一种评价汽车漆膜外观的方法

冉浩*，高伟峰

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）



一种评价汽车漆膜外观的方法

冉浩*，高伟峰

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

为解决利用橘皮仪得出的测量值（如L、S、CF、R等）根据现有评价方法判断漆膜质量的结果与目视效果不一致的问题，提出了一种新的综合判定漆膜外观的评价方法——平衡数据B。说明了该方法的原理，并用实例介绍了其应用。

汽车漆膜；外观；橘皮仪；评价；目视效果；平衡度

First-author’s address: Technology Center of Great Wall Motor Company Limited， Hebei Automotive Engineering and Technology Research Center， Baoding 071000， China

近年来，随着国内汽车销售日益火爆，行业的竞争也变得异常惨烈，汽车生产厂家越发重视汽车外观，投入巨大的资金和人力去发展和改进漆膜效果，强调抓住消费者视觉的第一印象。

视觉外观是光线经漆膜反射后使漆膜表面纹理在人眼形成刺激而产生的感受。相同光源下，漆膜表面状况决定了进入人眼的反射光线，也决定了视觉感受的漆面清晰度与成像清晰度。通过尽可能详细地分析反射光和接受光之间的比例关系，就可量化漆膜表面的微细结构和表面橘纹，用数值表征其视觉外观。橘皮仪就建立了测量数值和视觉外观的对应性。主机厂在评判成品车外观是否满足要求时一般用橘皮仪依照不同的标准进行测量及判定。表1列出了目前国内外部分品牌主机厂评价漆膜外观的方法和标准。

表1 各主机厂的评价方法Table 1 Evaluating methods of different car manufactures

可见虽然各主机厂所用判定方法看起来不一致，但其实都是通过橘皮仪记录0 ～ 30 mm波长范围6个波纹变化区间内的表面状况的数值换算而成，分别是Du（晦涩度dullness）（＜0.1 mm）、Wa（0.1 ～ 0.3 mm）、Wb（0.3 ～ 1 mm）、Wc（1 ～ 3 mm）、Wd（3 ～ 10 mm）和We（10 ～ 30 mm）［3-4］。无论哪个主机厂，在实际生产中都会遇到测量数值与目视外观判定结果不一致的问题，即：在某些情况下，测量数值合格，目视橘皮很严重；目视橘皮能接受，数值却不合格；或数值相同，目视橘皮情况却不一致。为解决该问题，长城汽车联合BYK仪器制造商、福特、宝马、大众等生产商成立项目组，尝试建立新的评判标准。本文介绍了漆膜外观的评价方法，分析了其与目视外观判定不一致的原因［5］，最终引入新的评判标准，可作为可靠的橘皮评判方法，并说明了如何使用，供同行参考。

1　问题描述

1. 1 长短波规定与目视效果不一致

国内主机厂一般规定水平位置L ＜8、S ＜25即可判定合格。经验证，L = 7.3、S = 3.5的漆膜1（见图1a）虽然符合要求，但目视橘皮非常明显。而L = 10.3、S = 21.1的漆膜2（见图1b），虽然L超出了规定，但目视效果较前者更平整。可见测量数据与目视结果判定不一致，证明仅评价L、S具有局限性。

图1 不同长短波的漆膜的目视效果和测量值Figure 1 Appearance and test values of the coatings with different long-wave and short-wave

1. 2 CF测量值与目视效果不一致

一般情况下，福特的评价方法中CF是数值越大则漆膜外观效果越好，而图2显示，在CF均符合要求的情况下，CF为54.7的漆膜3的平整性好于CF分别为59.7和64.0的漆膜4及漆膜5，而明亮程度却恰恰相反，其中漆膜4的整体效果要好于另外2个，故CF在评价过程中也存在局限性。

图2 不同CF的漆膜外观Figure 2 Appearance of the coatings with different CF values

1. 3 R测量值与目视效果不一致

图3显示了2块R基本一致的漆膜试板。可见测量值虽然差不多，但目视效果却差别很大。R为7.1的漆膜漆膜6（L = 9.2，S = 26.5）明显比R为7.2的漆膜7（L = 9.1，S = 53.2）更亮。同一数值表现出不同的目视效果，故R在评价过程中同样存在局限性。

图3 R类似的漆膜外观及测试值Figure 3 Appearance and test values of coatings with similar R value

2　问题分析与对策

2. 1 原因分析

为形成和谐的外观，需要综合评价Du、Wa、Wb、Wc、Wd和We这6个数据之间的联系，通过比较测量数据和视觉效果，发现具备良好外观的漆膜的测量数据应具备以下特性：

（2） 为得到好的清晰度与成像清晰度，漆膜表面不能有强烈的明暗交替，这就需要增加一部分漫反射或散射，以使大橘皮的暗区有一定的光线能进入人眼，因此需要较暗区域具备一定的粗糙度，即需要一定的短波值，以掩盖实际存在的长波橘皮，且短波部分测量数据要高于长波。同时为保证漆膜表面的成像能力，需要短波部分不能太高。以上称为“短波遮盖”原理。

（3） 为提高其丰满度并满足“短波遮盖”原理，需要尽可能小的长波橘皮。

2. 2 新型评价方法

通过“短波遮盖”原理结合目视效果，在原有评价方法的基础上提出了一种新的测量值——B（即balance的缩写），通过Wb和Wd的换算得出。计算公式如下：其强调长短波不是越低越好，而是通过长短波的相互遮盖以达到目视平衡的最佳效果。为深入分析实际生产中出现的目视效果和测量数据不一致的问题，结合B制定出新型平衡度表（见图4），该表以X轴为B，Y轴为Wd，是一个评估数据与视觉感受相对应度的简单方法。

图4 平衡度表Figure 4 Balance value chart

由4图可得到以下3点判定规则：

（1） B越接近0，漆膜的目视效果越好，也越接近欧洲车身外观评价标准，而不是L和S越低则目视效果越好。

（2）B在-5 ～ 5之间，Wd≤20的情况下，是目视效果最佳的区域。

（3）当B更偏向负值时，短波减少，长波凸显，使漆膜外观目视更亮，但橘皮效果更严重；当B更偏向正值时，短波增多并凸显，使漆膜外观目视更平整，但效果模糊。

2. 3 实际问题分析

2. 3. 1 1.1所列问题分析

漆膜1的Wb为5.2，Wd为19.4，B为-8.3。漆膜2的Wb为27.4，Wd为19.5，B为-1.0。根据B的数值越接近0则漆膜目视外观效果越好的判定原则，可判定漆膜2的橘皮要优于漆膜1的外观效果。由于长波偏多，漆膜1的明亮度增多，没有足够的短波遮盖，导致橘皮凸显。漆膜2的长短波均衡，且Wd≤20，处在图4所示的绿色和黄色区域边缘，目视效果满足要求。

2. 3. 2 1.2列举问题分析

表2列出了漆膜3、4和5的测量数据。由表2可知，按与0的距离从小到大排列，漆膜4 ＜ 漆膜3 ≈ 漆膜5，漆膜4的平衡度最高。由于短波偏多，漆膜3的明亮度减少，导致漆面模糊，不够亮。而由于长波偏多，漆膜5的明亮度增多，没有足够的短波遮盖，导致橘皮凸显。

表2 具有不同CF的漆膜的测量数据Table 2 Test values for the coatings with different CF values

2. 3. 3 1.3列举问题分析

漆膜6（Wb= 30.0，Wd= 21.5）的B值（-0.57）比漆膜7（Wb= 59.5，Wd= 19.7）的B值（9.42）更接近0。由于短波偏多，漆膜7的明亮度减少，导致漆面模糊，不够亮。

综上所述，引入评价指标B和平衡度表来判定漆膜外观是非常必要的，它们适用于各主机厂不同的橘皮判定标准，完全可以解决测量数据与目视效果不一致的问题。

2. 4 注意事项

图5是长短波示意图。由图5可知，虽然Wb和短波、Wd和长波代表的波段范围有些不同，它们的值不完全一样，但是基本上可以认为Wb代表短波，Wd代表长波。若只有长短波的数据，没有Wb和Wd，则可按L∶S = 1∶3时B的测量值更接近0为好来进行简单的判断。

各测量数据间的排列显示出一定的大小关系和规律，目视效果好的漆膜整体数据曲线保持“M”形。当 B等于0时，长短波的相互遮盖使漆膜达到最佳的效果，被称为“最佳曲线”。不同的Wd都有对应的最佳曲线（见图6）。L越小，现场控制的难度越大，工艺的成本越高，经过长时间的数据积累，发现平面L≤10，立面L≤15，B均控制在-5 ～ 5，外观效果既能满足现场目视要求，工艺成本又最低。

图5 波长范围示意图Figure 5 Schematic diagram showing the wavelength range

图6 目视效果好的漆膜的测量数据曲线Figure 6 Curves fitting the test values of the coatings with good visual effect

3　结语

为解决现有汽车漆膜外观测量数据与目视评价结果不一致的问题，提出了一种新的评价方法——平衡数据B及平衡度表，以综合判定漆膜外观。该方法现已在BYK仪器中实现自动检测、记录和分析。经过国内自主品牌的主机厂长期的数据积累和应用，证明运用长短波遮盖均衡的原理完全可以解决测量数据与目视效果判定不一致的问题。B不可单独使用，需结合Wd去判定。由于区域、文化、工艺等原因，各主机厂追求的漆膜目视效果不尽相同，有的追求漆面更亮，有的追求漆面更平，因此B只是判定的工具和方法，到底其数值多少最合适，各主机厂应根据自身需求决定其控制范围。

［1］ 刘国锋， 曹兆斌， 赵珺， 等. 影响重型汽车涂装橘皮等级的因素［J］. 电镀与涂饰， 2013， 32 （6）: 69-72.

［2］ 刘士海. 汽车面漆桔皮缺陷的机理分析与工艺控制［D］. 吉林: 吉林大学， 2004.

［3］ 周涛. 汽车涂装行业常用漆膜外观质量测试项目［J］. 汽车工艺与材料， 2004 （2）: 36-38.

［4］ 何章翔. 油漆车身橘皮控制研究［J］. 现代涂料与涂装， 2011， 14 （4）: 41-43， 49.

［5］ 周杰. 漆膜桔皮的影响因素及防治方法［J］. 涂料工业， 2003， 33 （3）: 24-27.

［ 编辑：杜娟娟 ］

A method for evaluating the appearance of automobile coating

RAN Hao*， GAO Wei-feng

Aiming to solve the problem of evaluation inconsistency of coating quality between the results evaluated based on some test values （such as L， S， CF and R） given by orange peel meter according to existing evaluation methods and visual effect，a new method， called balance value B， for comprehensively evaluating the appearance of coating was presented. The principle of this method was explained and its application was introduced with some examples.

automobile coating； appearance； orange peel meter； evaluation； visual effect； balance

TQ630

B

1004 - 227X （2016） 14 - 0738 - 05

2015-05-07

2015-05-29

冉浩（1983-），男，河北保定人，本科，主要研究方向为汽车涂料。

作者联系方式：（E-mail） qiaoqiaoranhao@163.com。

（1） 良好的成像性能需要有高的DOI指标，= f （Du、Wa、Wb），即DOI仅受1 mm以下的波纹状态影响，故漆面看上去更亮就需要高的DOI指标，尽可能低的Du、Wa和Wb。