基于水性面漆3C1B 的普通貨車欄板漆膜碰傷問題的原因分析和工藝優(yōu)化

謝安輝、李文、廖章龍、章新國

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545005）

0 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車涂裝生產(chǎn)呈現(xiàn)出工藝多樣化和柔性化特征。汽車制造企業(yè)現(xiàn)在使用的汽車涂裝工藝有：3C2B、3C1B、4C3B、B1B2 和套色噴涂等。其中，3C1B 工藝目前在國內(nèi)被廣泛應(yīng)用，與3C2B 傳統(tǒng)工藝相比，3C1B 工藝用閃干過程替代了中涂烘房，從而使中涂、色漆層和清漆層均為“濕碰濕”。此工藝又可分為油性3C1B 和水性3C1B，油性3C1B 工藝使用的是溶劑型涂料，在中涂和色漆之間采用自然閃干方式干燥；水性3C1B 工藝的中涂和色漆均使用水性涂料，在中涂和色漆之間需要增加強制閃干[1]。

各大車企也會根據(jù)自身生產(chǎn)、經(jīng)營和環(huán)保等情況，選擇適合自身的汽車涂裝生產(chǎn)工藝，甚至很多車企會存在同一個涂裝車間擁有多種汽車涂裝生產(chǎn)工藝的情況。某款普通貨車的貨箱欄板從3C2B 工藝切換到3C1B 工藝時，出現(xiàn)了漆膜碰傷問題，本文對該問題的工藝流程進行了深入分析，找到導(dǎo)致問題的原因并提出了工藝優(yōu)化方案。

1 普通貨車涂裝面漆工藝介紹

根據(jù)《機動車結(jié)構(gòu)術(shù)語》，普通貨車定義為：載貨部位的結(jié)構(gòu)為欄板，不包括具有自動傾斜裝置的載貨汽車。普通貨車的白車身構(gòu)造為車身、貨箱（欄板式），對于汽車涂裝而言，普通貨車最突出的特征則是欄板式的貨箱。我司生產(chǎn)的某型號暢銷普通貨車（下統(tǒng)稱P 車型）與上述主流普通貨車構(gòu)造一致，貨箱兩側(cè)、后部欄板處合計有4 個鎖扣裝置，可以用于閉合、打開貨箱欄板，便于用戶裝卸貨物。

P 車型的貨箱欄板涂裝采用了2 種工藝模式，分別為3C2B水性漆涂裝工藝和3C1B 水性漆涂裝工藝。這2 種工藝流程如下。

1.1 3C2B 水性漆涂裝工藝

3C 分別為：中涂、色漆和清漆這3 個涂層；2B 則是指中涂和面漆涂層的烘干。3C2B 水性面漆噴涂工藝流程為：中涂前擦凈—中涂機器人外噴—中涂檢查—中涂烘干—中涂打磨—面漆前擦凈—點補—色漆人工內(nèi)噴—色漆機器人外噴—色漆檢查—熱閃干—清漆人工內(nèi)噴—清漆機器人外噴—清漆檢查—面漆烘干（圖1）。

圖1 3C2B 水性面漆生產(chǎn)線流程

1.2 3C1B 水性漆涂裝工藝

3C 分別為：中涂、色漆和清漆這3 個涂層，1B 則是指中涂、色漆和清漆涂層的一次性烘干。3C1B 水性面漆涂裝工藝是中涂面漆“濕碰濕”工藝，是指在電泳漆涂層之后，以“濕碰濕”的方式噴涂中涂、金屬色漆和罩光清漆，并一次性烘干的工藝[2]。3C1B 水性面漆涂裝工藝流程為：面漆前擦凈—點補—中涂機器人外噴—中涂檢查—色漆人工內(nèi)噴—色漆機器人外噴—色漆檢查—熱閃干—清漆人工內(nèi)噴—清漆機器人外噴—清漆檢查—面漆烘干（圖2）。

圖2 3C1B 水性面漆生產(chǎn)線流程

由上述2 種生產(chǎn)流程對比可知，3C1B 水性面漆工藝較3C2B水性面漆工藝減少了中涂前擦凈、中涂打磨和中涂烘干工藝，屬于緊湊型工藝。3C1B 水性面漆工藝由于減少了部分中涂打磨和中涂烘干室體建設(shè)，能夠節(jié)約前期設(shè)備投資約10%～15%[3]。而且這一工藝的使用能有效減少揮發(fā)性有機化合物排放量[4]，大幅度降低能耗和碳排放，減少中涂烘干所使用天然氣和用電約20%。由于3C1B 水性面漆工藝在前期投資成本、人工成本、能耗和效率等方面具有直接的優(yōu)勢，所以該工藝已成為國內(nèi)現(xiàn)有汽車生產(chǎn)廠舊線改造的主流技術(shù)方案[5]。

2 P 車型面漆噴涂碰傷質(zhì)量問題描述和分析

2.1 問題描述

我司因為普通貨車P 車型市場訂單的增多，原來該車型的生產(chǎn)線A 線產(chǎn)量不能滿足訂單需求，決定在另一條生產(chǎn)線B 線增加該車型的生產(chǎn)。但是生產(chǎn)線A 線采用3C2B 水性面漆工藝，生產(chǎn)線B 線采用3C1B 水性面漆工藝。在生產(chǎn)A 線3C2B 生產(chǎn)模式下，P車型需要在手工色漆段放下貨箱的欄板（兩側(cè)邊板、尾板），對后道工序機器人噴涂不到之處：即貨箱欄板的夾層部位（圖3 中①～③處）進行補噴色漆，使貨箱底板整體色漆均勻，保證外觀質(zhì)量一致性。由于這時整個車身表面是剛剛經(jīng)過中涂烘爐烘烤過的中涂漆膜，員工輕輕放下貨箱的欄板（兩側(cè)邊板、尾板），不會導(dǎo)致欄板與車身底部接觸的地方（圖3 中藍色區(qū)域）有漆膜碰傷問題。

圖3 貨箱欄板夾層部位需補噴部位

現(xiàn)P 車型在生產(chǎn)B 線3C1B 水性面漆工藝生產(chǎn)模式下，由于中涂涂層不烘干，會遇到如下問題：在色漆人工內(nèi)噴工序?qū)ω浵錂诎宓膴A層部位進行手工補噴色漆時，當(dāng)打開4 個鎖扣裝置會直接觸碰到中涂漆膜；而放下欄板時，欄板與車身結(jié)構(gòu)的底板、輪罩等多處有直接接觸，產(chǎn)生中涂漆膜的多處碰傷質(zhì)量問題（圖4）。

圖4 3C1B 水性面漆工藝生產(chǎn)中欄板碰傷部分缺陷

2.2 問題分析

由3C1B 工藝流程來看，在色漆人工內(nèi)噴工序放下欄板，因車身外面已經(jīng)覆蓋了未烘干的中涂漆膜，碰傷漆膜是很難避免。通過多方調(diào)研得知，目前采用3C1B 水性面漆工藝生產(chǎn)普通貨車的主流車企，一般采用以下3 種方法避免普通貨車貨箱欄板碰傷質(zhì)量問題。

（1）A 類車企：貨箱欄板之外的整車在本公司生產(chǎn)線按3C1B 水性面漆工藝正常噴涂，但貨箱欄板則外包給他處噴涂，完成噴涂后轉(zhuǎn)運回總裝生產(chǎn)線進行安裝。這樣可以較好地避免濕膜碰傷，但缺點是轉(zhuǎn)運、人工與外包等成本的增加，外觀質(zhì)量一致性也難于保證。

（2）B 類車企：整車在本公司生產(chǎn)線正常按3C1B 水性面漆工藝噴涂，但機器人噴涂不到之處，貨箱欄板的夾層部位同時也不噴涂。打開貨箱欄板時，這些部位處于電泳漆狀態(tài)，與整個貨箱底板有明顯色差、不美觀，外觀質(zhì)量一致性差。

（3）C 類車企：利用與車身構(gòu)造相匹配的工裝作為支撐，在色漆人工內(nèi)噴工序?qū)诎宸畔聡娡可?，但操作過程中因為失誤造成漆膜碰傷、漆渣顆粒掉落的風(fēng)險系數(shù)也非常高，質(zhì)量控制難度增加。此外，工裝的管理、周轉(zhuǎn)和清洗維護也是一個難點問題。不過，此類工裝必須在造車前期設(shè)計好，車身有可靠的安裝點且必須高度匹配。

綜合比對其他車企對該問題解決的優(yōu)缺點分析（表1），并結(jié)合我司生產(chǎn)線B 線現(xiàn)場實際工藝和設(shè)備情況，以上3 種方案均不適用于生產(chǎn)線B 線。因此只能另辟蹊徑，突破固有思維與傳統(tǒng)工藝流程模式才有可能解決該問題。

表1 其他車企對該類質(zhì)量問題解決的優(yōu)缺點分析

3 解決方案及實施驗證

項目小組經(jīng)過反復(fù)討論和論證，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實際工藝和設(shè)備情況，在不增加大量改造成本的情況下，通過優(yōu)化噴涂工藝流程的方法，快速解決了這個制約生產(chǎn)爬坡的質(zhì)量瓶頸問題。

在固有思維中，3C1B 水性面漆工藝流程一般都可以簡化為：中涂—色漆—手工補噴欄板夾層處色漆（圖5a）。項目小組經(jīng)過多次討論，突破性優(yōu)化了噴涂工藝順序，即先進行貨箱欄板夾層處預(yù)噴涂色漆，然后進行中涂和色漆噴涂（圖5b），這樣就可以避免濕膜碰傷。也就是說，當(dāng)放下貨箱欄板時，車身外表面還是電泳漆干膜狀態(tài)，這與3C2B 生產(chǎn)模式類似。只不過在3C2B 生產(chǎn)模式下，放下貨箱欄板時，車身外表面是中涂漆干膜狀態(tài)。具體實施方案如下。

圖5 優(yōu)化前后噴涂工藝流程對比

3.1 崗位安排

結(jié)合生產(chǎn)線B 線現(xiàn)場實際設(shè)備情況，項目小組選擇在面漆前擦凈后的點補崗位實施手工補噴欄板夾層處色漆。因為該崗位已具備完善的噴漆條件（場地、抽排風(fēng)、溫濕度空調(diào)、文丘里水循環(huán)、氣源以及電源等），無需新建或大量改造工作，可快速投入使用。

3.2 設(shè)備需求

首先，供漆方式可采用小巧靈活、運行穩(wěn)定并且投產(chǎn)迅速的小型移動泵。如現(xiàn)場條件允許，可將色漆輸漆管路接通至該崗位直接供漆，可免去中途加漆的操作步驟。其次，同時增設(shè)左右各1 把水性色漆靜電噴槍作為噴涂工具，與色漆手工噴涂崗位使用的品牌、型號相同為佳。

3.3 人員需求

優(yōu)化后崗位人員看生產(chǎn)線具體生產(chǎn)節(jié)拍而定，若能同時完成點補和補噴色漆工作，則無需額外增加操作人員，反之則需。崗位人員以滿足生產(chǎn)節(jié)拍需求為主。

3.4 過程操作

P 車型進入面漆前擦凈完成常規(guī)擦凈操作后，將左、右兩側(cè)和后部共3 塊貨箱欄板放下，進入點補崗位后，崗位操作人員對貨箱欄板遮擋的夾層處進行色漆噴涂（圖6），完成噴涂后將3 塊貨箱欄板收起關(guān)閉。需要注意的是，鎖扣、拉手等部位的夾層也需要先補色漆，避免到手工色漆站再有任何的觸碰車身，從而導(dǎo)致漆膜碰傷。

圖6 手工補噴欄板夾層處色漆

采取上述措施后，經(jīng)大量實車過生產(chǎn)線噴涂驗證，很好地解決了普通貨車在3C1B 水性面漆工藝生產(chǎn)中貨箱欄板漆膜碰傷問題。同時，貨箱欄板遮擋的夾層處補噴的色漆漆膜，目視外觀質(zhì)量均達到要求。

4 結(jié)束語

本文旨在探討普通貨車從3C2B 生產(chǎn)工藝模式的生產(chǎn)線投產(chǎn)到3C1B 生產(chǎn)工藝模式的生產(chǎn)線時，出現(xiàn)的普通貨車貨箱欄板漆膜碰傷質(zhì)量問題解決方案。經(jīng)大量討論、驗證工作，項目小組改變傳統(tǒng)工藝思維，以極小的改變和投入，快速解決制約生產(chǎn)瓶頸的質(zhì)量問題，使產(chǎn)品滿足生產(chǎn)需求。同時，各汽車廠家生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備和工藝不同，汽車涂裝生產(chǎn)質(zhì)量問題也會有所不同。本文結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場解決現(xiàn)場質(zhì)量問題的思路和方法可以供汽車涂裝車間同行參考，即突破固有思維與傳統(tǒng)工藝流程模式，并結(jié)合本公司生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，可以很好地解決生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量問題。