040保險杠采用水性涂裝工藝勢在必行

#保險杠采用水性涂裝工藝勢在必行張禾（中國汽車技術(shù)研究中心300162）摘要：保險杠采用水性涂裝工藝勢在必行，本文就某涂裝生產(chǎn)線，設(shè)備年時基數(shù)為3820h，設(shè)備負荷率為90%，返修率為10%，年生產(chǎn)能力為25萬套保險杠，其生產(chǎn)節(jié)拍可達0.75min,采用水性噴漆（罩光漆為溶劑型）的工藝及設(shè)備進行簡述，并對保險杠涂裝生產(chǎn)線日系（豐田）與歐美的差別進行說明。1保險杠采用水性涂裝工藝勢在必行隨著環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展問題的不斷升溫，全球生態(tài)環(huán)境保護課題再一次成為焦點。中國經(jīng)濟高速發(fā)展，能源浪費和環(huán)境污染問題日益凸顯，黨中央、國務(wù)院高度重視主要污染物減排工作，將其作為加強環(huán)境保護、實現(xiàn)科學發(fā)展的重要措施?！笆晃濉币?guī)劃提出了具有法律效力的單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20％，主要污染物減排10％的約束性指標，中國計劃在2007年投入20億元左右資金專項用于污染物減排建設(shè)。我國自2003年1月1日起施行《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》。國家環(huán)境保護總局發(fā)布了《清潔生產(chǎn)標準汽車制造業(yè)（涂裝）》，于2006年12月1日實施。目前我國已經(jīng)超過日本成為全球第二大汽車消費市場，并超過德國，成為世界第三大汽車生產(chǎn)國。2007年，我國國產(chǎn)乘用車內(nèi)需約為575萬輛，出口約為17萬輛，國產(chǎn)乘用車總銷量將達到592萬輛左右，同比增長14%或略高。2007年我國國產(chǎn)商用車內(nèi)需為208萬輛左右，出口為30萬輛左右，國產(chǎn)商用車總銷量將達到238萬輛左右，同比增長17%或略高。如此多的汽車產(chǎn)量，同時還要出口產(chǎn)品，為避免綠色壁壘，我國必然會加快清潔生產(chǎn)的實施，用于企業(yè)的清潔生產(chǎn)審核和清潔生產(chǎn)潛力與機會的判斷，以及清潔生產(chǎn)績效評定和清潔生產(chǎn)績效公告制度。轎車典型綠色涂裝工藝及材料為：陰極電泳+水性中涂（或粉末涂料）+水性底色漆+高固體分罩光清漆（HS）或粉末罩光清漆，這是當今普遍認為符合環(huán)保要求，低VOC排放的汽車車身涂裝工藝。目前，國內(nèi)已有天津一汽豐田二工廠、上海通用金橋二期南廠（巴斯夫上海涂料有限公司供漆）、上海通用東岳汽車有限公司、廣州本田增城工廠涂裝線部分涂漆采用了水性漆；正在建設(shè)中的北京奔馳汽車公司車身涂裝線和北京現(xiàn)代新工廠擬采用水性中涂和水性底色漆，其他在近幾年新建和籌建的車身涂裝線上都留有采用水性中涂和水性底色漆的余地。因此，與其緊密相關(guān)的、外觀要求與轎車車身一致的保險杠也開始趨向采用水性漆。國內(nèi)已有汽車廠開始對保險杠采用水性漆設(shè)計的建設(shè)工程。2保險杠采用水性涂裝工藝本文就某涂裝生產(chǎn)線，設(shè)備年時基數(shù)為3820h,設(shè)備負荷率為90%，返修率為10%，年生產(chǎn)能力為25萬套保險杠，其生產(chǎn)節(jié)拍可達0.75min，采用水性噴漆（罩光漆為溶劑型）的工藝及設(shè)備進行簡述，并對保險杠涂裝生產(chǎn)線日系（豐田）與歐美的差別進行說明。2.1前處理日系由于注塑材料和注塑工藝所決定，前處理僅用手工擦拭（異丙醇擦拭）即可。由于保險杠是不良導(dǎo)體，易產(chǎn)生靜電而吸附灰塵，采用潔凈潔凈壓縮空氣通過高壓噴嘴利用電暈放電，使離子化的空氣吹到塑料表面，中和灰塵電荷。根據(jù)產(chǎn)量采用手工靜電除塵或自動靜電除塵。歐美系采用強力沖洗，以除去塑料表面的脫模劑、油污及灰塵。一般由微酸性預(yù)脫脂、微酸性脫脂一水洗一水洗一去離子水洗一新鮮去離子水洗一吹水一烘干一強冷組成。并因塑料分子極性小，結(jié)晶度大，表面張力低，浸潤性差，表面光滑、對涂料附著力差，因此按需使用機器人等離子火焰處理表面，如以1000?2000°C的高溫丙烷氣或天然氣火焰快速接觸工件表面，可以使塑料表面層分子局部氧化，以增加塑料的表面能，提高表面的浸潤性和增強附著力，另外還可消除塑料表面的毛刺，提高噴涂合格率，然后進行靜電除塵。2.2保險杠采用水性噴漆（罩光漆為溶劑型）工藝及設(shè)備因保險杠是塑料材質(zhì)，不需要防銹底漆，為與車身一致，所以涂漆僅從中涂開始。（1）對于中涂、底色漆為水性漆、清漆為溶劑型漆時，涂漆采用3C1B工藝為：中涂：噴2道（30ym），預(yù)熱5?7min。面漆底色漆：單組分純色漆：噴2道（30gm）；雙組分金屬閃光底色漆，噴2道（15?20gm）o雙組分罩光清漆：噴2道（30?40卩m）。烘干（工件保溫120C/30min），強冷。（2）保險杠水性噴漆工藝為：清掃、準備一噴中涂一中涂后預(yù)熱/冷卻一噴面漆底色漆一面漆底色漆后預(yù)熱/冷卻一噴清漆一確認一流平一烘干一冷卻一檢查一精飾（合格品入庫，不合格品小修或打磨后返回生產(chǎn)線大修）。（3）平面布置。日（豐田）系、歐美系噴漆作業(yè)均在2.5m以上的平臺上（如4m）,設(shè)計成高潔凈區(qū)，由潔凈室進入噴漆室，噴漆室必須送空調(diào)風。底層為加工、上下件、存放、跑空（下班以后不允許噴漆室、烘干室存放工件）、布置噴漆室下部結(jié)構(gòu)和各種輔助設(shè)施。為便于工人在底層工作高度合適，即放在輸送機臺架上的保險杠頂部處于1.2m的高度，所以要把機械化輸送部分置于地下。烘干室位置高于噴漆作業(yè)區(qū)，由于歐美系多采用輕型滑橇輸送系統(tǒng)，通過垂直升降，可使烘干室所在位置通常比噴漆作業(yè)位置更高，使噴漆環(huán)境溫度可低一些。日（豐田）系采用反積放式地面鏈，通過爬坡段進入橋式烘干室，也達到上述目的。在機器人噴中涂、面漆、和清漆后常設(shè)有手工檢查和修補工位（本例只在清漆后有檢查和修補）；最終檢查和返修不設(shè)在生產(chǎn)線上，必須有充分的檢查和返修工作地，有良好的照明，要考慮需用較大修補的工件要上線返修。工件自上線后一直在封閉室體內(nèi)運行。（4）噴漆室組成如下：清掃、準備室f中涂室f中涂后預(yù)熱室f面漆底色漆室f面漆底色漆后預(yù)熱室f清漆室一確認室一瀝干室。要求噴漆室進氣溫度設(shè)定為：夏季（27.5±1）°C,相對濕度（75±5）%；冬季（19±1）°C,相對濕度（70±5）%；過度季節(jié)（24±1）C，相對濕度（75±5）%。冬季和夏季控制不同的溫度，以節(jié)省能源。準備室風速為10次/h（干式，底部設(shè)有水盤）。一般中涂室、面漆底色漆室、清漆室當采用手工噴涂時，風速按＞0.4m/s（濕式，文丘里式洗滌器）；采用自動噴涂時X）.25m/so確認室、瀝干室（干式，底部設(shè)有水盤）30次/h。風速調(diào)整靠變頻器及手動擋板。預(yù)熱室包括升溫區(qū)、過度區(qū)和冷卻區(qū)。本例中涂后預(yù)熱室，總長10.8m,升溫區(qū)有3.5個臺車位置、過度區(qū)長2.8m，冷卻區(qū)有1.5個臺車位置。預(yù)熱區(qū)用65C熱風，風速29m/s，吹120s以上f冷卻區(qū)，用23C冷風，風速210m/s,吹45s。面漆底色漆后預(yù)熱室，總長12.4m,升溫區(qū)有3.5個臺車位置、過度區(qū)長2.75m，冷卻區(qū)有2.5個臺架位置。預(yù)熱區(qū)用85C熱風，風速15m/s,吹135s以上f冷卻區(qū)用23C冷風，吹90s。。通過小型空調(diào)機循環(huán)供風，要求30Am的灰塵三6個/100L。預(yù)熱室仿形內(nèi)板及外部循環(huán)風管為鍍鋁材質(zhì)，內(nèi)部風道為不銹鋼材質(zhì)，吹嘴為①50mmo噴漆室為文丘里式，照度21200LX，室體兩側(cè)設(shè)有防爆門，室內(nèi)噪聲V80dB，噴漆室下部水循環(huán)系統(tǒng)部位設(shè)有照明，排氣漆霧凈化效率為3mg/m3；水分夾帶20mg/m3。在噴漆與預(yù)熱室之間要有一個確認區(qū)，使風速三0.2m/s，送風開口布置在頂部和兩側(cè)，風嘴交度可調(diào)，防止漆霧流入預(yù)熱室并設(shè)置與輸送機連鎖的門。噴漆全部采用壁掛式機器人，噴中涂采用4臺機器人（室體長5.4m、寬5.5m、高4m）用噴槍噴涂，可多色噴涂，有清洗溶劑回收系統(tǒng)；此外，設(shè)有漏電檢知系統(tǒng)，采用機器人1臺，采用接觸式檢；底色漆采用6臺機器人（室體長8.9m、寬5.5m、高4m）為彈夾式旋杯（040mm），有多種顏色彈夾和彈夾運送控制系統(tǒng)；清漆噴涂采用4臺機器人（室體長5.4m、寬5.5m、高4m），旋杯（077mm），有溶劑回收系統(tǒng)。采用機器人為兩面對稱布置，機械臂帶電新技術(shù)。彈匣式旋杯系統(tǒng)，即把彈匣（涂料罐和傳統(tǒng)的輸漆管一體化）置于噴房一側(cè)（把輸漆系統(tǒng)與機器人徹底分開），可排列多種顏色的彈匣，并配置彈夾的填充涂料裝置，對彈夾輸送必須最少的涂料，通過搬運裝置使彈夾與旋杯快速組合壓送涂料，因換色時只需換彈夾，不用清洗彈夾，與其他系統(tǒng)相比清洗溶劑損耗可減少93%，同時水性涂料可以直接帶電進行涂裝，由此減少VOC的排出，消減涂料成本。噴漆室為鍍鋅板加防火涂料，有大面積觀察窗，其照明達到1200LX。下部罐體及水膜板為不銹鋼材料。在清掃、準備室設(shè)有靜電除塵裝置，手動除塵槍可在掛槍軌道上容易滑動行走，在確認室手動補漆槍可在掛槍軌道上容易滑動行走。在噴漆室外單側(cè)設(shè)有清潔室。（5）涂料供應(yīng)系統(tǒng)。水性漆配管采用304不銹鋼管，進行絕緣處理。其他與溶劑型系統(tǒng)一樣，不再論述。由于采用調(diào)漆間和噴漆室溫控，所以僅對調(diào)漆間內(nèi)和噴漆室內(nèi)以外的油漆管線進行保溫。（6）烘干室。烘干室保證升溫10min，保溫20min。內(nèi)板為鍍鋁鋼板。采用天然氣為熱源，通過燃燒室間接加熱循環(huán)空氣，廢氣采用RTO發(fā)處理。RTO是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。它的基本原理是在高溫下（760°C）使有機廢氣氧化生成CO2和H2O,從而去除有機溶劑及高分子降解物。典型的兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)由一個燃燒室、兩個陶瓷填料床和四個切換閥組成。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收，熱回收率大于90%；凈化率在95%以上。在午休時，噴漆間的工件全部移出，實施清掃，為避免工件過度烘干，將烘干室溫度由120°C降到80°C,而且當機器人或輸送鏈發(fā)生故障而停線,托盤在烘干室內(nèi)停留30min以上時，烘干室溫度由120°C降到80Co（7）機械化輸送裝置。工件輸送應(yīng)全部自動化。噴漆作業(yè)應(yīng)在地面輸送系統(tǒng)上工作。日系常用反積放式地面鏈,采用橋式烘干室,因烘干時間較長,通常做成雙行程橋式烘干室。在烘干后設(shè)有跑空線。通過設(shè)計不同工序采用不同反積放式地面鏈來調(diào)整臺架的間距,如在噴漆室采用高速步進式，運行速度平均可達52.5m/min,工件間距3.5m，搬運時間僅為4s,按生產(chǎn)節(jié)拍運行；在烘干室也采用節(jié)拍式運行，工件密集排列，工件間距為1.6m，輸送機速度為18m/min；對卸載、檢查等工序工件間距為3m。工件在不同高度采用升降機自動轉(zhuǎn)移。采用反積放式地面鏈適合于橋式烘干室，也可有效減少進出口的熱量損失。保險杠均放在托架上，每套產(chǎn)品（前后保險杠）共用一個臺車，臺車能夠水平旋轉(zhuǎn)180°，對臺架加工精度、運行停止位置精度要求很高，使保險杠在臺架上的位置精度也高，所以噴漆采用反