)商的生產(chǎn)過程嚴格控制，并在材料、工藝流程、生產(chǎn)監(jiān)控等方面進行科學(xué)管理，同時不斷優(yōu)化檢測手段，才能最終實現(xiàn)對色差問題的有效管控，使汽車的車身外觀顏色滿足消費者需求。