涂裝設備汽車涂裝工藝的發展
發布時間：2019-05-10 14:53:54 | 人感興趣 | 評分：3 | 收藏：
摘要：涂裝對于汽車制造來講有兩個重要作用，是對汽車防腐蝕，第二是給汽車增加美觀。大量資料表明，國內外每年因銹蝕造成的損失相當驚人。據世界銀行提供資料，1996年美國國民總產值為74335億美元，因金屬腐蝕損失為2000億美元，約占國民生產總值的2.7%。汽車是以鋼材為主的工業制品，如不解決腐蝕問題，將嚴重影響汽車的使用壽命和外觀，因此汽車自問世之初，就與涂裝結下了不解之緣。1886年，“汽車之父”卡爾·奔馳在德國斯圖加特制造輛汽車時，就用油漆進行防銹和裝飾。100多年過去了，現代汽車不僅是集現代工業成就之大成的工業品，更是技術與藝術的完美結合。中國汽車工業起步于20世紀50年代，近半個世紀來，伴隨著中國汽車工業發展的坎坷歷程，汽車涂裝從載貨汽車車身涂裝發展至轎車車身涂裝，堅持引進、消化和開發的道路，使中國汽車涂裝技術逐步現代化。本文以汽車涂裝幾個主要工藝為例，從質量、材料、設備、工藝和環保等諸方面簡明介紹涂裝工藝技術在汽車工業中的應用和發展。在以下每種工藝的對比表中，把1986年以前歸為以往工藝、1986年以后歸為現代工藝。這是因為，1986年前后我國汽車行業在引進、消化、吸收國外先進的涂裝技術方面做了大量的工作，涂裝技術有了長足的發展，也大大縮短了與先進涂裝技術的差距。
1、漆前預處理和底漆
1.1 預處理
1986年前，中國汽車維修涂裝處于手工除銹、手工刷涂階段；1956年，一汽從前蘇聯引進的工業化載貨車車身涂裝生產線建成投產，其工藝水平和涂裝用材略高于當時前蘇聯的水平，在國內的涂裝方面也算是水平。
1966~1985年，隨著科技進步，國內科技人員開發并采用陽極電泳涂裝以及氨基面漆、“濕碰濕”噴涂面漆工藝、表面活性劑清洗、紅外輻射烘干和靜電涂裝等汽車技術，在20世紀70年代后期建成了集國內車身涂裝技術之大成的二汽車身涂裝生產線，標志了中國汽車涂裝已全面進入陽極電泳階段。
盡管此時的汽車涂裝與過去相比已經有了很大的發展，但是預處理大多沒有設置磷化工序，工序數也只有4~5道。處理方式多是噴淋，脫脂處理劑為三堿類。現代涂裝線的預處理工藝100%有磷化工序，歐美都有鈍化工序，日本較少有鈍化工序，工序數一般為十幾道。處理方式多是噴淋結合的方式，處理劑為專業化公司生產的脫脂、表調、磷化、鈍化各類處理劑。表$ 為漆前預處理工藝的變化。
從表1看出，工藝變得越來越復雜，設備變得越來越講究，化學藥劑越來越專業化。工藝參數控制得更精細、更便于自動控制。因為有了磷化工藝表調，鈍化就隨之而來，并且還增加了手工擦洗脫脂來對付頑固難洗的油脂。為了不污染電泳槽液，往往在預處理出口設置了去離子水噴洗且要控制滴液的電導率指標。所有這些都是為了提高預處理質量，保證工件清洗干凈、有良好的附著力和防腐蝕性。
1.2 電泳底漆
從陽極電泳過渡到陰極電泳也不過是上世紀80年代的事情，目前所有的汽車車身無一例外地采用了陰極電泳工藝。陰極電泳工藝的工作原理和陽極電泳非常相似，但質量卻比陽極電泳好很多。陰極電泳漆材料的發展主要體現在提高泳透力、降低顏基比、保護邊角、不含有害金屬、降低烘干溫度和烘干減量等方面。有報道，采用逆過程電泳工藝即先噴粉末涂料再進行內表電泳的做法以此減少VOC排放，提高內表泳透質量。近年，據很多有關雙層電泳的報道，成功地拚棄中涂工序同樣也是為降低VOC排放。PPG公司已有雙層電泳的產品。
此外，電泳工藝還有以下變化，見表2。
2、噴漆工藝
這里介紹的噴漆工藝包含了中涂和面漆的噴涂。
2.1 油漆材料
隨著改革開放，世界著名的油漆廠商紛紛前來中國或獨資或合資建廠，為國內汽車工業提供了優質的汽車油漆材料尤其是轎車油漆材料。這大大縮小了國內與國外在油漆材料應用上的差距。近年來，由于國內外競爭日益加劇，環境保護法規越來越嚴厲，汽車廠和油漆制造商的注意力主要放在減少4,5 排放、降低成本上。這才不斷推出高固體分中涂/ 清漆、水性中涂、粉末中涂、水性底色漆、粉末罩光清漆等新品種、新工藝。此外，也有報道中涂/ 底色漆/ 清漆三噴一烘干的材料和工藝。
2.2 施工工藝
早期的工藝是一噴一烘干，后來油漆材料的改進可以部分做到“濕碰濕”施工。現在又有了包含中涂的三噴一烘的嘗試。
過去主要是手工噴涂，噴涂工具是手工噴槍。由于手工噴槍的漆霧大、油漆浪廢多，噴漆設備制造商就推出了靜電噴槍。但是，噴漆質量僅靠噴漆工和一把噴槍是不能穩定的。對于大量流水作業汽車廠來說，每年幾十萬輛汽車完全靠人工來完成噴漆任務是很難想象的事情。在汽車制造廠家的要求下，設備供應商推出了往復式噴涂機、圓盤噴涂機代替工人完成部分噴涂任務。現在，國內各大汽車廠使用最多的是高速旋杯自動噴涂機。
2.3 施工設備
施工設備包含噴漆室、噴涂裝置、輸調漆設備和清理設備，由于油漆材料從液態漆變為粉末漆，所以又出現了噴粉室和粉末噴涂機、粉末回收系統（見圖5、圖6。它們的變化見表3。
3、烘干工藝
烘干對于涂裝來講是非常重要的一道工序。目前，工業涂裝中從液體油漆變成固體漆膜離不開烘干設備，它對漆膜的質量、生產成本、生產效率有著直接的影響。轎車等高裝飾性涂裝的烘干爐設計時，應根據烘干的零件和當地能源、資源，合理選擇能源和烘干爐結構形式。投產的爐子應具備：測定的烘干曲線穩定，零件溫度均勻；內壁平滑易于清理，能源利用率高，保溫性好，凝結物少；廢氣處理合理，熱能回收利用。
目前，國內漆膜固化設備的熱源主要為電和燃氣及油，以熱風對流循環的加熱方式為主。大多數燃氣烘干爐的焚燒爐具有廢氣處理及熱能綜合利用功能。國內有的汽車廠家如一汽大眾汽車有限公司，使用橋式烘干爐或冂字型烘干爐減少了熱量損失，并利用烘干爐下部作為車身貯存區，節約了廠房面積（見圖13 、圖14）。
近年來，高紅外快速固化技術在電泳涂裝和粉未涂裝中的成功應用，引起了人們的重視。所謂高紅外即快速提供高能量、高密度、全波段強力紅外輻射，能瞬間提供大能量的熱源。錦州紅外技術應用研究所等單位應用高紅外技術開發了涂膜固化設備，成功地改造了一汽吉林輕型車廠的電泳烘干爐，使烘干時間縮短了一半，運輸鏈速度提高了1倍，產量翻了一番，充分顯示出高紅外技術的高效、節能、節省投資的特點。此外，除利用各種能源的加熱烘干類型外，相繼出現紫外光固化、電子束固化等新的技術，并成功運用到工業生產中。
對于烘干來講，技術的進步更多的是指環保節能、保證烘干的內在質量和外觀質量、降低生產成本。例如，加厚保溫層，采用好的阻熱和保溫材料，廢氣返回焚燒利用，采用冂字形、橋式烘干爐減少熱量外泄。
爐體設計制造時分段密封到現場安裝，爐內壁縫全焊接光滑。生產時配備清理人員。設計要考慮凝結物氣霧和滴落破壞漆膜外觀，保證烘干質量及生產效率。采用高紅外加對流技術保證升溫段濕漆膜快速表干，爐內循環氣流與加熱氣流用高溫交換器隔離，采用多級精密過濾。爐內輸送鏈精密自動潤滑防止磨屑污染漆膜。烘干工藝的變化
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