色差測量在整車外飾色差管理中的應用

黃利

摘 要：隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，轎車市場的競爭也日趨激烈?？蛻舫P(guān)注轎車的使用性能外對產(chǎn)品外觀的質(zhì)量要求也越來越挑剔，如何保障整車漆面外觀的和諧一致對于從事相關(guān)領(lǐng)域工作的人而言將顯得尤為重要。該文介紹了顏色量化表征的演變歷程及顏色的測量理論體系。色差測量作為顏色指紋的關(guān)鍵介質(zhì)在不斷地向前發(fā)展，除應用CIELAB色空間理論中的Lab或LCH測量值來監(jiān)控色差外，還增加了油漆效應添加劑（鋁箔、珠光粉等）中的效應測量評價，從而更好的實現(xiàn)目視與測量評價的一致性，最終實現(xiàn)車身與外飾件的匹配。

關(guān)鍵詞：色差 CIELAB色空間 色相 效應 閃爍

中圖分類號：TQ639.2；U468 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0098-02

1 色差測量評價體系

顏色的目視主觀評價一般用明度（L）、飽和度（C）、色調(diào)（H）這三個特征來表達，而絕大多數(shù)汽車公司在進行整車色差監(jiān)控中都采用CIELAB色空間理論模型來量化表征車身與外飾件間的顏色目視差異，色空間球狀模型圖如圖1所示。在此空間中，可以看到不同顏色所對應的（L，a，b）坐標，不同的Lab值對應的不同的物體顏色狀態(tài)。其中，Lab值的幾個極限狀態(tài)分別反映了白-黑、紅-綠及黃-藍色。Lab值也可以通過數(shù)學公式的轉(zhuǎn)換表現(xiàn)為目視主觀評價特征LCH值。

CIELAB色差（E）一般要以一個標準絕對值為基準（L*，a*，b*）為中心，然后設定一定的正負偏差范圍，色差的計算公式如下所示：

L*=LP*—LB* （明度差異，正值則顏色偏淺，負值則顏色偏深）

a*=aP*—aB* （紅綠差異，正值則顏色偏紅，負值則顏色偏綠）

b*=bP*—bB* （黃藍差異，正值則顏色偏黃，負值則顏色偏藍）

E*=[L*2+a*2+b*]1/2 （顏色的綜合變化狀態(tài)）

C*=[a*2+b*2]1/2 （飽和度）

H*= arctan（b*/a*）（色調(diào)）

C*=CP*—CB* （飽和度的偏差，正值顏色偏鮮，負值顏色偏土）

H*=HP*—HB* （色調(diào)的偏差）

（其中，P表示被測物體為樣品；B表示被測物體為標準板）

基于上述的公式并結(jié)合實際的應用，當飽和度C≤10時，表示該顏色為非彩色漆（如：白、灰、黑等），此時用L/a/b數(shù)值作為量化監(jiān)控比較合適；當飽和度C≥10時，表示該顏色為彩色漆純度較高適合用L/C/H值來表示。

2 色差儀顏色及效應的測量原理

色差儀中光源為單方向（45°）照明，可從多個角度（-15°、15°、25°、45°、75°及110°）同時測量單色漆或閃光漆（金屬漆和珠光漆）的顏色，反射原理如圖2所示。對于單色漆（漆里不含金屬鋁粉），光入射到該種色漆之后各個角度的反射光強度差不多，各個角度目視沒有差別，色差測量結(jié)果僅用45°表示即可。金屬漆或珠光漆因各個角度的光反射情況不一樣，目視會存在差別，各角度的測量結(jié)果都需監(jiān)控。通過色差儀測量，一般我們便能得到該物體的“顏色指紋”，即：LP*/aP*/bP*/CP*/HP*顏色絕對數(shù)值。

汽車公司在色漆中大量應用一些效應添加劑，如鋁箔、珠光粉等來增強客戶對整車的外觀感受。因效應添加劑品種的不同、施工工藝的差異等常常導致車身與外購件目視感受差異很大，但顏色指紋Lab或LCH卻一致性較佳。為了解決這個問題，德國BYK公司的多角度色差儀加入了熒光檢測、閃爍及粗細等檢測項，最終解決困擾顏色管理人員無法通過對Lab或LCH測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化來有效解決車身與外購件目視色差的問題。

BYK色差儀中有一個照相機系統(tǒng)，該照相機的芯片對空間的分辨率與人類眼睛對空間的分辨率相對應。在不同的光照條件下攝取多張照片可模擬晴天和陰天光線的照射。對于晴天的模擬主要表征效應添加劑的閃爍特征，對閃爍印象的評估是在三個照射角度下進行的，分別是15°、45°及75°。而效應顏色的閃爍評價指標為S_G（閃爍等級），等級越高表示單位面積的閃爍強度越高，該參數(shù)是由S_i（閃爍強度）及S_a（閃爍區(qū)域）共同作用的。對于陰天光線的模擬主要表征的是漆面的粗細狀態(tài)，其評價指標為G（砂粒狀），G值越高表示漆面目視感受越粗糙。

3 色差測量中效應參數(shù)的應用

一般對于整車外飾目視色差的問題大都是通過對影響因素進行監(jiān)控調(diào)整來實現(xiàn)色差測量值（Lab或LCH）的一致性來解決問題。但在汽車車身及外飾件的色差匹配認可及批量監(jiān)控過程中經(jīng)常也會出現(xiàn)Lab或LCH值很接近，但目視差異還是很大的問題。目視差異實際上是顏色差異和效應差異共同作用的，因此還需要關(guān)注油漆中的效應參數(shù)指標，即產(chǎn)品的閃爍及粗細狀態(tài)。

通過實驗在不改變油漆色漆配方體系、噴涂工藝等情況下，僅通過添加不同的鋁粉類型來噴制各種色板來進行目視比對，目視差異較為顯著。

分析Lab及LCH的色差測量絕對值如表1所示。如由表1所示，樣板#1和#2的色差測量值基本一致。

樣板#1和#2的閃爍及粗細絕對測量數(shù)據(jù)如表2所示，閃爍及粗細的等級差異還是較為明顯的，鋁粉效應帶來的差異還是較為顯著的。

上述可知，若想要車身與外飾件的目視和諧一致，不僅僅需要關(guān)注顏色色差本身的數(shù)據(jù)，同時還需要關(guān)注效應添加劑在油漆配方中的類型、含量等。只有色差數(shù)據(jù)及閃爍、粗細指標都能夠達到較好的匹配性，目視外觀差異的問題才可能得到更有效地解決。特別是對于許多汽車涂裝生產(chǎn)線采用了水性漆及應用了水性漆工藝及裝備之后，鋁粉在水溶液中的分布與排列將與傳統(tǒng)的油性溶劑存在很大差別，車身與外協(xié)件的目視色差管理問題將變得更加復雜。

4 展望

如何才能保證整車漆面外觀顏色的和諧一致及批量生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定？這就要求從事漆面外觀的車身及外購件相關(guān)工作人員一定要結(jié)合實際生產(chǎn)，對每一種顏色的配方、施工工藝及噴涂設備、整個色差管理的流程上進行不斷地經(jīng)驗積累及總結(jié)，并不斷地探索目視色差與色差測量評價體系內(nèi)在所構(gòu)成的聯(lián)系，如此才能找出目視色差的一些新的突破點，從而更好地解決車身與外購件目視色差匹配難及批量監(jiān)控不穩(wěn)定的問題。

參考文獻

[1] 范京飛.乘用車外觀色差的控制[J].汽車工藝與材料，2006：33-36.

[2] 趙博輝，李中華，郭定邦.車身色差的測量和控制[J].汽車制造業(yè)，2010（8）：46-48.

[3] 余漢斌，陳正軍.轎車油漆的顆粒分析與控制[J].汽車工藝與材料，2001（12）.