底盘整体喷漆技术在商用车生产中的应用研究

底盘整体喷漆技术在商用车生产中的应用研究为了满足用户对商用车底盘防腐蚀性能高标准的要求，国内外商用车制造企业广泛采用各类防腐措施进行商用车底盘的防腐蚀，其工艺过程比较典型的为纵梁冲压(辊压)--车架铆接—电泳—总装配—整车交付用户，众所周知的原因，电泳技术在耐腐蚀方面有难以逾越的优势，但成膜树脂以环氧树脂为主体，其苯系化合物在波长200-400um的紫外光(尤其波长231um)照射下很容易发生电子跃迁，造成分子链的断裂，造成电泳漆膜耐老化性能差，长时间阳光照射易产生漆膜粉化、失光。即使随着技术的发展，出现了底面合一型电泳涂料，也仅仅是成膜物质环氧树脂中增加一部分耐紫外性能好的丙烯酸树脂，利用二者表面张力不同，在烘烤过程中，环氧树脂沉在下面，丙烯酸树脂浮于上面的特性，提升电泳漆膜耐老化性能，但整体上与用户需求差距较大。另一方面，在商用车的生产过程中，大量的配套件由不同的配套厂家提供，因配套厂家涂装保证能力不足造成商用车底盘防锈蚀能力下降现象时有发生，从而降低了商用车整车的防锈性能下降。下图为某商用车底盘锈蚀情况。为了满足商用车底盘整体防锈蚀性能的提高，从根本上解决商用车底盘及其配套件的锈蚀问题，进行底盘整体喷漆技术的推广应用成为一种行之有效的手段。1、底盘整体喷漆工艺方案底盘整体喷漆线工艺过程为遮蔽—打磨—擦拭—喷漆—卸遮蔽—烘干，喷漆室采用传统上送风下排风形式，为满足环保要求配备废气浓缩滚轮焚化系统达标排放，烘干系统配备废气焚烧系统，烟气达标排放。喷漆线配备集中输调漆系统以及双组份精密配比系统。工艺方案说明：喷漆前装配：完成线束、部分支架、前后桥、连接板等零部件安装，同时负责底盘电泳漆膜缺陷打磨、擦净、套色遮蔽等工作;喷漆方案：因新型聚脲涂料施工固含量60%以上，可达到一遍喷涂成膜，膜厚控制在35-40um，满足漆膜保护、装饰功能要求;喷涂过程采用集中输调漆供漆方式，并配备精密配比系统，实现主剂、固化剂精密配比、均匀分散;油漆粘度控制在20-30s(25℃，涂4杯)，采用双工位手工喷涂，4-6个人同时作业，喷涂过程中错开站位，避免对喷，在4.26min节拍内完成10-15㎡工件外表面喷涂;对于工件内表面，因阳光无法直射，不会造成“粉化、失色”，可选择不喷涂或者喷涂盖底即可;烘干方案：新型聚脲涂料可实现40℃，20min表干，按照4.26min的生产节拍，设置4个烘干工位，满足18min烘干工艺时间要求;漆膜干燥至指触无痕，不影响下道装配工序即可，因为聚脲漆膜在室温条件下2个小时漆膜硬度可达到铅笔硬度H级，4个小时硬度达到2H级，本工艺方案中烘干室主要作用在于加快漆膜表干速度，实现在线喷涂工艺方案。排空方案：这套工艺方案中，仅仅喷漆室内工件需要进行排空处理;2工位的工件可以输送至烘干炉内进行排空，无需单独设立排空工位;机械化方案：喷漆、烘干均采用辊床输送，既可实现“步进式”输送---快速移动工件，实现静止喷漆作业;也可实现“连续式”输送---以缓慢的速度移动进行喷漆作业;另外，喷漆辊床与总装装配输送线相对独立，通过转挂工位实现连接，避免装配过程中油污对涂装线的污染;工件运输采用滑橇形式，滑橇在底盘喷漆线内部循环使用;烘干后装配：继续完成发动机、变速箱、油箱等其他零部件装配工作;在进行底盘整体喷漆线的工艺布局时，为了保证商用车在装配过程中的连续性，一般视总装配车间的厂房布局可以采用并联式或串联式的方式进行。但在进行喷漆工位位置选择时，既要考虑到底盘整体喷漆技术能够最大限度的对底盘件的保护，又要避免过多的对不需要喷漆的工件进行遮蔽，一般的原则是重点防护工件需要在整体喷漆前装配，如前后桥，有遮蔽需求且不宜经过烘干工序的工件建议在整体喷漆后装配，如发动机。在此工艺方案中，底盘喷漆用涂料能否满足工艺要求成为整体喷漆方案能否顺利实施的关键。即要求涂料能够低温快干，以保证短时间内达到整车2、新型聚脲涂料应用技术聚脲涂料发明于20世纪70年代，由于其优良的低温快干性、耐化学性、耐老化性、高硬度等特点，广泛应用于屋顶维修、地坪涂料、停车场路面硬化等建筑行业以及罐涂料、货运船舶衬垫等其他行业;近年来，经过美国杜邦公司研究改良后，开发出适用于汽车涂装行业的低温快干新型聚脲涂料，保留聚脲涂料原有优异性能，同时满足汽车喷涂各项工艺要求。其发展历程如下：•1型就是传统意义的聚氨酯：反应速度慢(4-6h)•2型是第一、二代喷涂聚脲：反应速度过快(几秒至几十秒)•3型为第三代聚脲：反应速度可调，有些产物的反应速度适中，可控制到20-120分钟，这是涂料操作理想的反应速度。第三代聚脲，即天门冬氨酸酯涂料，是一种全新的聚脲涂料。这种涂料在国外开发不足十年，应用不足4-5年。为了验证聚脲涂料漆膜性能及与涂装设备的配套性能，摸索底盘喷涂施工工艺相关工艺验证工作，具体如下。3、试验内容3.1涂装设备技术参数设备型号：PromixTM2KE喷涂气压：560KPa出漆压力：0.2MPa枪嘴尺寸：0.015英寸工作液输出量：300cc/min3.2喷涂结果3.3某汽车涂装车间实验室试验结果3.3.1间歇时间对喷涂效果的影响3.3.2静态混合器中间歇时间对喷涂效果的影响静态混合器为固定小体积管道，内置螺旋装挡板以使得漆液在输送过程中混合更加均匀。理论上对油漆的成胶时间等参数不会有影响，与实验室测试情况会基本相同。3.3.3适用期(potlife)试验试验环境温度23℃，湿度50%将聚脲车架漆按成份一/成份二(体积比)=8/1配制400克，并充分搅拌均匀;混合漆液粘度随时间的增加呈现增长趋势，在2小时中粘度增长一倍。在实际使用过程中应在2h时间内用完，超过2h以上的较长放置时间，应进行粘度的重新调整才能使用。3.3.4熟化试验将聚脲车架漆按成份一/成份二(体积比)=8/1配制400克，并充分搅拌均匀.混合漆液在放置不同的时间后，喷板观察其表干、光泽变化情况。放置2h以后，漆膜表干时间有所减慢。光泽伴随时间的增加总体呈现降低的趋势。所以在实际使用过程中，应在2h内用完，以保证产品的性能稳定。3.3.5干燥性随时间变化漆膜硬度随时间增加而增加，在24h后达到H硬度，符合一汽标准。通过试验证明双组份聚脲车架漆适应GRACO的PromixTM2KE双组份漆喷涂设备，按照青岛汽车厂工艺要求喷涂的样板，外观平整光滑，漆膜干率好、硬度高、具有较高的保护性和装饰性，完全满足设计要求。4、结语从底盘整体喷漆的现状来看，目前国内商用车上应用还较少，主要受制于二个方面制约了技术的发展，首先是传统的涂料难以满足低温快干的工艺布局需要，工艺布局上烘干占用的生产面积比较大，占用工艺时间比较长，且高温固化涂料需要在工艺布局上留有足够的时间进行底盘冷却以满足总装后续装配需要。其次是生产成本方面的考虑，含厂房设备折旧、能源消耗、原辅料消耗、人工成本等在内，底盘整体喷涂传统双组份单台费用800元左右;对商用车体系来讲成本压力较大。而新型聚脲涂料采用不但从根本上解决了传统涂料高温固化的弊端，而且新工艺则会大幅降低单台费用，并全面提升底盘漆膜耐候质量、外观质量。