双色乘用车涂装工艺开发

罗 秋 （东风柳州汽车有限公司，广西柳州 545005）

0 引言

当今汽车外观越来越趋于个性化，漆膜颜色亦趋于多样化，例如整车贴亚光膜、双色车（车顶套色）、上下分色等；随着经典车型MINI Copper的走红，双色车身设计的风潮再一次被刮起。按照设计类型，主要有4种：第一类：A柱、B柱或C柱与车身异色；第二类：车顶与车身异色；第三类：车身本体分为2种颜色；第四类：车身异色装饰条。

目前国内汽车厂双色车涂装均采取两次面漆的涂装工艺，该工艺存在分界边出现锯齿状，影响外观；生产效率下降、成本上升等弊端。

1 双色乘用车面漆涂装工艺比较

为了满足环保要求，目前国内大部分乘用车涂装线中、面漆均采用水性涂料，因此以下介绍的涂装工艺中涂、色漆均为水性涂料。

1.1 传统工艺

电泳打磨—中涂擦拭—喷中涂漆—中涂烘干—中涂打磨—面漆擦拭—喷下部面漆—烘干—车身下部遮蔽—打磨—喷上部面漆—烘干—下遮蔽—精修。

与单色乘用车相比，生产节拍降至50%，OEE（Overall Equipment Effectiveness，设备综合效率）下降至50%；面漆成本、能耗均上涨1倍。

1.2 新工艺

喷中涂—喷车顶色漆—中涂烘干—车顶遮蔽—中涂打磨—面漆擦拭—喷色漆（车顶除外）—闪干—下遮蔽—喷CC（清漆）—烘干—精修。

与单色乘用车相比，生产节拍、OEE均维持原有水平，涂料成本基本不增加，仅花费遮蔽材料成本及上下遮蔽的人工成本。

2 双色乘用车涂装新工艺存在问题及解决方案

双色乘用车涂装新工艺的主要技术难点在水性涂料的应用方面，需要解决以下几个关键技术问题：

技术难点1：双色乘用车采用新工艺时，中涂线面漆必须预留相应的工位，如喷色漆、下遮蔽等，以便于喷涂中涂漆后，喷涂套色色漆。

应对措施：

（1） 中涂线平面布置初期已考虑套色工艺，预留人工套色工位及机器人套色工位，如图1所示。由于套色部位面积较小，采用4台机器人（40JPH）即可满足喷涂要求。

图1 中涂线平面布置示意图Figure 1 The plane layout schematic diagram ofmedium coating line

（2） 中涂打磨前预留上遮蔽工位。

图2 预留上遮蔽工位示意图Figure 2 Schematic diagram of reserve a shadowing station

（3） 面漆闪干后进行下遮蔽，在手工清漆站增加踏步架。

（4） 上下遮蔽需满足现有节拍。

（5） 质量问题，如黑白双色漆雾色差、胶印，遮蔽膜造成钣金缩孔及其他涂装不良现象的解决。

技术难点2：遮蔽材料的选定，遮蔽膜需适应烘房的烘烤温度及烘烤时间。

（1） 分色方案：确定双色车分色部位（图3）及遮蔽膜尺寸，以保证满足商品规划及分色外观要求，联合遮蔽膜厂家设计A柱、车顶膜切片。如图3所示，分色界线位于侧围外部两个圆角之间的平面上，分色界线以上A区域喷涂颜色①，分色界线以下B区域喷涂颜色②。

图3 汽车车身侧围分色示意图Figure 3 The schematic diagram of side wall separation area

（2） 遮蔽材料验证：对目前国内主流主机厂双色车在用的遮蔽材料进行验证，验证项目包括分色胶带贴服性、分色界线效果、遮蔽膜耐温性、耐缩孔性等，验证结果如表1、2所示。

表1 遮蔽材料验证记录Table 1 Masking material verification record

表2 遮蔽材料验证过程评价表Table 2 The evaluation form of masking material verification process

技术难点3：水性中涂漆和套色色漆的开发。目前国内水性涂料施工一般采用3C2B和3C1B工艺，根据双色乘用车涂装新工艺（水性中涂漆—色漆—烘烤）进行工艺质量验证，其中涂漆、色漆均无法满足涂装质量要求，需重新研发中涂漆和套色色漆。因此，联合涂料厂家进行水性中涂漆和色漆工艺的研发，分两个方案进行研发：方案1：水性中涂漆—闪干—水性色漆—烘干；方案2：水性中涂漆—闪干—溶剂型色漆—烘干。在施工过程中发现，方案1很难解决附着力不良的问题，而方案2可以满足主机厂的要求。“湿碰湿”套色工艺需要配套开发双色车车顶用黑色涂料，与目前在用的中涂漆及清漆相匹配，且涂料外观及性能需要达到相关的国家标准/企业标准，素色黑漆的性能检测结果如表3所示。由表3可以看出，该涂料能满足产品质量要求。

表3 素色黑漆的性能检测结果Table 3 Performance test results of plain black paint

技术难点4：上下遮蔽节拍问题。乘用车上下套色基本无分界线，徒手粘贴分界线严重影响生产节拍。

应对措施：

（1） 开发分界线辅助工装：开发上遮蔽分色胶带手持工装，保证分色线质量及分色一致性，见图4。

图4 手持分色工装Figure 4 Handheld color separation tooling

（2） 改造上遮蔽线体，增加6个踏步架，辅助员工上遮蔽操作；面漆闪干后，清漆手工喷涂，增加4个踏步架，辅助员工下遮蔽操作。

技术难点5：质量问题改善。

（1） 漆雾色差问题：在喷涂车顶或D柱时，车顶颜色（素色黑）漆雾会落到翼子板、侧围后部等与前、后保险杠搭接的部位，造成色差问题。

对策：在喷涂色漆之前，对与前、后保险杠搭接位置的白车身黑色漆雾处补涂白色中涂漆，有效解决此类问题。

（2） 胶印问题：在确定最佳遮蔽材料后，遮蔽材料之一的纸胶带黏贴到钣金上时仍然会出现轻微的胶印问题，导致胶印部位失光、出现隐形台阶。

对策：将D柱分色胶带（4185型）加宽至15 mm，并将A级面的遮蔽膜边缘的纸胶带（4302型）换成4185型分色胶带，避免纸胶带黏贴在钣金上造成胶印，同时节约了处理胶印（酒精擦试）的作业时间。

（3） 缩孔问题：遮蔽边缘部位易出现缩孔。

对策：下遮蔽后采用酒精擦拭，缩孔问题得以解决。

（4） 外观一致性问题：新编车顶套色及D柱套色机器人轨迹，实现机器人自动喷涂，保证车身外观质量及外观一致性。乘用车顶部机器人喷涂轨迹示意图见图5。

3 实际应用情况

两种双色车涂装工艺对比表见表4。

4 结语

据调研了解，目前车顶套色工艺在国内主要分为2类，一类是以东风日产、东南汽车等主流主机厂为代表的主流双色车生产工艺，即二次回线套色工艺，另一类是以广汽为代表的离线喷涂工艺。

对于离线喷涂工艺，其成本、投资与一次过线工艺基本一致，但因受限于离线喷涂室的数量（1个），单次操作时间约为8 min，其生产节拍约为4台/h，极大地限制了产能。

双色乘用车涂装新工艺利用自身的线体规划优势，车顶套色采用目前国内先进的一次过线工艺，相比回线套色工艺，生产节拍提升了1倍，解决了产能瓶颈，涂装料料成本降低约50%，解决了分色线台阶问题。