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轎車塑料保險(xiǎn)杠的涂裝線設(shè)計(jì)
轎車保險(xiǎn)杠是轎車重要的外部裝飾件，隨著轎車涂裝要求的不斷提高，保險(xiǎn)杠的涂裝也越來越受到各專業(yè)廠的重視。轎車保險(xiǎn)杠主要采用塑料材質(zhì)，涂料在其表面難于附著，另外塑料件的熱變形溫度低等，一般生產(chǎn)中選用的涂料的烘干溫度低于金屬件所用涂料的烘干溫度，因此塑料件涂裝和金屬件涂裝在工藝和涂裝材料等方面有很大不同，保險(xiǎn)杠涂裝一般不和車身涂裝混線生產(chǎn)。目前國內(nèi)部分大型汽車制造廠已將保險(xiǎn)杠的注塑和涂裝作為整車生產(chǎn)的一個(gè)重要部分，在規(guī)劃新工廠時(shí)建設(shè)保險(xiǎn)杠的注塑和涂裝車間，如日本豐田在國內(nèi)建設(shè)的工廠中就建有樹脂車間（即保險(xiǎn)杠等塑料件的注塑和涂裝車間）。國內(nèi)有些汽車制造廠的保險(xiǎn)杠由大型專業(yè)塑料件加工廠提供，國內(nèi)大型汽車塑料件生產(chǎn)廠有江陰模塑和上海延鋒偉士通等。
國內(nèi)多條保險(xiǎn)杠涂裝線的設(shè)計(jì)吸收了日韓、歐美等的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，這些涂裝生產(chǎn)線在工藝、設(shè)備布置、機(jī)械化形式上有很多不同的地方。為降低塑料保險(xiǎn)杠的加工成本并提高其涂裝質(zhì)量，人們在涂裝材料、涂裝工藝和涂裝設(shè)備等方面進(jìn)行了大量研究，取得了一定成果，因此涂裝線設(shè)計(jì)最近幾年發(fā)生了較大變化。
1涂裝線的總體布置
大型涂裝線的整體布置趨向于區(qū)域化和立體化。應(yīng)盡量將同種或同類設(shè)備和工序布置在同一個(gè)區(qū)域，以便于生產(chǎn)的組織和管理。一層主要布置上下件工位、前處理、打磨、檢查、修飾及輔助設(shè)備；二層主要布置噴漆室、烘干室、空調(diào)平臺(tái)區(qū)域。這種立體化、設(shè)備分區(qū)的布置方式更有利于提高噴涂潔凈區(qū)的潔凈度，這對提高產(chǎn)品件一次下線合格率有很大幫助。整個(gè)涂裝車間為全封閉廠房，人工在上、下件時(shí)都站在生產(chǎn)線的單側(cè)操作，保險(xiǎn)杠涂裝采用自動(dòng)噴涂與人工噴涂相結(jié)合的形式，噴漆室廢氣采用集中高空排放或廢氣集中焚燒后排放，供漆系統(tǒng)采用集中供漆與線邊小系統(tǒng)供漆相結(jié)合的模式。
2涂裝材料
塑膠原料保險(xiǎn)杠耐熱性較差，高溫時(shí)易變形，因此保險(xiǎn)杠涂裝一般不能選擇烘干溫度過高的涂料，現(xiàn)國內(nèi)使用的塑膠原料涂料烘干溫度大致為80±5℃和120±5℃。保險(xiǎn)杠涂層為復(fù)合涂層即底漆+色漆+清漆，底漆有雙組分和單組分兩種，色漆多采用單組分油漆，清漆多采用雙組分油漆。雙組分底漆烘烤后具有較好的遮蓋力，并且可對表面顆粒等油漆缺陷進(jìn)行打磨處理，特別適用于塑件本身外觀較差的情況，但雙組分底漆濕膜狀態(tài)下的導(dǎo)電性一般比較差，如底漆不進(jìn)行烘干就噴涂色漆會(huì)影響色漆的附著力。雙組分清漆施工范圍寬，同單組分清漆相比，具有污染少、調(diào)整容易的優(yōu)點(diǎn)。采用雙組分底漆和清漆體系的涂裝存在設(shè)備投資大、油漆輸送管路保養(yǎng)復(fù)雜等缺點(diǎn)，但油漆本身容易調(diào)整，且易于獲得良好的漆膜表面狀態(tài)。
3涂裝工藝
3.1涂裝線的主要工藝形式
塑料保險(xiǎn)杠常用的涂裝工藝流程為：上件→前處理→水分烘干→強(qiáng)冷→火焰處理→上遮蔽→除靜電→噴底漆→流平→底漆烘干→強(qiáng)冷→底漆檢查/打磨→除靜電→噴色漆→流平→噴清漆→流平→面漆烘干→強(qiáng)冷→檢查修飾→下件→不合格品返修。上述工藝流程為三噴兩烘（3C2B）工藝，還有一種三噴一烘（3C1B）涂裝工藝（將上述工藝流程中“底漆烘干”到底漆后“除靜電”工序取消）。3C1B工藝可節(jié)省設(shè)備的一次性投資及后期的設(shè)備運(yùn)行成本，國內(nèi)已有產(chǎn)能較大的塑料保險(xiǎn)杠涂裝線采用此工藝形式，并已投入批量生產(chǎn)，運(yùn)行情況比較穩(wěn)定。考慮到3C1B涂裝工藝在國內(nèi)涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少，且3C1B工藝在涂料施工參數(shù)控制、涂裝現(xiàn)場管理、涂膜性能的保證、產(chǎn)品一次下線合格率的保證等方面存在一定風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)歐美汽車生產(chǎn)廠大多要求保險(xiǎn)杠涂裝采用3C2B工藝，因此國內(nèi)有些涂裝生產(chǎn)線在按3C2B工藝設(shè)計(jì)、建設(shè)的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)3C1B的工藝形式。
3.2前處理
塑料保險(xiǎn)杠涂裝前的前處理主要是去除工件表面的灰塵、油污和殘留的脫模劑等，同時(shí)對表面進(jìn)行活化處理。前處理不好容易造成漆膜的附著力不良、縮孔和顆粒等缺陷。前處理有兩種形式，一種是自動(dòng)噴淋，一種是人工擦拭。自動(dòng)噴淋是將工件掛在輸送設(shè)備上經(jīng)過前處理噴淋線，主要工序?yàn)椋侯A(yù)脫脂→脫脂→水洗1→水洗2→新鮮DI水洗→吹水→水分烘干→強(qiáng)冷；人工擦拭主要是人工用溶劑擦拭整個(gè)工件表面，可減少設(shè)備的一次性投資及其運(yùn)行成本。國內(nèi)大批量的塑料保險(xiǎn)杠涂裝線多采用自動(dòng)噴淋，小批量保險(xiǎn)杠涂裝及小件涂裝多采用手工擦拭方式。
3.3火焰處理
火焰處理可進(jìn)一步活化工件表面。由機(jī)器人向工件表面噴射火焰，在火焰處理工序后設(shè)置了手工和自動(dòng)除靜電工序，以增強(qiáng)工件與涂膜的結(jié)合力。
3.4上遮蔽
上遮蔽主要是對工件表面某些不需要噴涂區(qū)域進(jìn)行遮蔽處理，一般線上遮蔽較困難，多采用線外遮蔽。
3.5噴漆
工件噴涂多采用機(jī)器人自動(dòng)噴涂與人工噴涂相結(jié)合的方式，先是自動(dòng)噴涂，然后是人工檢查補(bǔ)噴。有的生產(chǎn)線調(diào)試完成進(jìn)入批量生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)可以完全自動(dòng)化噴涂，自動(dòng)涂裝主要采用機(jī)器人噴涂，一般底漆多采用空氣噴槍，色漆2個(gè)工作站一般采用旋杯工作站＋噴槍工作站，清漆2個(gè)工作站一般采用噴槍＋旋杯工作站。
4涂裝設(shè)備
塑料保險(xiǎn)杠涂裝線的設(shè)備主要有機(jī)械化輸送設(shè)備、前處理設(shè)備、火焰處理設(shè)備、噴漆室設(shè)備、烘干爐和人工工作區(qū)設(shè)備等。
4.1機(jī)械化輸送設(shè)備
塑料保險(xiǎn)杠噴涂線機(jī)械化輸送設(shè)備的形式較多，有普通懸掛輸送鏈、反向積放鏈和滑橇輸送形式等?；凛斔托问讲贾渺`活多變，國內(nèi)近幾年建成的生產(chǎn)線很多都采用了滑橇輸送，日系保險(xiǎn)杠涂裝線主要采用反向積放鏈。考慮到前處理工藝輸送系統(tǒng)的部分設(shè)備有防水性和抗腐性的要求以及烘干工序的溫度影響，一般前處理、烘干工序中滑橇輸送系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置采用外置式。
4.2前處理設(shè)備
前處理設(shè)備主要有非標(biāo)設(shè)備、循環(huán)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)等。塑料保險(xiǎn)杠的脫脂液是偏酸性（pH值一般在6.4左右）的，不同于車身的脫脂液，所以前處理設(shè)備要考慮耐酸性，建議前處理封閉室體、槽體采用不銹鋼材料。前處理設(shè)備室體頂部裝有排風(fēng)機(jī)，以避免氣體向室體外擴(kuò)散，建議前處理室體一側(cè)設(shè)檢修平臺(tái)、室體設(shè)檢修門、檢修門加裝懸臂式探照燈，便于有關(guān)人員進(jìn)行設(shè)備維修及維護(hù)。
4.3噴漆室
國內(nèi)現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)線的噴漆室有文氏噴漆室、水旋噴漆室和水簾式噴漆室等，現(xiàn)多采用文氏噴漆室。噴漆室送、排風(fēng)系統(tǒng)有全新風(fēng)方式和循環(huán)風(fēng)方式兩種。全新風(fēng)方式是噴漆室送風(fēng)空調(diào)機(jī)組從室體外取風(fēng)后，經(jīng)過空調(diào)機(jī)組多級處理后送入噴漆室，風(fēng)經(jīng)過噴漆室利用后通過噴漆室排風(fēng)風(fēng)機(jī)全部排入大氣；循環(huán)風(fēng)方式是噴漆室內(nèi)的風(fēng)循環(huán)利用（即風(fēng)通過送風(fēng)空調(diào)進(jìn)入噴漆室，然后再經(jīng)過循環(huán)風(fēng)處理設(shè)備返回到送風(fēng)空調(diào)再利用），噴漆室風(fēng)不是全部排放，只進(jìn)行部分排放及部分補(bǔ)充。補(bǔ)風(fēng)與排風(fēng)的風(fēng)量多少要根據(jù)噴漆室的風(fēng)量平衡、噴漆室中廢氣爆炸極限濃度和油漆性能要求進(jìn)行計(jì)算，有的生產(chǎn)線的風(fēng)量補(bǔ)充量設(shè)計(jì)為總循環(huán)風(fēng)量的10%、30%等。噴漆室排風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)的風(fēng)量不宜過低，過低會(huì)導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)中有機(jī)溶劑含量過高，易造成漆膜表面失光，且噴涂施工參數(shù)的調(diào)控較困難。采用循環(huán)風(fēng)的噴漆室的廢氣濃度較高（超過國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求），需將廢氣焚燒后排放到大氣中（經(jīng)焚燒處理后的廢氣可以滿足國家的環(huán)保要求）。噴漆室的溫度一般要求控制在23℃左右，冬季要進(jìn)行換熱、夏季要進(jìn)行制冷，采用全新風(fēng)形式的涂裝生產(chǎn)線的能耗較大。采用循環(huán)風(fēng)空調(diào)方式可以減少生產(chǎn)線能耗（綜合能耗可降低30%以上，相關(guān)設(shè)備的裝機(jī)功率能減少40%）、節(jié)約運(yùn)行成本。噴漆室采用循環(huán)風(fēng)方式送風(fēng)，相應(yīng)配合的噴涂形式要采用自動(dòng)噴涂，因?yàn)檠h(huán)風(fēng)空氣中有害氣體含量較高，不適合人工操作，如人工噴涂要穿戴有防毒功能的服裝和面具。
4.4烘干爐
烘干爐的形式主要有直通式、橋式和П型3種。日系涂裝生產(chǎn)線機(jī)械化輸送多采用反向積放鏈形式，烘干爐為橋式烘干爐；歐美體系采用輕型滑橇輸送系統(tǒng)，烘干爐為П型烘干爐。烘干爐多采用雙行程烘干爐，可減少烘干室散熱面積，降低能耗。
4.5供漆系統(tǒng)
供漆系統(tǒng)有兩種，一種是集中供漆系統(tǒng)，即所有的油漆都集中在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行調(diào)配，集中供漆系統(tǒng)要盡量布置在距離3個(gè)噴漆室近的地方，減少因供漆管路過長造成的壓力損失和溫度損失，并避免管路清洗困難等；另一種是線邊系統(tǒng)，即輸調(diào)漆設(shè)備放置在噴涂室附近。線邊系統(tǒng)使用的供漆罐容積相對集中供漆要小很多，因此線邊系統(tǒng)也被稱為小系統(tǒng)。小系統(tǒng)的優(yōu)勢是能夠滿足較小油漆投料情況下的噴涂生產(chǎn)，用于不經(jīng)常生產(chǎn)的色漆、新顏色試制和臨時(shí)調(diào)整色的涂裝；集中供漆系統(tǒng)用于底漆、清漆和幾種量大的色漆。
5結(jié)束語
國家對環(huán)保工作越來越重視，國家環(huán)?？偩忠寻l(fā)布了相關(guān)的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，涂裝線廢氣排放的要求將越來越嚴(yán)格，車身涂裝生產(chǎn)線已經(jīng)向水性漆的方向發(fā)展，保險(xiǎn)杠涂裝也必然向水性涂裝方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)已有保險(xiǎn)杠涂裝線采用水性漆涂裝。
