吴文锋， 曾德锦， 金 忠
（江西五十铃汽车有限公司，南昌 330100）
摘要：主要从磨砂灰亚光涂料的开发、喷涂作业、生产过程中的工艺质量控制以及售后修补工艺等方面详细介绍了亚光涂料在涂装生产线的工艺开发及应用。
关键词：主机厂；水性3C1B涂装生产线；亚光涂料；工艺开发及应用
0 引言
随着消费者对汽车外观要求的日益提升，传统的亮光漆面外观已不能满足消费者日益增长的需求，越来越多的客户追求汽车漆面的个性化。其中亚光漆面作为个性定制的一种漆面，受到更多消费者特别是年轻消费者的青睐。
但目前，市场上亚光漆面整车均是单件生产，主要面向一些高端及追求个性化的用户，以改装喷涂方式进行，车身外观差、生产效率低且生产成本很高。通过本项目，首次在国内实现了亚光涂料喷涂批量生产，极大改善了车身外观质量，提高了生产效率，降低了生产成本。本文主要介绍亚光涂料在水性3C1B涂装生产线的工艺开发及应用过程。
1 开发背景
经市场调研表明，SUV（mu-X）车型用户以泛户外为主，皮卡（D-MAX）也已突破传统工具车范畴，开始进入越野、自驾等家用车领域。为了探索整车厂涂装个性化需求，根据用户需求的转变，针对此类用户推出更加运动的“特装版”。经过多轮评审选定了亚光磨砂灰作为特装版车身颜色。
2 国内首创主机厂量产亚光漆
2.1 亚光涂料开发难度
亚光磨砂灰颜色的实现是通过磨砂灰金属色漆+亚光清漆的方式来实现，亚光清漆的消光原理是在普通清漆的体系中加入消光粉，破环涂膜的光滑性，增加涂膜表面粗糙度，降低对入射光线的反射来实现。随着消光粉的添加量增大，涂膜的光泽度下降；作为汽车涂料而言，常年遭受日晒、风吹、雨淋以及风沙、盐雾等复杂环境，需具备优良的耐腐蚀性、耐候性和存贮稳定性。因此涂料开发在满足亚光效果的同时还需要兼顾涂膜性能，需在光泽度和涂膜性能之间做出平衡。不同光泽的亚光清漆配套同样的色漆，最终的颜色效果也存在一定的差异。本项目主要从以下几个相关方面进行验证，解决磨砂灰的批量生产问题，在国内汽车主机厂属首创。
2.2 色板与最终颜色对比
根据最初选定的标板和试验过程中遇到的问题，决定将亚光磨砂灰外观颜色色差确定为表1中的色差数据。
2.3 配套情况
本工艺使用的涂料配套方案见表2。
2.4 实验室施工参数
本试验采用ABB公司 IRB 5500自动喷涂机器人喷涂，机器人喷涂工艺参数见表3。
2.5 亚光清漆性能确认
1）光泽对杯突的影响
清漆亚光状态是通过在JW-400清漆中加入消光粉来实现，通过试验发现，在清漆中添加消光粉对杯突值有影响，消光粉的加入会导致涂膜杯突性能下降，见表4。
2）清漆光泽度对色差的影响
通过试验发现，同一色漆配套不同光泽的清漆，会导致涂膜色差发生变化，见表5。
根据表5可知，在配套同一颜色的前提下，随着复合涂膜光泽度降低，L值会升高，b值会下降。
3）消光粉对涂膜性能的影响
消光粉含量对涂膜性能的影响见表6，按照标板光泽水平开发的颜色漆膜性能测试多项不合格，通过试验验证，清漆中消光粉添加量为4.5%时，60°光泽为28% ~ 30%，能保证涂膜各项性能合格，最终选定消光粉添加量为4.5%。
2.6 色漆调色记录
为配套亚光清漆，根据目标色板开发配套的水性色漆颜色；在开发过程中采用增加涂料中铝粉含量提高漆膜L值，增加涂料内黑色浆含量提高涂膜a值和降低b值的方法，结果见表7。根据1#、2#、3#色板与原目标色板的目视对比，最终选取编号3#作为最终的量产颜色。
3 工艺过程控制
3.1 存在的问题
亚光漆在工艺开发过程中主要存在以下问题：
1）涂料的亚光度与性能的兼容性问题，具体体现在施工性（施工黏度、循环稳定性）和涂膜性能（杯突、耐碱性、耐湿热）两个方面；
2）亚光涂料喷涂批量生产无经验可借鉴，现场通过小批量试制寻找问题点；
3）烘烤后涂膜表面颗粒不能进行抛光处理，需制定专门的线上修补工艺；
4）喷涂工艺参数的匹配问题；
5）售后修补工艺更加复杂。
3.2 机器人喷涂工艺参数的匹配
由于机器人喷涂的亚光清漆中含有消光粉，较传统亮光清漆黏度更高，调试过程中遇到了雾化不良的情况。
在亚光清漆的调试过程中，机器人起枪时雾化不良或不出漆，与亮光清漆对比喷涂工艺参数，对电压、喷涂转速、流量进行了调整验证，均无明显改善。
后经排查，亚光清漆在不喷涂的情况下，清漆在管路内不断循环会导致黏度上升（约10 s），导致雾化不良。
经过多次讨论及现场验证，解决措施如下：1）亚光清漆投罐前进行高速分散处理；2）每次喷涂前1.5 h对亚光清漆黏度进行调整确认；3）若亚光清漆超过5 d不喷涂，对小系统进行清洗。
3.3 颗粒控制
传统颜色（亮光）喷涂工艺过程：中涂→色漆→清漆→烘干→检验→研磨抛光→总装。
针对亚光清漆在精修和小修不可研磨抛光，只能进行整车返工的问题，从人、机、料、法、环5个方面制定了严格的颗粒控制相关措施。
3.3.1 人
1）成立专门的颗粒控制小组；2）对喷漆及维修操作工进行技能培训。
3.3.2 机
1）中涂前增加离子风刀；2）开发小系统过滤装置，优化过滤袋检查更换频次；3）喷涂小系统若5 d以上不使用，则对小系统进行清洗；4）在调漆间进料搅拌桶新增1台高速分散机。
3.3.3 料
亚光清漆根据生产情况分批到货，其余亚光清漆贮存在低温仓库。
3.3.4 法
1）打磨工序增加一个吹灰的工位；2）擦净工序由检查工位的人员增加边角的擦拭；3）控制进线时间，上午：若8:00/8:30开线，进擦净时间为9:20，若9:00开线，进线时间为9:30。下午：进线时间区间为13:00—16:00；4）生产组织上，亚光漆车身不能隔夜存放于分色区；5）上线前对各工装确认，若出现工装变形或漆渣多等问题，更换工装；6）由工序长对打磨后、擦净后车身质量进行确认后，进入面漆线。
3.3.5 环
在磨砂灰车身进入喷漆室前，测试喷涂及流平区域的空气颗粒数，如超标立即插入1 ~ 2台黄油车。通过以上颗粒控制措施，整车颗粒由平均8.6个下降至1.5个，见图1。
3.4 修补工艺
磨砂灰亚光涂膜在修补过程中，需要在清漆里加入亚光剂，亚光剂的配比、喷涂技能均对漆面亚光程度影响很大。
为满足修补区域与正常区域的目视色差一致性，需要摸索出清漆主剂与亚光剂的最佳配比为了确定亚光剂、清漆、稀释剂、固化剂最佳配比，制定以下验证方案，试验设计因素与水平见表8，试验安排见表9。
试验结果见表10。
根据试验结果，最佳配比为：清漆1.0 L，亚光剂0.8 L，固化剂0.4 L，稀料1.0 L。
喷涂要点：1）亚光剂每次使用需搅拌均匀后添加；2）清漆、固化剂、稀料与常规涂料修补使用的一致；
3）磨砂灰涂料修补和常规涂料修补差异是往清漆内加了“亚光剂”；4）喷涂大面积采用扇面较大的喷枪；5）修补之前可试喷小件看效果。
喷涂步骤：1）将不喷涂部位遮蔽到位，“五门一盖”必须整体喷涂，不能局部喷涂（否则存在接口及色差）；2）均匀喷涂两遍，第一遍喷涂后闪干2 min后再喷第二遍；3）烘烤，60 ℃/30 min，烘烤距离60 ~ 80 cm（喷涂偏厚或烘烤剧烈易起泡）；4）冷却。
切勿打磨抛光，即使存在颗粒也只能用尖锐物将其剔除后点漆处理。
4 结语
通过涂料开发、工艺过程、修补方法3个环节进行技术攻关，实现亚光漆整车车身的批量生产，属于自主创新，处于国内领先水平。目前该涂装工艺已应用到D-MAX、mu-X等多款商用车型，外观（长短波）及性能（附着力、杯突、耐冲击等）数据满足质量标准，可推广使用。通过应用亚光涂装工艺技术，丰富了汽车漆面颜色种类，有助于提升品牌形象。已有吉利汽车、长安汽车、集团公司兄弟单位等多家企业来我公司交流。随着汽车涂装的发展，个性化定制需求的增长，相信亚光涂装会得到更多的应用。
（详情见《现代涂料与涂装》2020-12期）
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