涂装工艺

以涂装工程设计的“先进、可靠、经济、环保”，涂装生产的“优质、高产、低成本、少公害”为基准，与引进的涂装线工艺设计及技术对比，国内涂装工艺设计还存在以下差距。

a.工艺设计模式几十年一贯制，缺少开拓创新精神。

b.对工业涂装的经济规模缺乏研究，致使投资增大，运行成本偏高，偿还期增加。

c.涂装工艺设计受保守的传统观念和习惯势力影响较大。

由作坊式的涂装改变成流水式工业涂装的阻力大；生产能力设计偏大。

d.设备可靠性差，设备利用率偏低。

e. 涂装工艺设计人员的专业素质有待提高。

f.输送被涂物的机械类型品种单一，缺少创新实力。

为提高工业涂装工艺设计水平，针对上述问题，提出以下建议。

1、必须树立新的工业涂装观念在计划经济时代，涂料往往供不上，靠增加涂料库存来稳定生产，认为涂料的库存期越长越好，不算经济帐。

涂料的稳定性与其干燥性是一对矛盾，越稳定干燥性越差。

例如，A05-9氨基面漆的稳定性不差，可是其烘干规范要求120℃以下2h。

耗热能和库存量大、资金周转期长等造成涂装成本增高。

目前，涂料工业简化了供应环节，根据用户的生产计划组织生产，确保涂料生产出来在1周或1个月内用完。

在生产规模很小时采用作坊式的涂装生产尚可理解。

但当生产形成规模，在设计、建造新的涂装车间时，仍按作坊式（或铺地摊式）的作业方式，涂装作业时被涂物不移动，不吸取流水式涂装生产线的优越性，则势必造成涂装车间工艺水平落新的工业涂装是按生产节拍组织流水作业式的涂装生产线，被涂物在涂装过程中间歇或连续地向前流动地通过各工序（工位）。

这样使各工序实现专业化、规模化的作业生产，有利于提高作业效率、设备的有效利用率和涂装质量，降低涂装成本。

2、如何理解涂装线的经济规模工业产品在国内、国际市场竞争中取得优势的惟一途径是规模化、高质量和低成本。

在20世纪80年代，世界上公认的轿车车身涂装车间的经济规模是年产25-30万台车身（车身长度以4.6~5.0m为基准）。

这样经济规模的涂装车间是由前处理磷化线、阴极电泳涂装线和中涂喷涂线各1条；涂胶密封线、面漆喷涂线和底漆,PVC、中涂、面漆烘干线各2条。

也可理解为轿车车身前处理、阴极电泳、中涂喷涂生产线的经济规模为日产1000台合格车身，链速≥6.0m/min；而PVC、面漆喷涂和烘干生产线的经济规模为日产500台合格车身，链速在3.0~3.5m/min范围（最近欧洲的全自动面漆喷涂线的长度123m，链速达3.7m/min）。

工艺投资约1亿美元左右。

前处理阴极电泳线的节距一般为 6.0m，喷涂线的节距为6.4~7.0m，烘干室内呈积放状态（节距5.0m左右）。

工业制品的结构、材质、外形大小不同，在涂装过程中的装挂方式不同，不能像汽车车身那样单一计算，但可参照上述少投人、多产出的原则设计符合自己实情的涂装生产线。

3、合理选用年时基数、生产能力、生产节拍、设备利用系数等工艺设计基础参数基于每周6天工作制或每周5天工作制，各国（地区）的节假日数不同，年时基数相差很大。

我国原为每周6天工作制，年工作日数为306天；现在每周5天工作制，年工作日数为251天。

又如德国年工作日数为230天。

还有每天两班制(16h)或三班(20h)工作制。

有些企业在提供设计资料时，要求年时基数按300天／年的三班工作制计算。

另外，按国家颁布的老设计基准，年时基数打九五折。

上述轿车车身面漆喷涂线的经济规模，年生产能力为15万台。

如按251天／年的两班制计算，则生产节拍偏小，生产线的链速偏快，可能超过经济规模上限；对喷涂面积大的车身其每站的喷涂时间不足，来不及喷涂，需增加机械手喷涂机和加长喷漆室，同时增加投资及涂装成本。

设备利用系数在国内工艺设计中一般选用偏低(80%-85%）的原因是设备及配套件的可靠性差，管理跟不上。

国外在设计中选用93%左右。

涂装设备是热非标设备，每天应留有一定的时间检修维护，为保持涂装车间、工位和设备整洁，每天也需有一定时间清扫。

另外，涂装生产线的特点要求生产线启动后在无特殊情况下不停线（一般是息人不停车）及生产结束时需“跑空”，以确保涂装质量。

作者认为，在涂装工艺设计中年时基数按251天／年的两班制（16h）、设备利用系数选用≥90%计算较合理；采用自动喷涂为主，手工喷涂内表面的轿车车身面漆涂装线生产能力以25~30台/h(生产节拍2.0min/台左右和链速3.0m/min左右）较经济合适。

按市场需要可增加班次（倒三班，年工作日300天以上），实现年产15~18万台生产能力。

在生产满负荷时，可增加设备持续运行时间，将生产线“跑空”时间排在生产时间以外，即设备持续运行时间＝生产时间＋跑空时间。

在两班制场合生产作业时间为16h，再加1.5~2.0h 跑空时间；在三班制场合生产作业时间为20h，设备持续运行时间为22h。

学习先进的管理经验，提高管理水平，提高生产作业时间的利用率和设备利用系数，提高涂装的一次合格率，从而降低涂装成本。

4、涂装洁净度（清洁度、污染度）的重要性涂装清洁度系指涂装环境的清洁度（含尘量）、被涂物面的清洁度、涂装用水的水质、清洗水的污染度、空调供风和压缩空气的洁净度等。

尤其是在高装饰性涂装（如轿车车身、家用电器和塑料件涂装）场合显得更加重要。

要得到优质的涂层，必须注意涂装的洁净度。

可是涂装生产本身是较脏的，许多工序产生尘埃和废渣（如打磨、抛光工序产生打磨抛光灰、喷涂工序产生过喷涂漆雾、磷化工序产生沉渣、烘干工序产生油烟等），如果不能及时清除，则将污染环境和造成被涂物的二次污染，直接影响涂装质量和作业环境。

目前，引进的高水平的涂装生产线和已注意到涂装洁净度重要性的设计人员（单位）设计的涂装生产线，都采取了必要的防尘、除尘措施（设立带风浴的洁净间、静电除尘、供风和用水的净化设备等），在工艺设计中按高级洁净、洁净和一般洁净分区布置，确保各工序都在专用设备中进行。

清洁卫生管理也得到加强，有的公司为确保涂装车间的整洁，将涂装生产线清洁工作委托专业的清洁公司来做。

在工业涂装工艺设计时，必须充分重视涂装洁净度，采取必要措施实现之，确保产生尘埃、挥发性有机化合物(VOC)的工序一定在专用设备中进行，以确保涂层质量和作业人员的身体健康。

涂装洁净度的具体控制基准为涂装用自来水的水质≤200μS;磷化后、电泳后的最后一道水洗和湿打磨后用的纯水水质≤10μS；按工艺要求应严格控制各道水洗用水的污染度。

按不同等级涂装要求的供风清洁度提供净化过的空调风；涂装车间的厂房换气≥3次/h夏季≥3次/h;冬季为节能供排风量1次/h，其余为循环风）。

5、改变生产方式，降低大型被涂件喷涂设备的投资和运行费用大型被涂件（如大客车车箱、客车车箱、载货车车箱、工程机械、专用车车箱、集装箱等）的喷涂生产方式（除其中集装箱产量大、生产节拍小，已采用流水作业生产方式外）习惯于采用固定式喷涂（喷涂时工件不移动），且配置大型化的喷漆室。

喷漆室又宽又高，长度为在被涂物长度基础上增加2-3m。

如12m长的大客车车箱选用喷漆室的尺寸L为15m，W为5-6m，H为8.0m；为27m左右长的客车车箱设计喷漆室，其长度应为30m。

这样大型喷漆室的造价约为5-6万元/m；每米长的喷漆室的供排风都需6000~9000m3/h，其耗能很大。

在这种固定式喷涂生产场合，靠喷漆工走动（或靠三维升降工作平台）进行喷涂，有的企业采用机械手自动喷涂机和门式自动喷涂机，仍是被涂物静置卜而自动喷涂机走动。

在这种大型喷漆室中只有2-4支喷涂枪工作，造成供、排风能源极大的浪费。

为降低运行成本，长春客车厂采用分段供、排风技术。

将30m长喷漆室分为5个区段，借助供风阀和变频风机按程序承担机械手喷涂机行走的喷涂区段的供、排风。

使喷漆室的供、排风量由20多万m3/h降到5-6万m3/h。

设备投资仍然很大。

采用工业涂装的流水作业生产方式，固定喷涂工位，工件在喷涂过程中按工艺所需的速度向前移动。

按每件被涂物的喷涂时间、生产节拍（链速）和喷涂定额时间（每支枪喷2-13m2/min)来确定工位数；再按应设的工位、数来选定喷漆室的长度。

在大型工件的两侧布置工位，如果是2-4个工位，则可选用6- 8m长度的喷漆室；如果是4-6个工位，则可选用8-10m长的喷漆室。

在喷漆室进出口配置漆前准备室和所需长度的晾干室（它们的作用是除防尘外，在喷漆室出人口形成风幕，防止喷涂漆雾串人车间；另外起缓冲作用）。

漆前准备室和晾＋室需按溶剂的挥发量达到一定的换气次数（≥30次/h）。

因结构简单其造价约1万元/m左右。

这种流水作业生产方式不仅能节省设备投资和运行成本，也能较大幅度地提高喷漆室和自动喷涂机的有效作业时间。

设备的有效作业时间（或称设备的有效使用率）系指设备运转时间＝有效作业时间＋空运转时间。

例如喷漆室启动运行后，有喷涂作业的时间为有效作业时间，无喷涂作业的场合为空运转时间。

在同一生产节拍中有效作业时间长，则设备的有效利用率就高。

又如在有一定经济规模的汽车车身涂装线上装备的自动静电喷涂站（ESTA），原用9个杯的往复式自动静电涂装机，现已被3-4台（3-4杯）机械手组成的自动静电喷涂站所取代，大幅度地提高了杯式静电喷枪的有效作业时间，从而节省投资和运行成本。

因此，在进行涂装工艺设计时，应在尽量提高设备的有效使用率的基础上计算选用设备（工位数、台数或长度）。

6、科学、合理地选用输送机系统是涂装工艺设计的关键输送被涂物的机械设备是工业涂装线的重要组．成部分，它贯通连接各涂装线，是涂装生产线的动脉。

它的类型、结构和被涂工件的装挂及输送方式等的选用，在涂装工艺设计中占十分重要位置。

它直接影响工艺设计水平及其经济技术指标；直接影响涂装线的机械化和自动化程度。

输送设备的每一次革新都推动着涂装技术的进步，以汽车车身前处理和阴极电泳涂装线为例，由普通悬挂式输送链→悬挂式推杆积放链→摆杆式输送链→旋转浸渍式输送机（以Rodip-3为代表）革新历程的每一步都使漆前处理、阴极电泳涂装工艺得到改进。

涂装质量提高、设备长度缩短、被处理面积的百分比增加，尤其是旋转浸渍输送技术投产应用，以全新的理念彻底解决了车身漆前处理和电泳涂装工艺中存在的问题。

使被处理面积达到100%，消除了气包，克服磷化和电泳过程中的“L”效应；使车身的外观水平面更平滑、减少打磨工作量；使漆前处理和电泳设备进一步缩短；使浸渍处理槽容积达到最小；沥水更干净，使车身的带液量由传统输送方式的8-12L/台降到0.3L/台，提高材料利用率，降低了用水量和污水处理量。

在工业涂装领域中采用的地面输送机械的品种、类型更多。

如普通的（水平或垂直）地面链、倒置式地面推杆积放链、滑撬输送机系统及其变型地面输送机械，需结合实际科学、合理地选用。

在车身涂装和塑料件涂装工艺中，应用滑撬输送技术在国内已得到认可。