水性色漆成膜的技术

水性色漆一遍成膜的技术

现代涂料与涂装

1 研究背景

随着节能环保概念的不断深入，在汽车涂装生产过程中水性免中涂工艺因其工艺流程短，污染排放降低及能耗低等特点，已逐步成为汽车涂装工艺设计首选方案。该工艺的主要流程为：车身处理工艺为脱脂→表调→磷化→电泳→烘干→电泳打磨→涂胶→胶小烘房→擦净→面漆B1→面漆B2→水分预烘干→清漆→清漆烘干→强冷→检查。

面漆B2涂层主要对颜色效果起支撑作用，实现车身的外观颜色效果，其喷涂工序大多采用2遍色漆喷涂成膜的方式，喷涂线长度及喷涂机器人数量也相对增加，导致投资费用相对较高，运行能耗也较大。如B2面漆采用一遍成膜的方式，也达到同样的外观效果，将会减少机器人用量和缩短喷漆线长度，极大的降低投资及运行能耗。因此本文主要探讨水性免中涂工艺采用面漆一遍成膜的工艺的涂膜外观质量的影响及解决措施。

2 面漆一遍成膜的控制难点分析

采用面漆一遍成膜工艺，因色漆一次性上膜较厚，喷涂机器人吐出量相对二遍成膜而言较大，易导致流挂、气泡及铝粉的定向排列等颜色效果的实现。具体控制难点如下：

2.1 易产生流挂、气泡、针孔等涂膜弊病

水性免中涂新工艺由于B1、B2和清漆三个涂层均为湿碰湿喷涂，喷涂过程中水分及溶剂挥发较少，主要依赖B2后的闪干烘房，使得湿膜脱水率达到85%以上。当B2涂层采用一遍喷涂时，B2站湿膜的水分和溶剂更难挥发，一次上膜膜厚较两遍喷涂而言，在边角位置更容易产生流挂、气泡、针孔等涂膜弊病（如图1所示）。为了达到良好的流平外观并减少涂膜弊病，相较于两遍喷涂，优化仿形轨迹（重点为边角区域）及参数的难度加大。

如下图所示：

图1：左边为气泡，右边为针孔

2.2 控制膜厚及色差均匀性难度加大

B2涂层主要用于实现涂膜的最终颜色效果。当两遍喷涂改为一遍喷涂时，对机器人仿形及其喷涂过程的一致性要求更高，才能达到膜厚均匀的要求；如典雅白（颜色值L值>85%以上，b值在1.8-2.2之间）等颜色，其颜色遮盖力差，如若B1、B2站膜厚均一性不好，将严重影响其最终的颜色效果，并导致车身自身色差以及边角等位置与塑料件的匹配色差。

2.3 金属铝粉漆的颜色效果实现较为困难

水晶银、钛晶灰等金属铝粉颜色B2站一般采用两遍喷涂，以实现其颜色的闪烁效果。若其B2站变为一遍喷涂，在涂料配方不变的情况下，金属铝粉的排布会受喷涂方式影响，容易与现有的颜色产生"色差"，如图2所示，左边的排布没有右边好。

图2：发花

3 面漆一遍成膜的实验条件

3.1 面漆线布置

水性免中涂工艺涂装生产线喷涂机器人面漆B1站有4台机器人，面漆B2站6台机器人，CC站5台机器人，其中面漆B2站一遍成膜时采用4台机器人喷涂（另2台机器人备用），采用两遍成膜工艺采用3+3台机器人喷涂。因此在车型相同、重涂率相同的情况下，采用两遍成膜工艺的喷涂机器人TCP速度会相对较高。

3.2 机器人轨迹调整

为实现面漆B2一遍成膜的整车喷涂验证，经过对机器人仿形轨迹进行了系统优化调整，重点关注边角等区域，经调整后的机器人仿形（以瑞风S5为例）如下图3所示：

图3 喷涂机器人一遍成膜水平面与垂直面示例

3.3 涂料基本参数

表1 水性免中涂工艺涂料基本参数及涂膜厚度一览表

涂层颜色配套B1施工膜厚/μm固体份/%

B1 浅灰--- 16-20 41 中灰--- 16-20 32 深灰--- 15-18 29

B2 水晶银、钛晶灰中灰10-16 18 典雅白