汽車綠色涂裝技術(shù)淺析

牛廣平

（漯河技師學(xué)院）

一、汽車涂裝技術(shù)概述

（一）汽車涂裝技術(shù)

對(duì)轎車、公共汽車、卡車和客車等汽車的車身、相關(guān)零部件進(jìn)行涂裝噴漆，這一過(guò)程我們成為汽車涂裝。由于汽車涂裝工作在裝飾性方面有嚴(yán)格的要求，有必要對(duì)汽車涂料技術(shù)展開(kāi)系統(tǒng)性分析。汽車是人們運(yùn)輸、出行非常重要的交通工具，汽車在行駛時(shí)會(huì)遇到各種惡劣的氣候條件以及天氣變化，例如暴曬、雨水、大風(fēng)等惡劣天氣條件，經(jīng)過(guò)涂裝工藝處理后的汽車具有一定的保護(hù)性能，同時(shí)保持汽車原有的光澤和顏色，防止出現(xiàn)粉化、剝落、起泡、生銹等問(wèn)題，并具有一定的耐侵蝕性和耐腐蝕性。隨著生活水平的提升，人們?cè)谄囇b置方面的需求也在逐漸提升，而汽車涂裝有不同的顏色，可以根據(jù)人們不同的需求合理選擇。汽車涂裝技術(shù)主要應(yīng)用包括涂裝前汽車金屬表面的處理與汽車涂裝生產(chǎn)工藝。涂裝前汽車金屬表面的處理主要進(jìn)行汽車涂裝表面的油污、灰塵、銹跡進(jìn)行處理，改善汽車表面狀況。在汽車涂裝生產(chǎn)過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施機(jī)械加工與化學(xué)處理。

（二）汽車涂裝技術(shù)特點(diǎn)

在實(shí)施汽車涂裝生產(chǎn)之前，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行汽車車身制造設(shè)計(jì)以及零部件制造工作，全面分析汽車制造焊接點(diǎn)。實(shí)際上，汽車焊接質(zhì)量對(duì)于涂裝工藝質(zhì)量具有一定的影響，進(jìn)行汽車車身制造時(shí)應(yīng)綜合考慮汽車涂裝生產(chǎn)的整體性能。因此，汽車涂裝技術(shù)具有實(shí)用性、集成性以及系統(tǒng)性特點(diǎn)。

1.實(shí)用性

汽車作為人們?nèi)粘Ｉ钜豁?xiàng)重要的消費(fèi)品，人們對(duì)汽車的審美要求和個(gè)性化要求明顯提升，而汽車美觀程度也是汽車制造設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。在實(shí)際的汽車制造技術(shù)中，主要確保汽車的使用性能，通過(guò)提高汽車使用技術(shù)的性能，保障汽車本身的特性，促進(jìn)汽車制造行業(yè)多元化發(fā)展。

2.集成性

隨著汽車制造行業(yè)的快速發(fā)展，汽車制造本身就涉及許多方面，如信息傳輸、材料管理、電子機(jī)械技術(shù)等。我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，汽車涂裝技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下不斷提高，汽車制造領(lǐng)域不同學(xué)科之間的界限也逐漸模糊淡化，各個(gè)專業(yè)之間相互滲透。汽車涂裝技術(shù)集成化已經(jīng)成為我國(guó)汽車制造領(lǐng)域一大優(yōu)勢(shì)，能夠有效保證汽車制造行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)能夠提高汽車使用性能。

3.系統(tǒng)性

汽車涂裝技術(shù)應(yīng)對(duì)汽車制造設(shè)計(jì)展開(kāi)綜合性分析，直接影響到汽車的美觀性和舒適性。汽車制造過(guò)程中相應(yīng)確保汽車涂裝的美觀性，應(yīng)在汽車生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)各項(xiàng)先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，以此來(lái)提升汽車制造效率。汽車涂裝技術(shù)系統(tǒng)性特征比較明顯，將對(duì)汽車制造系統(tǒng)工作綜合效率有明顯的促進(jìn)作用。

（三）汽車涂裝工藝

1.前處理工藝

在汽車涂裝過(guò)程中，通常在上漆前使用低溫以及低鋅三元磷化處理技術(shù)，去除汽車表面油污、灰塵、銹跡，突出汽車涂裝技術(shù)少渣化和快速化、長(zhǎng)效化與無(wú)烙鈍化優(yōu)勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)效果。然而，在汽車涂裝前處理過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題：在進(jìn)行汽車表面磷化處理時(shí)，處理液中有少量F、Mn、Ni 等有害物質(zhì)。同時(shí)，汽車涂裝前處理工藝資源利用率相對(duì)較低，大約有1/2 的化學(xué)藥劑會(huì)轉(zhuǎn)化為磷酸鹽沉積物。進(jìn)行磷化處理時(shí)要及時(shí)清除沉積物，防止電泳涂膜、磷化膜質(zhì)量產(chǎn)生影響。不僅如此，汽車涂裝前處理過(guò)程要注意節(jié)約用水。在正常情況下，汽車涂裝前處理過(guò)程需要消耗大量的水，占整個(gè)汽車涂裝技術(shù)總水量的90%以上，而且在逆工序補(bǔ)水、預(yù)清洗及再生循環(huán)利用技術(shù)欠缺的情況下，用水量成倍翻增，甚至存在水清洗不徹底的情況。此外，汽車涂裝前處理階段作為汽車涂裝技術(shù)中耗水量最大、廢水產(chǎn)出量最多的階段，能夠利用汽相關(guān)膜技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)效果。例如：利用膜分離技術(shù)來(lái)回收脫脂液，并針對(duì)廢水與清洗水回收、處理，以便可切實(shí)電泳閉路清洗的目的。

2.二次電泳工藝

在二次電泳工藝過(guò)程中，可以將兩種電泳材料進(jìn)行混合使用，不僅可以代替中涂材料，而且能夠確保汽車涂裝技術(shù)效果的穩(wěn)定性和可靠性。二次電泳工藝技術(shù)具有高質(zhì)量、高利用率的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且工藝應(yīng)用成本比較低，并且能夠降低揮發(fā)性有機(jī)物排放、降低中涂漆渣現(xiàn)象，減少維修次數(shù)。另外，通過(guò)控制二次電泳工藝實(shí)際工藝參數(shù)以及電泳漆配方，不僅能夠保證耐紫外線電泳漆的耐腐蝕性能和耐石擊性能。而且，二次電泳工藝與“電泳+中涂”呈現(xiàn)相通體系，能夠有效節(jié)約能源，并降低投資成本。

3.中涂面噴涂工藝

在二次電泳工藝支持下，可以將電泳涂層作為技術(shù)，利用“濕碰濕”工藝，噴涂中涂與罩光清漆效果的一次性烘干工藝，即為三涂一烘工藝。中涂面噴涂工藝與以往的汽車涂裝技術(shù)相比，能夠在取消烘干工序的基礎(chǔ)之上，將打磨、清理以及烘干等多個(gè)程序進(jìn)行簡(jiǎn)化。這樣的汽車涂裝方式能夠有效降低涂裝工藝成本，減少空間占有量，并有效增強(qiáng)汽車涂裝技術(shù)的生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，降低能源消耗。除此之外，三涂一烘工藝在應(yīng)用過(guò)程中使用高韌性聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂，通過(guò)合理調(diào)節(jié)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)、溶劑等固化效率，提升“濕碰濕”工藝的汽車涂裝性能，提升觸變性以及黏度。在該工藝的發(fā)展優(yōu)化過(guò)程中涉及高固體分中涂、色漆、清漆等內(nèi)容，能夠有效提升汽車涂裝效率，降低汽車涂裝混溶性，降低揮發(fā)性有機(jī)物排放量。

4.面漆工藝

面漆工藝是汽車涂裝技術(shù)工藝中最終應(yīng)用的提料。汽車面漆工藝將直接影響汽車的裝飾性和美觀程度。目前，有三種類型的油漆飾面可以滿足起初耐候性、耐腐蝕性以及汽車裝飾外觀要求，即：氨基烘漆、雙組分脂肪族聚氨酯以及丙烯酸烘漆。進(jìn)行汽車涂裝技術(shù)工藝，在不添加染料的情況下進(jìn)行汽車表層涂裝，會(huì)選擇清漆、罩光漆，如果需要添加顏料或是金屬粉，則會(huì)選擇靜電噴涂工藝。隨著環(huán)境要求的變化，汽車面漆涂料在涂料陣發(fā)性要求下逐漸創(chuàng)新、優(yōu)化，從以往的有機(jī)溶劑型涂料逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗酝苛?、固體分涂料以及粉末涂料。在汽車面漆涂料發(fā)展過(guò)程中，水性涂料可以將水作為載體，改變傳統(tǒng)涂料中易蒸發(fā)、易燃易爆的弊端，降低對(duì)人們身體健康帶來(lái)的危害，拒絕使用芳香劑，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。高固體分涂料實(shí)際上是在傳統(tǒng)成膜物質(zhì)材料的基礎(chǔ)上，降低涂料分子質(zhì)量以及黏合度，提升涂料的溶解性，結(jié)合交聯(lián)反應(yīng)來(lái)改善涂料膜的形成過(guò)程，將固體分提升到60%以上。近年來(lái)，高固體分涂料使用逐漸增加，發(fā)展速度也逐漸加快。

二、汽車綠色涂裝技術(shù)分析

隨著汽車經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。汽車綠色涂裝技術(shù)的應(yīng)用能夠增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)汽車涂裝技術(shù)快速發(fā)展。目前，汽車綠色涂裝技術(shù)主要通過(guò)預(yù)熱回收再利用技術(shù)、預(yù)烘干設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)以及空調(diào)回風(fēng)再利用工藝技術(shù)來(lái)提升資源利用率，合理控制揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放量。

（一）預(yù)熱回收再利用技術(shù)

在汽車涂裝技術(shù)車間內(nèi)，各種煙氣排放中溫度一般在180℃到200℃，在二次電泳以及中涂面噴涂環(huán)節(jié)中，烘干爐的溫度將逐漸升高，大量煙霧不斷排出，熱量也隨之流失。不僅如此，在汽車涂裝前處理階段又將吸收大量熱量，導(dǎo)致槽內(nèi)熱度逐漸升高。預(yù)熱回收再利用技術(shù)可以將這些熱量適當(dāng)運(yùn)用在涂裝前汽車表面清理階段，以此來(lái)節(jié)約能源，避免熱量大量排出，實(shí)現(xiàn)熱量回收再利用。

（二）預(yù)烘干設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)

在汽車涂裝技術(shù)車間內(nèi)，可以通過(guò)控制干濕度的方式來(lái)控制烘干環(huán)節(jié)中能源的消耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源的目的。事實(shí)上，如果外界空氣進(jìn)入烘干室內(nèi)，外界空氣濕度將影響烘干室的溫度。在烘干過(guò)程中，外界空氣進(jìn)入烘干室，將影響烘干室升溫時(shí)間，導(dǎo)致升溫時(shí)間延長(zhǎng)，這不僅對(duì)汽車車身的維護(hù)與保養(yǎng)帶來(lái)不利影響，而且會(huì)增加能耗。較低維度強(qiáng)力冷旋風(fēng)可以解決這個(gè)問(wèn)題，因此在注入新風(fēng)時(shí)，直接注入強(qiáng)冷循環(huán)風(fēng)，從而有效地節(jié)約能源。

（三）空調(diào)回風(fēng)再利用工藝技術(shù)

汽車噴涂作為汽車涂裝技術(shù)的重要組成部分，對(duì)汽車涂裝工藝生產(chǎn)質(zhì)量有很大的影響。相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在整個(gè)汽車涂裝生產(chǎn)中汽車噴涂環(huán)節(jié)的能源消耗占總耗能的70%到85%。因此，控制汽車噴涂過(guò)程中的資源消耗，對(duì)節(jié)約能源、減少汽車涂裝中揮發(fā)性有機(jī)化合物排放尤為重要。現(xiàn)階段，汽車噴涂部門可以選擇縮短噴涂室的長(zhǎng)度和寬度，開(kāi)發(fā)和引進(jìn)各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流。汽車噴涂室在春天和夏天是，空氣溫度與空氣濕度基本相同，空調(diào)回風(fēng)再利用工藝技術(shù)能夠?qū)娡渴覂?nèi)的空氣進(jìn)一步凈化、除塵，在空氣凈化后通過(guò)后續(xù)調(diào)整，有效匹配噴涂室內(nèi)的溫度和濕度。

三、汽車涂裝設(shè)備優(yōu)化分析

涂裝設(shè)備節(jié)能性對(duì)于汽車綠色涂裝技術(shù)應(yīng)用效果具有直接性的影響。1992 年的世界環(huán)境和發(fā)展大會(huì)以“可持續(xù)發(fā)展”為指導(dǎo)方針，正式提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。自此，各項(xiàng)新型節(jié)能技術(shù)層出不窮，節(jié)能技術(shù)水平也不斷提升，各種節(jié)能措施應(yīng)用于汽車涂裝設(shè)備節(jié)能改造中，能夠有效提升汽車涂裝工藝的經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益。

（一）烘干設(shè)備

烘干設(shè)備是汽車涂裝車間中比較常用的一種機(jī)械設(shè)備，是高質(zhì)量涂裝過(guò)程中的重要因素。由于整個(gè)汽車涂裝系統(tǒng)中，烘干設(shè)備的能耗都較高，為了能夠發(fā)揮綠色涂裝技術(shù)的應(yīng)用效果，更好地節(jié)約能源、降低能源消耗，應(yīng)加強(qiáng)烘干設(shè)備改造工作。烘干設(shè)備的改造期間，可以在有機(jī)廢氣處理過(guò)程中使用活性炭，也可以直接進(jìn)行廢氣燃燒處理。直接燃燒法目前廣泛應(yīng)用于汽車涂裝生產(chǎn)中廢棄處理工作，在燃煤設(shè)備中將有機(jī)廢氣進(jìn)行加熱，以確保有機(jī)廢棄完全燃燒，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱能量的交換過(guò)程中，同時(shí)借助于蓄熱設(shè)備進(jìn)行熱量回收。利用蓄熱熱力焚化爐，能夠使廢棄物進(jìn)行充分燃燒，在焚化爐內(nèi)集中進(jìn)行廢棄物燃燒。目前，許多汽車制造企業(yè)涂裝車間將車間內(nèi)產(chǎn)生的廢氣未經(jīng)處理直接排放，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，同時(shí)導(dǎo)致大量的熱能浪費(fèi)。廢氣燃燒產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)搪瓷發(fā)熱體進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)必要的加工處理后再次利用。

利用廢棄燃燒回收熱爐，可以將廢物中回收熱量的氣體轉(zhuǎn)移到預(yù)熱器中進(jìn)行熱量交換，廢氣經(jīng)過(guò)加熱釋放出熱量，通過(guò)廢氣燃燒回收熱爐對(duì)燃燒產(chǎn)生的熱量回收后加熱新鮮空氣，降低廢氣排出時(shí)的溫度，直到將廢氣溫度降到240℃以下為止。廢氣燃燒回收熱爐能夠?yàn)槠囃垦b生產(chǎn)車間提供有效的熱能，并進(jìn)行有機(jī)廢氣處理，能夠有效處理涂裝車間廢氣，同時(shí)向其他車間提供熱能量，以達(dá)到節(jié)能減排的目的，因此節(jié)省了大量的投資資金。從設(shè)備本身來(lái)看，該設(shè)備能夠有效收集自身產(chǎn)生的熱量，為其他設(shè)備功能，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。并且可以在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行設(shè)備利用和控制管理。為了達(dá)到使用熱能高效利用的目標(biāo)，還可以選擇多級(jí)熱量回收的方式，少量的資金投入就可以實(shí)現(xiàn)，維護(hù)成本小，效果更好。

（二）空調(diào)節(jié)能設(shè)備

從汽車涂裝生產(chǎn)車間總能耗來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)占整個(gè)涂裝工藝總能耗的1/3，因此改進(jìn)空調(diào)設(shè)備，提升空調(diào)設(shè)備的節(jié)能性是保證綠色涂裝技術(shù)應(yīng)用效果的有效措施。選擇縮小涂裝車間的空間，通過(guò)循環(huán)利用的方式提升空調(diào)運(yùn)行效果，將空調(diào)熱泵技術(shù)應(yīng)用其中。合理控制汽車涂裝車間溫度和濕度，從而提高汽車裝飾性能的整體質(zhì)量，保證綠色涂裝技術(shù)生產(chǎn)質(zhì)量以及應(yīng)用效果。以汽車涂裝生產(chǎn)車間能源消耗情況來(lái)看，空調(diào)設(shè)備送風(fēng)系統(tǒng)能量消耗比較大，相關(guān)技術(shù)人員可以利用以下措施來(lái)控制空調(diào)設(shè)備能源消耗。首先，確保空調(diào)設(shè)備送風(fēng)界面合理性，科學(xué)控制送風(fēng)界面。將掛壁式機(jī)器人應(yīng)用到汽車涂裝生產(chǎn)中，發(fā)揮掛壁式機(jī)器人靈活性與噴涂柔性優(yōu)勢(shì)，能夠有效節(jié)約汽車噴涂面積；其次，合理設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)，確?？照{(diào)設(shè)備送風(fēng)科學(xué)性。根據(jù)汽車涂裝工藝的生產(chǎn)要求，合理劃分涂裝工藝，確保風(fēng)能在汽車涂裝生產(chǎn)車間內(nèi)部合理化循環(huán)利用，特別是在涂裝水性涂料環(huán)節(jié)，可以先將廢氣物化，然后再排放，以此來(lái)降低揮發(fā)性有機(jī)氣體的排放量。在各種節(jié)能措施合理化改造利用下，提高汽車涂裝環(huán)保性，減少?gòu)U氣排放，可盡可能降低廢氣排放時(shí)揮發(fā)性氣體的含量。

四、汽車涂裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）數(shù)字化管理

隨著新能源的使用，在綠色環(huán)保的前提下，汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也就提出了更高的要求，在信息化技術(shù)的發(fā)展下，汽車涂裝工藝融合了信息化技術(shù)，科學(xué)設(shè)計(jì)汽車涂裝工藝，在提高汽車涂裝效果的前提下全面滿足汽車涂裝技術(shù)數(shù)字化管理發(fā)展要求。在產(chǎn)品數(shù)字仿真指導(dǎo)下，優(yōu)化資金流以及汽車涂裝技術(shù)流程，從而實(shí)現(xiàn)汽車涂裝工藝數(shù)字化管理。

（二）智能化系統(tǒng)

在汽車機(jī)械技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)下，汽車涂裝技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，在汽車涂裝過(guò)程中運(yùn)用智能化系統(tǒng)能夠有效解決汽車涂裝技術(shù)中面臨的各種問(wèn)題。將智能化系統(tǒng)與模糊控制技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)有機(jī)融合，使汽車涂裝智能化系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，增強(qiáng)智能化系統(tǒng)使用過(guò)程中的友好性。近年來(lái)，電子技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車行業(yè)，汽車車載信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使汽車改革速度加快，汽車行業(yè)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)，逐漸向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一體化方向發(fā)展。

（三）虛擬化設(shè)計(jì)

虛擬汽車設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)汽車制造生產(chǎn)中虛擬轉(zhuǎn)配以及虛擬化加工的過(guò)程，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬化空間中模擬汽車整個(gè)涂裝生產(chǎn)過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，并有效處理問(wèn)題，降低汽車涂裝生產(chǎn)成本，縮短汽車生產(chǎn)周期，提高汽車制造企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

五、結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，在科技發(fā)展推動(dòng)下我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步飛快。在汽車工業(yè)制造領(lǐng)域，汽車涂裝技術(shù)水平的提升將有效提高汽車性能。近年來(lái)，人們對(duì)于汽車產(chǎn)品的需求越來(lái)越高，在實(shí)際的汽車涂裝生產(chǎn)過(guò)程中，我們要重視各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的引入，堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)原則，積極發(fā)展綠色涂裝技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化汽車涂裝材料，創(chuàng)新汽車涂裝工藝來(lái)提升汽車涂裝設(shè)備生產(chǎn)效率，以滿足汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要。未來(lái)的汽車涂裝技術(shù)將在保證汽車涂膜的耐腐蝕性、抗石擊性以及裝飾性的基礎(chǔ)上，朝著環(huán)保、節(jié)能的方向繼續(xù)發(fā)展，為汽車行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的動(dòng)力。