十五万套塑料件涂装线的工艺探究

十五万套塑料件涂装线的工艺探究1、工艺简介1.1塑料件涂装的目的塑料件涂装是用化学和机械方法除去塑料件表面脱模剂、异物、污物等，去除表面界膜阻力，提高附着力，并在其表面涂覆涂料，经干燥成膜并附着于塑料件的表面，达到防护和装饰的作用。1.2塑料件的涂装工艺过程该生产线工艺过程可分为2段，即前处理工段和底漆、面漆工段。前处理工段采用化学处理方法，经低瘟脱脂水洗，表面活化后烘干，化学品材料采用上海汉高公司生产的塑料件清洗剂及表面活性剂，工件输送方式为普通悬链连续通过式。底漆、面漆部分采用手工空气喷涂方式，三喷两烘或三喷一烘皆可，其输送方式采用NKC反向积放式地面链。底漆、面漆材料采用PPG、杜帮公司提供的溶剂低温涂料。该线主要工艺流程如图1（三喷两烘）。白件检查（打磨擦净）上白件预脱脂（脱脂剂：汉高代号2595）脱脂N0。水洗循环纯水洗（含表面活性剂：汉高代号AID100）新鲜纯水洗吹水水分烘干强冷、擦净静电除尘喷底漆晾干烘干强冷底漆打磨擦净/静电除尘喷涂底色漆晾干点打磨/修补喷清漆晾干烘干强冷修饰交检合格去总装车间不合格点修补底漆打磨返工1.2.1前处理工段1.2.1.1脱脂脱脂主要目的就是除去塑料表面的油污、脱模剂等，主要依靠脱脂剂的浸润、分散及乳化作用达到除去油污的效果，去除界面阻力，提高附着力。一般采用环形压力喷洗。这道工序主要控制以下工艺参数。a、总酸/PH值塑料件脱脂和整车脱脂不同，车身脱脂一般为碱性脱脂，而塑料件遇到碱性溶液会发生化学反应，破坏工件表面结构，影响表面质量，因面塑料件脱脂槽液PH一般控制在6.0±1.0，总酸控制在4.8±1.0点。b、脱脂温度一般来说温度越高脱脂效果越好越彻底，但塑料件耐热性一般较差，温度过高会导致塑料件变形，考虑到此脱脂剂活性温度（50℃左右活性最佳），将脱脂工艺温度控制在55±5℃。c、脱脂时间和压力脱脂过程中，必须保证有足够的喷洗时间，清洗时间太短会造成脱脂不净，这条线的脱脂时间为0.8min，清洗方式采用压力喷淋，喷淋管路采用环形布置，保证工件各个面能得到彻底喷洗，喷嘴喷射方向和状况需定期调整，对喷射效果影响较大。喷洗压力一般控制在0.1~0.2Mpa之间，脱脂过程中当脱脂液喷射到工件表面进，在强力作用下脱脂液与工件有较好的接触，促使脱脂剂渗透和破坏油膜，并可冲洗掉工件表面已乳化的油污。d、槽液的更换周期由于塑料件脱脂是喷淋脱脂，槽体较小。在长期循环使用后乳化、皂化油污越聚越多，有利于菌类、藻类物质的污染，在正常生产一段时间后要及时排放槽液，一般脱脂槽液一周排放一次，若生产间隙时间矿长，建议开班前再重新配槽。1.2.1.2水洗及表面活化脱脂后一般要经过4道水洗，主要目的是洗净工件表面残留的脱脂液、表面的颗粒杂质的有害离子，并活化表面。一般前2道水洗为工业水灞洗，后2道为纯水洗，工艺时间0.5~1.0min，喷洗压力0.2~0.4Mpa。第3道循环纯水洗电导率一般控制在30μs/cm以下，槽液中需不断补加表面活性剂，新鲜纯水的电导率控制在10μs/cm以下。1.2.1.3吹水吹水工序是在前处理后，通过风嘴用压缩空气吹净工件表面和边角夹缝中的水珠，一般吹水时间为0.5min，压缩空气压力为0.5~0.6Mpa，压缩空气的压力和风嘴方向是本道貌岸然工序的控制要点，若调整不好将会影响后续的烘干效果。1.2.1.4水分烘干及强冷吹水后经过一段时间的沥水，工件进入水分烘干室烘干。考虑到塑料件的耐热性能，烘干温度一般控制在60~70℃之间，烘干时间15~20min。1.2.2底漆、面漆喷涂工段1.2.2.1底漆喷涂塑料件喷涂方式有手工喷涂和自动喷涂2种，奇瑞汽车有限公司塑料件涂装线采用手工空气喷涂，手工空气喷涂不仅对操作者的操作技能要求较高，而且施工环境参数（喷漆室工艺参数、油漆施工参数）必须要严格控制。喷漆室手工喷涂区风速一般设定在0.4~0.5m/s，工艺温度一般控制在18~35℃，该线冬季喷漆室温度一般不低于18℃，而夏季因其空调机组无制冷系统有时最高温度达到40℃左右，对空调系统进行改选增加了一套加湿系统后，夏季温度基本可控制在35℃以下，相对温度一般控制在60%~70%。喷漆室空气洁净度一般要求大于5μm料径的微料含量小于1×105个/L。采用单罐供漆系统，油漆施工压力一般控制在0.2~0.3Mpa，雾化空气压力一般控制在0.5~0.6Mpa，底漆采用2道喷涂，第1道闪干50s后喷漆第2道，膜厚控制在35~40μm。1.2.2.2底漆晾干底漆喷涂后，湿漆膜中含有大量的有机溶剂，若直接进入烘干室中烘烤，就会因溶剂挥发过快造成涂膜表面针孔、气泡等缺陷。在晾干过程中，伴随着溶剂的挥发，油漆得以充分流平、展开，晾干时间、风速对流平效果影响较大，易产生流平不良、桔皮等漆膜缺陷，晾干时间一般控制在5~7min，风速一般为0.2~0.3m/s。1.2.2.3底漆烘干塑料件使用的底漆涂料是双组分涂料，目前被使用的底漆涂料有快干型和普通型2种，快干型可自然指干，但普通型施工后其自身不能自然快速固化，因而需要采取加热化方法，目的是缩短涂料烘干时间和提高涂层性能，同时要考虑到塑料件自身耐热性能及易变形的特点，烘干温度不宜过高，一般控制在80℃左右，工艺时间一般为20~30min。1.2.2.4底漆打磨底漆表面或多或少存在油漆缺陷，为了给下道工序提供良好的油漆涂层表面，有必要对底漆件的表面进行打磨处理，打磨材料一般采用600~800号水砂纸，打磨一般缺陷时用800号砂纸，打磨较大缺陷时用600号砂纸。1.2.2.5面漆喷涂面漆采用湿碰湿工艺，先喷底色漆再喷清漆，底色漆采用单组分油漆，色漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同，金属色漆一般为12~18μm，素色漆一般为25~35μm。喷涂工艺参数和底漆相同，底色漆喷涂后一般晾干5~7min后进入清漆喷漆室，在喷涂清漆前可对色漆表面的颗粒或较小的缺陷用1200号抛光补喷色漆。处理完成后进行清漆喷涂，清漆喷涂时各工艺参数和底漆相同。1.2.2.6面漆晾干和烘干面漆晾干工艺要求同底漆晾干，烘干工艺参数为工艺温度一般控制在80±5℃，工艺时间一般控制在25~35min。1.2.2.7修饰交检部分面漆表面存在一些缺陷，需通过打磨（一般用1500与梅花砂纸）抛光消除缺陷。不合格件若缺陷较小，可通过点修补消除，若缺陷较大且难处理，必须送到底漆打磨上大线反修。1.2.3各工序主要参数表各工序主要参数见表1表1序号工序名称处理方式工艺时间/min工艺温度/℃材料备注1挂件人工—室温2预脱脂喷淋0.855±5专用清洗剂压力0.1～0.2MPa,PH值5～73脱脂喷淋255±5专用清洗剂压力0.1～0.2MPa,PH值5～74一次水洗喷淋0.8室温自来水压力0.2～0.4MPa5二次水洗喷淋0.8室温自来水压力0.2～0.4MPa6循环纯水洗喷淋0.8室温去离子水+表面活性剂压力0.1～0.3MPa，电导＜30μs/cm7新鲜纯水洗喷淋0.8室温去离子水+压力0.1～0.3MPa，电导＜30μs/cm8吹水吹压缩空气0.5室温压缩空气压缩空气压力≥0.6MPa9水分烘干热风循环1575±510转挂人工—11检查、打磨人工1.512擦净人工1.5粘性擦布13静电除尘人工1.5静电除尘器14喷底漆人工318—35双组分漆漆压0.15～0.30MPa，输气压0.5～0.6MPa,漆膜厚度30～40μm15晾干挥发718—3516烘干热风循环2517强冷风冷418底漆打磨人工1.5砂纸等19擦净/静电吹人工1.5粘性擦布20喷涂底色漆人工3单组分漆与底漆相同21晾干挥发722点打磨/修补人工1.5抛光片23喷清漆人工3双组分漆与底漆相同24晾干挥发1025烘干热风循环4526强冷风冷727修饰人工砂纸羊毛抛光膏28交检人工结束语这条十五万套塑料件涂装线建成投产6年来,从运行状况来看该生产线可靠性好、质量稳定,达到当初设计要求,虽然单层同一平面工艺布置可节约大量投资,但洁净度和施工环境需加大控制力度.参考文献：[1]王锡春,等.最新汽车涂装技术[M].北京：机械工业出版社,1997.[2]王锡春.汽车涂装工艺技术[M].北京：化学工业出版社,2005.作者简介：张国忠,男,1997年毕业于合肥工业大学,现任涂装车间主任.吕正芳,男,2000年毕业于安徽化工学校,现任涂装车间工艺员.前轮轮眉（左右对称2件）（左右对称2件）前轮轮眉后轮眉后部（左右对称2件）（左右对称2件）后保险杠装饰件后备门把手后门把手（2件）前门把手（2件）左、右踏板罩前保险杠（1件）PALADIN塑料件涂装设计得失张阳，程风宏（郑州宇通重工有限公司，河南郑州450051）摘要：PALADIN（帕拉丁）塑料件涂装线具有投资小、施工周期短、能耗低、涂装线室体小等优点。但同时也存在悬链轨道在流平室内有转弯、喷漆室长度不足、擦净室长度不足、挂具干涉、漆膜附着力差等问题。提出在设计此类涂装线时，必须避免在湿膜时轨道有转弯；每道漆之间有3~~4min闪干时间。加上喷漆时间20~~30s。以此来设计喷漆室的长度等。关键词：塑料件；涂装线1前言随着汽车工业的飞驰发展，汽车外观装饰性要求逐步提高。近年来汽车外观装饰件大量采用塑料制品，如今、后保险杠、轮眉、门把手、装饰条等，且大都采用和车身颜色一致的涂层，以保持和车身协调美观。因此，汽车塑料件的涂装在业界逐步得到广泛的重视。塑料件的涂装和车身金属涂装在工艺、涂装材料等方面有很大不同，主要是由于塑料件和金属材料在物理化学性能上有着巨大的差异。因此，塑料件涂装一般不和车身涂装混线生产。2涂装线设计2.1设计前提因郑州日产涂装线产能有限，其PALADIN塑料件喷涂由郑州轻型汽车制造厂代工。PALADIN塑料件共有16个件号，见图1。上件区热水槽磷化加换器热交沉淀槽磷化磷化水洗水洗吹风平台下件区烘干室流平室喷漆室擦净室工件运图1工件最大尺寸为1100mm×200mm×80mm，保险杠除外。涂装工艺如下：上件→清洁剂檫拭→吹离子风→喷塑料底漆→闪干→喷珠光漆基色漆（吹普通金属漆省去此步）→闪干→喷金属漆/珠光漆→闪干→喷清漆→闪干→烘干（800C×30min）→空冷→下件→检查修补→包装。因郑轻汽没有合适的场地新建涂装线，考虑到塑料件体积较小，且资金有限，故决定建一条小型水帘式喷涂线（总投资60余万）。体积较大的保险杠，和皮卡车车体涂装混线生产。2.2PALADIN塑料件涂装线线体位置在涂装车间内前处理线下部，见图2图2因受场地限制,流平室,烘干室主体在前处理线槽体与车间墙壁之间,宽度只有1.6m,长度分别为7m和18m,擦净室长3m,喷漆室采用水帘式,在前处理线吹水平台下,长9m,见图3.漆雾水流板烘干室采用的是桥式,见图4,工件从同一端口进出,另一端封闭,故阿烘干效果很好,升温速度快,仅仅需要10分钟就达到80℃.图4输送方式采用的是悬挂链输送方式,链条速度1.05m/min,生产节拍6.6min,产量达到1.5万台/年.班(251天/年,408min/班)挂具采用二次挂具,见图5,上面是接油盘,下面是钢丝网,直径6mm,工件通过多个钢丝网上的挂钩固定.钢丝网接油盘图53.实际运行效果该涂装线自2003年五月投产以来运行良好,基本上满足了产量,质量设计要求,当然也存在一些问题,这主要是缺乏塑料件涂装经验所导致,其主要优缺点如下.优点A投资小,仅仅60于万元,施工周期短,室内施工仅30天,施工对车间环境影响小,车间内中档皮卡车涂装质量几乎不受影响.B能耗低,为整个涂装线烘干电能消耗的十分之一.C涂装线室体小,不需要增加厂房,场地,仅用涂装车间内部的闲置空间.3.2存在问题A悬挂轨道在流平室内存在～转弯,其后一个转弯处给器膜质量造成很大的影响,件图6图6悬链轨道运行方向在转弯处,接油盘和悬链轨道不在同一直线上,不能发挥作用,故部分工件在水平面室落下较多的颗粒、碎屑。而在烘干室内的折弯基本不存在这个问题,因为此时漆膜已经过近20min烘烤,漆膜基本干燥,即使在灰尘落上去,也不会对漆膜造成大的损