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汽车工业往往面临较大的产能压力,因此保障生产线的生产质量是头等大事,如果汽车在生产当中出现瑕疵,那么再进行维修弥补会产生的成本损失。汽车涂装本身涉及多种化学材料的运用,操作手法要求很高,因此很少使用人工操作,绝大多数的汽车生产厂家都已经加装了自动化涂装机器人。每一种涂装材料的选择和使用都经过了大量的实验和试生产,确保在大程度上符合预期的设计参数,也能够平衡成本与营销的比重。涂装过程大致要经过五个步骤的处理,汽车要经过五次的反复烘烤才能达到好的效果。以下是详细的工艺介绍。
(一)底漆工艺
汽车涂装就如同化妆一样,在施加色彩之前,要进行打底工作。,汽车要在表面进行底漆的喷涂,处理的方式是直接喷涂。作为整个喷涂流程的基础,底漆要具有良好的物理性能,比如说要耐腐蚀、抗水性和抗温差性能较好,这样才不至于提早损坏。想要把底漆喷涂在车身表面,并且要与中漆进行良好的配合,需要借助阴极电泳漆的方式开展,当然,在进行阴极电泳的过程中,也会使用一些溶剂类型的底漆以及其他不同种类的底漆材料进行配合。需要注意的是,电泳喷涂是一项成本不低且技术要求的工艺,出于控制成本的考虑,企业可以使用溶剂型环氧类型的烘漆来代替,如果不具备相应的条件,也可以使用双组份环氧类型的底漆材料。总而言之,底漆工艺施工当中可供选择的喷涂工艺是比较多的,企业可以根据实际情况进行选择。
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在底漆与面漆之间还要有一层中涂漆,如果说把汽车涂装加工看作是房屋建设,那么底漆喷涂就像是夯实地基,而中涂漆的喷涂则是树立梁柱,梁柱的稳固程度将直接决定了终面漆喷涂的呈现效果。在底漆喷涂完毕之后,由于各种因素的影响,会不可避免的出现一些划痕或者点坑,而中涂漆可以利用自身良好的填充性历来进行弥补,确保表面的光滑性。尤其是一些轿车的漆面处理对于光滑平整度要求很高,这就直接凸显了中涂工艺的重要性。当然,单纯探讨中涂漆自身的性能并没有太大的意义,一种好的中涂漆应当要与底漆做好融合,并且可以为面漆的喷涂提供完好的表面。
(三)面漆工艺
汽车的面漆是呈现在消费者面前直观的涂层,相关工艺的处理效果直接影响着汽车终的装饰性和美观性,许多价格昂贵的汽车在这一部分都有着非常复杂的处理过程,在过去,常见的面漆材料主要是氨基烘漆、双组份脂肪族聚氨酯以及丙烯酸烘漆这三种,但是随着消费者的喜好逐渐发生变化,近些年来金属漆越来越受到青睐,因此相关的技术发展也越来越成熟,当然,受限于金属漆更高的成本,因此,这一类面漆处理的工艺依旧只在中汽车当中出现,低端汽车的面漆材料还是以成熟工艺为主。
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粉末喷涂室的通风根据开口的截面进行调整,以确保粉末喷涂室的开口处没有粉末逸出。同时,喷涂过程中的总回收空气量应确保过喷粉末的浓度处于其爆炸下限。与喷粉舱连通的回收净化装置应设置一个面向室外空间的快速泄压口,以防止爆炸事故的发生。喷粉仓内高风速吸尘管道入口处应安装网格或磁分离装置,防止金属或硬物进入管道,因摩擦和碰撞产生火花。喷粉舱内应设置清粉机构,好进行连续清粉,以保持舱内无沉积粉末。回收风管、水平管、弯管等处的风速。用于粉末吸收的空间足够大(≥15m/s ),以确保管道中没有粉末积聚,并防止喷涂空间中的粉尘爆炸造成更具破坏性的二次爆炸。喷粉仓内使用火焰探测器和联动灭火装置,喷粉仓和回收装置之间的连通气管上设有隔断阀
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载货汽车车轮是重要的保安零部件,在整车中处于特殊位置,工作环境比较恶劣,与车架涂层类似,不仅要求具有优良的防腐性,同时也要求具有良好的耐候性,如,有的厂家要求车轮涂层耐中性盐雾≥400 h、耐氙灯老化≥400 h,有的厂家要求车轮涂层耐中性盐雾≥504 h、耐氙灯老化≥200 h。
国内载货汽车钢质车轮涂装普遍采用“阴极电泳+面漆”工艺。电泳采用中厚膜常规环氧树脂型阴极电泳涂料,涂层的防腐性能优良,但耐候性能较差。为了提升车轮的装饰性以及满足涂层的性能要求,再进行单涂层面漆涂覆,一般为银色金属面漆(无罩光清漆)。同时,为了后续车轮螺栓连接的可靠性,部位应做好面漆涂层的厚度控制或者进行必要的涂装遮蔽处理。
为了降低涂装成本,不少钢质车轮涂装线已采用“底面合一”型阴极电泳涂料,部分取消了面漆工艺。由于车轮焊接部位高温氧化皮电阻过大,极易导致焊接部位无法电泳上涂层,车轮上电泳线前进行细致的抛丸处理去除氧化皮。“底面合一”型阴极电泳涂料生产应用中暴露出的主要问题是涂层的耐腐蚀性下降,车轮表面易出现点状锈蚀,零件的边缘、夹缝与焊缝等部位也易生锈“流黄水”。需要严格控制车轮工件经抛丸处理后的表面粗糙度,同时“底面合一”型阴极电泳涂料的涂层厚度满足性能要求。
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早年,自行车工件以钢铁件为主,要经过除油、除锈、磷化、钝化等工艺。除油、磷化主要是含磷物质,除锈主要为酸洗,采用盐酸或硫酸工艺。捷安特在前处理方面的环保历程经历了几个阶段,先是酸洗时使用缓蚀酸雾抑制剂,降低了酸雾的排出量,针对排出的酸性气体,再经过碱性喷淋水洗塔中和后排放。其次对于钝化处理,采用弱碱性含磷物质代替了六价铬钝化剂,消除了六价铬的重金属污染。再其次,针对磷化,采用低温、常温磷化,在配方里增加络合剂减少了沉渣的形成,不对磷化槽进行整体排放。再就是采取每隔一段时间将上层清液抽岀,清理掉磷化槽的沉渣后再把上层清液打回补加药剂的方式,减少整槽药剂的排放对水的污染。脱脂剂采用无磷脱脂剂,减少了含磷废水的排放。近些年,锆系与硅烷药剂的兴起,捷安特也对此进行了积极探索与研究,采取硅烷锆盐复合皮膜工艺,先后解决了硫酸酸洗后皮膜耐蚀性差、易返锈以及工件接触点生锈的问题,将硅烷锆盐复合皮膜颜色也做到了与常温磷化类似的灰白色,喷漆后复合防锈效果达到基本一致。钢铁工件的前处理采用无磷脱脂、硫酸+缓蚀抑雾剂+喷淋水塔、硅烷锆盐复合皮膜工艺,为无磷、无氮、无辂、少酸雾的环保工艺。
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粉末涂料的优点是无VOC排放,物理化学性能好,可以回收使用,涂料利用率高;缺点是涂装设备换色时间长。为发挥粉末涂料的优势避开劣势,从不需换色的清漆改为透明粉末用起。2002年,捷安特率先导入欧洲应用于汽车行业的低温(160℃固化)丙烯酸透明粉末代替溶剂型清漆,在流平性、丰满度上都有较大贡献。限制其大量使用主要是自行车的标纸大多是内贴标,要在贴标后再喷透明粉末,一般的油墨耐烘烤性不够,会变色,需要对整个贴纸的油墨体系进行更改,另外一个因素就是丙烯酸透明粉末涂料高昂的价格,高出普通涂料5倍以上的成本。
2004年,采用底色粉末涂料+油性金油组合的工艺,避开贴纸不耐烤的特点,与国际品牌联合开发适合于自行车行业的金属粉末,并用于大量生产的基础性车种。但是金属粉末涂料的装饰性效果,特别是金属粉的排列效果始终与油漆的金属质感有较大差距,即使用了邦定工艺也还是存在差距。另外,粉末涂料换色时间长也仍然制约了其在自行车行业的应用,换一次色约需40min,而油漆的换色只需要1~2min,粉末涂装采用两台串联交替换色(图2),也要一个喷涂批量≥另外一个喷房的换色时间40min。(不超过40min另外一个喷房还没换完色,仍要等待)。