汽車車身涂裝套色工藝的應(yīng)用

曹曉星，施金江 （上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

0 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人民消費水平的不斷提高，汽車的消費量也在不斷上升。同時，人們對汽車外觀質(zhì)量的要求也越來越高，這就促使汽車行業(yè)向著多元化方向發(fā)展，車身色彩設(shè)計日趨多樣，套色車也就越來越多。套色車能展現(xiàn)更多彩的時尚特色，更好地滿足用戶個性化需求。但大多數(shù)主機(jī)廠噴涂車間套色車的生產(chǎn)都是和普通車放在同一條生產(chǎn)線中進(jìn)行，沒有特殊套色線，一般都要經(jīng)過改造和回面漆線二次噴涂生產(chǎn)，這樣就沒有制造成本方面的優(yōu)勢，造成車間生產(chǎn)效率降低、單車生產(chǎn)成本增加、能耗升高、危廢排放量增大，產(chǎn)能損失大等問題。為了實現(xiàn)降本增效、提高產(chǎn)能等目標(biāo)，采用一次面漆套色工藝，以達(dá)到良好的汽車外觀質(zhì)量要求。下面對車身涂裝套色工藝的應(yīng)用進(jìn)行探討，旨在通過研究總結(jié)出當(dāng)前車身涂裝套色藝在實施過程中存在的問題，進(jìn)而提出可行性的解決方案［1］。

1 汽車車身涂裝套色工藝與典型式樣

1.1 汽車車身涂裝套色工藝

目前我國汽車車身的傳統(tǒng)涂裝套色工藝路線有兩種：第一種是兩次通過面漆線。該套色工藝又分為兩種方式：1）先進(jìn)行整車車身噴漆，然后再對汽車頂蓋進(jìn)行噴漆；2）先噴頂蓋，再噴涂除頂蓋外的整車車身。第二種是額外設(shè)立面漆小線來進(jìn)行套色噴涂。這兩種生產(chǎn)工藝路線都有各自的優(yōu)勢與不足，主機(jī)廠需要根據(jù)涂裝車間實際情況，選擇最優(yōu)化的套色車身生產(chǎn)工藝路線。表1 是兩種汽車車身傳統(tǒng)涂裝套色工藝路線的對比［2］。

表1 兩種汽車車身傳統(tǒng)涂裝套色工藝路線的對比Table 1 The comparison of two traditional painting process routes of automobile body

1.2 汽車車身涂裝套色典型式樣

（1）車頂和車身雙色搭配。代表車型有斯柯達(dá)Rapid、奧迪A7。

（2）A 柱、B 柱、C 柱與車身雙色搭配。相較于車身，A 柱、B 柱、C 柱中的一個或多個被噴涂不同的顏色，代表車型奧迪Q5 etron。

（3）以車身水平腰線為界雙色搭配，代表車型大眾桑塔納。

（4）以車身垂直或者傾斜分界雙色搭配。車身以垂直或者斜線的直線或曲線來劃分，車身前后部分都噴涂了不同顏色。

2 車身涂裝套色工藝的開發(fā)及應(yīng)用流程

2.1 車身涂裝套色工藝的開發(fā)要點

2.1.1 車身涂裝套色的一般工藝流程

車身涂裝套色的一般工藝流程：噴涂第一道色漆與清漆→第一道色漆和清漆烘烤→分色遮蔽（分色膠帶+遮蔽膠帶+固定膠帶）→去遮蔽，分色界面修飾→第二道色漆和清漆烘烤→噴涂第二道色漆和清漆。

2.1.2 車身涂裝套色常用的物料及工具

通常情況下，車身涂裝套色常用的物料與工具主要包括車身涂裝套色用精細(xì)分色膠帶、遮蔽膜、自粘性遮蔽薄膜、固定膠帶、仿形遮蔽膜、仿形模切片等。

2.2 車身涂裝套色的主要工藝要點

2.2.1 分色界面的設(shè)計

分色界面的設(shè)計不僅決定了整車的美觀度，而且還決定了生產(chǎn)施工的難度及成本的消耗。國內(nèi)大部分車企都采用傳統(tǒng)的“一板一色”方式來完成車身表面的雙色涂裝工作，盡量在同一塊鋼板上保持相同色塊，分色線位于不同鋼板交界處。與此同時，為了滿足雙色設(shè)計的效果，在套色遮蔽操作過程中，可能會涉及車身部件拆卸、安裝等一些復(fù)雜且難度較大的工作。復(fù)雜的操作方式不利于控制工藝和質(zhì)量穩(wěn)定，在雙色界面設(shè)計時應(yīng)盡量避免。

以上汽大眾ID4.X 為例說明分色界面的設(shè)計的重要性。ID4.X 最初在后蓋及內(nèi)腔落水槽附近的分色設(shè)計如圖1 所示。車頂、后蓋外表面均采用套色工藝（黑色）；內(nèi)腔落水槽及后蓋內(nèi)側(cè)均有部分套色區(qū)域需要噴涂黑漆。這種造型的設(shè)計比較復(fù)雜：在第一遍噴涂完成主色之后，必須要對整車內(nèi)外表面進(jìn)行薄膜遮蔽保護(hù)；第二次進(jìn)噴房時因為內(nèi)腔落水槽有黑色要求，所以不僅外表機(jī)器人需要噴涂，而且內(nèi)腔機(jī)器人也需要噴涂。操作時間、噴涂材料以及遮蔽材料都有比較大的浪費，同時由于操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生遮蔽不良等缺陷。

圖1 套色區(qū)域示意圖Figure 1 Schematic diagram of color regions

經(jīng)過與市場部、造型設(shè)計部，質(zhì)保部等溝通協(xié)調(diào)后，對套色區(qū)域進(jìn)行了更改。將分色界面設(shè)定在車頂及后蓋轉(zhuǎn)角處5 mm 附近，見圖2。更改套色區(qū)域后既能保證外表車頂和后蓋依然是黑色，客戶視覺效果不變，又能減少機(jī)器人內(nèi)腔噴涂步驟，減少員工操作難度和操作時間，節(jié)省遮蔽材料和油漆消耗。由此可見分色界面的設(shè)計在套色工藝中十分重要。

圖2 套色區(qū)域更改前后比較Figure 2 Comparison of two-color painting area before and after the change

2.2.2 車身涂裝套色工藝方案的選擇

車身涂裝套色工藝方案一般分為兩種：

（1）一道色漆噴涂車身→遮蔽車身→二道色漆噴涂車頂→去除遮蔽。

（2）窗框下車身大面遮蔽（非必需）→一道色漆噴涂車頂→去除車身遮蔽（非必需）→車頂遮蔽→兩道色漆噴涂車身→去除車頂遮蔽。

表2 為兩種車身涂裝套色工藝方案對比。

表2 兩種車身涂裝套色工藝方案對比Table 2 Comparison of two kinds of two-color painting process schemes for automobile body

由表2 可見，從工藝流程、質(zhì)量穩(wěn)定性方面來看，方案1 更有優(yōu)勢；而相對來說，方案2 在遮蔽物料、人工工時方面更有優(yōu)勢，但因為第一次噴涂可能會對未遮蔽的部位造成漆霧影響，會有不穩(wěn)定的質(zhì)量隱患。因此，在實際車身涂裝套色工藝應(yīng)用中還要結(jié)合具體情況來定。

2.3 車身涂裝套色遮蔽材料的選擇

車色涂裝套色工藝中應(yīng)選用適當(dāng)?shù)奶咨诒尾牧?。確定全部套色工藝參數(shù)及車身分色界面設(shè)計后，整車企業(yè)將與專業(yè)遮蔽材料供應(yīng)商一起挑選或研發(fā)遮蔽材料，并進(jìn)行認(rèn)證、試裝，驗證遮蔽材料是否符合規(guī)范，這是因為遮蔽材料關(guān)系著整車在噴涂過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性及安全性。通常情況下，應(yīng)充分考慮分色線準(zhǔn)確均勻、第一次噴漆顏色無污染、遮蔽材料與油漆附著力好、揭除無撕裂、無殘膠、油漆表面無痕跡、能承受高溫、有較強(qiáng)抗撕裂性能、與油漆兼容性好、操作簡便、滿足節(jié)拍要求等因素。

3 車身涂裝套色技術(shù)實施存在的問題

3.1 人員操作不規(guī)范

涂裝套色過程中遮蔽的具體操作是需要人工來完成的，對操作工操作的熟練度和一致性等提出了很高的要求。若操作工遮蔽操作不規(guī)范或責(zé)任心不強(qiáng)則易造成分色界面的不準(zhǔn)確，車身漆膜刮傷等問題，還會導(dǎo)致產(chǎn)能降低或資源消耗過高等問題。因此為了提高生產(chǎn)效率，需要加強(qiáng)管理，制定嚴(yán)格的操作規(guī)程。

為了盡可能地減少人工操作對套色質(zhì)量與產(chǎn)能的影響，套色遮蔽材料應(yīng)采用特殊遮蔽膜及膜切片，和專用定位工具、工裝等；各類遮蔽材料都要有明顯標(biāo)識，以達(dá)到一目了然、通俗易懂的目的；物料的折疊方式應(yīng)方便現(xiàn)場拿取；遮蔽材料和漆面的接觸部位要確保松軟，沒有棱角，以免破壞漆面。

3.2 分色界面的質(zhì)量問題

車體的分色界面最容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，如鋸齒、毛刺、模糊、滲漆、漆花、少漆、缺漆等。為了避免這些問題，關(guān)鍵在于分色接觸面的設(shè)計和選用合適的分色膠帶。一是分色板的設(shè)計。在分色板上，盡量選一個邊緣清晰，沒有暴露的地方，避免尖銳的角度和邊緣的凸起；二是選用合適的分色膠帶。保證分色膠帶的精度、一致性，與漆面匹配好，附著力強(qiáng)，烘烤后沒有膠轉(zhuǎn)移，也不容易去除，在分色膠帶清除過程中沒有鋸齒、毛刺、滲漆和膠殘留的現(xiàn)象。圖3 是分色界面產(chǎn)生漆花。

圖3 分色界面產(chǎn)生漆花Figure 3 Lacquer flowers on the color separation interface

3.3 漆霧飛散

漆霧飛散是指在車身涂裝時，漆霧會從汽車的孔和縫中吹入，造成污染。所以，在進(jìn)行第二道色漆的噴涂時，需要將車窗、天窗、天線口、門把手安裝孔、門檻等部位進(jìn)行遮擋，防止漆霧對車身的第一道色漆以及車身的內(nèi)部產(chǎn)生污染。

3.4 遮蔽材料造成的污染

遮蔽材料所造成的污染主要是由于膠的轉(zhuǎn)移、遮蔽材料本身油污造成了對車身的污染，從而產(chǎn)生漆面顆粒、纖維、縮孔、殘膠等缺陷。所以，應(yīng)預(yù)先對膠片的耐熱性和膠體轉(zhuǎn)化性進(jìn)行測試，另外從采購、生產(chǎn)、包裝、貯存、運輸、物流等各方面，對屏蔽材料加以控制，確保清潔可靠。在整車涂裝的施工現(xiàn)場，必須加強(qiáng)管理，避免二次污染。圖4 是由遮蔽材料造成的污染縮孔。

圖4 遮蔽材料污染引起的縮孔Figure 4 Shrinkage caused by pollution of shielding material

4 車身涂裝套色工藝的發(fā)展趨勢

4.1 獨立的套色噴涂線

大部分主機(jī)廠噴涂車間在套色車的實際生產(chǎn)過程中，由于原有工藝設(shè)計沒有專用的套色線，通常需要改造并進(jìn)行回線二次噴涂生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率相對較低、生產(chǎn)成本相對較高，產(chǎn)生了套色車需求量高和總產(chǎn)量低的雙重矛盾。因此，在高套色率的涂料生產(chǎn)線上建立一個單獨的套色線具有非常重要的意義，這樣會獲得較好的產(chǎn)能平衡和較低的運行成本。

4.2 貼膜技術(shù)

目前，越來越多的OEM（原始設(shè)備制造商）整車廠在A 柱、B 柱、C 柱、車門、窗框、頂蓋等部位都使用了貼膜方式，以達(dá)到貼膜區(qū)域和車身的雙色效果。與套色法相比，貼膜技術(shù)的施工過程較為簡單，可以在車身涂裝完成后進(jìn)行。但是在開模和貼膜施工過程中，對操作人員的技術(shù)有較高的要求，施工后還需要對膜進(jìn)行保護(hù)，防止刮花。

4.3 無過噴技術(shù)

德國某噴涂設(shè)備公司研發(fā)的無過噴技術(shù)是一項可以分開操控各個噴頭實施非霧化噴涂工作的全新技藝。它通過軟件和3D 數(shù)模離線計算生成噴涂軌跡，由多個機(jī)器人同時開展在線噴涂，可以直接在第一道色漆層上進(jìn)行第二道色漆噴涂，并且一次性烘干。目前該技術(shù)已有初步應(yīng)用于外表面的大面噴涂，但內(nèi)表面噴涂還在持續(xù)研究和優(yōu)化中。

5 結(jié)語

如今的中國已經(jīng)成為全球最大的汽車產(chǎn)銷國，隨著消費者對汽車外觀的個性化需求的提升，車身顏色也變得更加豐富，這就需要汽車車身涂裝套色工藝。針對車身涂裝套色技術(shù)實施存在的問題，車企技術(shù)人員應(yīng)該給予充分的關(guān)注，對產(chǎn)生這些問題的原因進(jìn)行仔細(xì)分析和理性研究，進(jìn)而有效地降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。套色工藝是實現(xiàn)汽車車身雙色效果的一項關(guān)鍵工藝，要考慮到車體分色面的選擇、套色的施工過程的確定、套色屏蔽材料的研制和成型3 個方面的影響。要從分色接口的界定和涂裝主線的工藝過程出發(fā)，制定合理的、經(jīng)濟(jì)的涂裝套色工藝過程，并經(jīng)過實地測試、選擇，研制出操作簡單、屏蔽效果好、成本較低的屏蔽材料和屏蔽設(shè)備。只有確定了合適的套色工藝流程和遮蔽材料，并且對操作員進(jìn)行專門的培訓(xùn)，才能提升車身涂裝套色質(zhì)量。