雙色車身涂裝工藝先期研究

萬(wàn)松

雙色車身涂裝工藝先期研究

萬(wàn)松

（上汽通用汽車有限公司，上海 201208）

文章探討在項(xiàng)目前期，基于新車型項(xiàng)目需求和涂裝車間現(xiàn)有生產(chǎn)布局，規(guī)劃涂裝車間雙色車身噴涂工藝，闡述雙色噴涂過(guò)程中需要的遮蔽材料和工具，明確實(shí)施過(guò)程中對(duì)涂裝車間現(xiàn)有工藝的影響。另外在設(shè)計(jì)前期對(duì)新車型提出制造需求，避免后期制造過(guò)程種可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，同時(shí)降低雙色車身噴涂對(duì)現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)的影響。

雙色；遮蔽；分色線；涂裝工藝

前言

隨著顧客對(duì)汽車個(gè)性化要求越來(lái)越高，雙色組合車身由于更加動(dòng)感時(shí)尚，越來(lái)越受到市場(chǎng)和顧客的青睞。從近幾年各大車展上出現(xiàn)過(guò)的在售車型和概念車型看，主要有兩種設(shè)計(jì)類型。第一種是車頂色與車身色不同，這類車型車頂顏色主要是黑色，俗稱黑頂。第二種是上半車身顏色與下半車身顏色不同，這類車型顏色組合會(huì)較為豐富。

雙色車型固然對(duì)顧客具備很強(qiáng)的吸引力，對(duì)于主機(jī)廠來(lái)說(shuō)，在新車型啟動(dòng)過(guò)程存在諸多難題，需要在項(xiàng)目前期充分考慮，簡(jiǎn)化后期人工操作，提升產(chǎn)品質(zhì)量，滿足批量化生產(chǎn)要求。

1 明確雙色車需求

雙色車和單色車生產(chǎn)工藝中的不同主要體現(xiàn)在色漆噴涂的差異上，雙色車顏色取決于兩種不同的色漆組合，需要進(jìn)行兩遍面漆噴涂，其主要工藝是在面漆線噴涂一種面漆色后，將車身遮蔽后,再返回面漆線進(jìn)行第二種顏色的噴涂[1]，完成之后再拆除遮蔽膜，完成雙色工藝。

在項(xiàng)目初始階段，首先需要明確新車型色漆組合分色線位置、雙色顏色組合和產(chǎn)量規(guī)劃這三方面需求。

1.1 分色線位置

基于分色線位置，可以確定合適的分色方案和遮蔽方案，根據(jù)不同的遮蔽方案后續(xù)選擇合適的實(shí)施工藝。由于雙色區(qū)域需要噴涂?jī)杀槊嫫?，分色線一般存在階差，而且容易產(chǎn)生噴涂質(zhì)量問(wèn)題。因此從涂裝制造角度，分色線應(yīng)盡量處于鈑金分縫線位置或者能夠被總裝零件覆蓋，某車型前端分色線處于A柱和前翼子板拼接區(qū)域(如圖1)，后端分色線完全被側(cè)圍外板飾件覆蓋(如圖2)，能夠有效避免階差問(wèn)題，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。另外分色線應(yīng)避免設(shè)計(jì)在造型復(fù)雜的型面上，例如在后流水槽區(qū)域，分色線不應(yīng)該通過(guò)車身焊點(diǎn)或工藝孔。

圖1 前端分色線

圖2 后端分色線

1.2 雙色顏色組合

涂裝車間的油漆顏色管道數(shù)量一般是固定的，增加顏色管道的設(shè)備改造周期較長(zhǎng)，費(fèi)用較高，因此在選擇雙色顏色數(shù)量和組合時(shí)，需關(guān)注目標(biāo)工廠總顏色數(shù)量是否超出顏色管道能力。

另外，顏色組合是一種顏色覆蓋另外一種顏色，如果上層顏色對(duì)車體本色遮蓋力較差，可能會(huì)出現(xiàn)色差質(zhì)量問(wèn)題，引起顧客抱怨。某新顏色推薦色漆膜厚范圍是15-20um，做顏色遮蓋力測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，該顏色作為雙色顏色噴涂在某黑色和某灰色上，在標(biāo)準(zhǔn)膜厚范圍內(nèi)不存在色差問(wèn)題；但噴涂在某白色上時(shí)，出現(xiàn)色差問(wèn)題，膜厚增加至22um時(shí)，色差問(wèn)題才消除(下表1)。

表1 顏色遮蓋力測(cè)試結(jié)果

項(xiàng)目初始階段明確雙色顏色組合，可以提前啟動(dòng)遮蓋力和色差研究，對(duì)于確實(shí)無(wú)法解決色差問(wèn)題的顏色組合提前研究解決方案或提出更換，確保不影響項(xiàng)目進(jìn)度。

1.3 產(chǎn)量需求

雙色車產(chǎn)量需求決定涂裝車間設(shè)備改造方案。如果產(chǎn)量需求較少，可以利用現(xiàn)有噴涂主線的富余產(chǎn)能進(jìn)行雙色噴涂；如果產(chǎn)量需求較大，噴涂主線上的富余產(chǎn)能無(wú)法滿足產(chǎn)量要求，可能需要新建噴涂線。因此在項(xiàng)目前期需明確新車型雙色車產(chǎn)量需求。

2 雙色車實(shí)施工藝

2.1 工藝方案

考慮車身兩種顏色噴涂的順序和噴涂后遮蔽的區(qū)域，雙色車主要有兩種常見的噴涂工藝方案。

第一種工藝方案是先噴基本色，對(duì)基本色部位進(jìn)行遮蔽，副色部位露出，再進(jìn)噴房噴副色，如圖3某車型對(duì)基本色部位進(jìn)行遮蔽。由于基本色區(qū)域面積相對(duì)較大，因此該方案可能會(huì)增加遮蔽材料的使用量。

圖3 某車型遮蔽基本色部位

第二種工藝方案是先噴副色，對(duì)副色部位進(jìn)行遮蔽，基本色部位露出，再進(jìn)噴房噴基本色。由于副色區(qū)域面積相對(duì)較小，可以減少遮蔽材料的使用量。如果新車型存在后舉門鉸鏈設(shè)計(jì)，對(duì)副色部位進(jìn)行遮蔽時(shí)，無(wú)法對(duì)鉸鏈進(jìn)行有效遮蔽，且后舉門內(nèi)表面進(jìn)行第二遍噴涂時(shí)操作極為不便，因此這種工藝方案一般只適用于雙色車頂或三廂轎車雙色設(shè)計(jì)。

基于雙色車需求，綜合考慮油漆材料耗量、遮蔽膜材料使用量和操作難易程度，選擇合適的工藝方案。

2.2 噴涂遮蔽材料

無(wú)論選擇何種工藝方案，雙色車身噴涂過(guò)程中都需要對(duì)已經(jīng)噴完第一遍顏色的車身進(jìn)行遮蔽，所利用的材料類型基本相同，主要有遮蔽膜、膠帶、仿形模切片和定制工裝。

2.2.1遮蔽膜

由于雙色車身噴涂過(guò)程中需要遮蔽部分第一道已經(jīng)噴好的顏色，首先需要選用合適的大面積遮蔽膜。這種遮蔽膜是用膠帶與無(wú)膠的薄膜經(jīng)貼合加工制成的一定尺寸的產(chǎn)品，可以根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的遮蔽面積以及員工操作的復(fù)雜程度來(lái)定制尺寸，有助于節(jié)省員工遮蔽時(shí)間，提高雙色車身遮蔽效率。

2.2.2膠帶

除了遮蔽膜自帶的膠帶以外，雙色車身噴涂過(guò)程中還會(huì)用到兩種膠帶，一種是分色膠帶，為雙色提供精確的顏色分界線，這種膠帶一般為薄膜基材，如聚氯乙烯、聚乙烯等，其基材平整度高，可以保證鮮明的油漆分界線。此類膠帶要求耐受油漆烘房高溫和各種表面處理，在烘烤后揭除時(shí)無(wú)撕裂，無(wú)鋸齒、無(wú)殘膠，可以一次性揭除。另一種是普通膠帶，這種膠帶相對(duì)分色膠帶成本較低，不直接接觸車身油漆表面，主要用來(lái)固定大面積遮蔽膜，以防在車身噴涂過(guò)程中遮蔽膜被強(qiáng)風(fēng)吹起，損壞油漆表面，此類膠帶要求耐高溫，粘接牢固，遮蔽時(shí)方便手撕，拆遮蔽膜時(shí)撕除不易斷裂。

2.2.3仿形膜切片

對(duì)車身上一些位置特殊，造型復(fù)雜的油漆表面，設(shè)計(jì)一定形狀的遮蔽膜，在滿足遮蔽要求的同時(shí)，考慮員工快速定位操作。例如制作天窗大小的仿形膜切，可以快速遮蔽天窗位置，防止漆霧通過(guò)天窗揚(yáng)到車身表面。

2.2.4定制工裝

定制工裝根據(jù)不同車型量身定做的，基于使用功能主要分為兩種。一種是結(jié)合車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工裝，能夠快速準(zhǔn)確定位分色膠帶，確保每臺(tái)車分色膠帶所貼的位置一致，確保質(zhì)量滿足客戶需求。另一種是結(jié)合車身大小和工位布置設(shè)計(jì)的小型設(shè)備，能夠方便操作人員貼覆遮蔽膜，不僅可以縮短貼遮蔽材料的時(shí)間，還能減輕工人的操作負(fù)擔(dān)。

2.3 工藝布局

在主機(jī)廠油漆車間噴涂第二種顏色主要有兩種工藝布局，可以根據(jù)油漆車間現(xiàn)有生產(chǎn)布局，綜合考慮投資大小、產(chǎn)能損失等方面影響，選擇合適的工藝布局，不僅能夠提高車身質(zhì)量穩(wěn)定性，還能有效地降低生產(chǎn)成本[2]。

一種是離線噴涂，就是單獨(dú)新建一條生產(chǎn)線，包括遮蔽線、面漆線和拆遮蔽線。車身全部或者部分區(qū)域在涂裝主線上噴涂第一種顏色后，在新建生產(chǎn)線上進(jìn)行遮蔽，噴涂第二種顏色以及拆除遮蔽膜。

另一種是利用主線進(jìn)行噴涂，僅新建遮蔽工位和拆遮蔽工位，如圖4某傳統(tǒng)工藝油漆車間主線噴涂示意圖。車身全部或者部分區(qū)域在涂裝主線上噴涂第一種顏色后，在新建的遮蔽工位將第一種顏色區(qū)域用遮蔽膜全部覆蓋，再返回面漆主線，噴涂第二種顏色；由于利用主線噴涂會(huì)損失面漆主線產(chǎn)能，因此該工藝布局僅適用于較低雙色車身產(chǎn)量需求，即面漆主線富余產(chǎn)能能夠滿足雙色車身產(chǎn)量需求或者能夠接受降低涂裝車間產(chǎn)能。

圖4 某油漆車間主線噴涂示意圖

3 實(shí)施影響

新建面漆線類似新建涂裝噴房，本文不作過(guò)多闡述實(shí)施影響。由于大部分涂裝車間在前期規(guī)劃時(shí)并未考慮雙色噴涂需求，在雙色車身產(chǎn)量需求較低的條件下，利用主線噴涂是業(yè)內(nèi)主流的解決方案。在確定工藝布局后，需要規(guī)劃設(shè)備改造和人員配置，提前評(píng)估產(chǎn)能損失。

3.1 設(shè)備改造

利用主線噴涂雙色車身，其設(shè)備改造主要包含新建室體以及室體內(nèi)機(jī)運(yùn)改造。新建室體數(shù)量主要取決于雙色車身產(chǎn)能需求和布局空間，如果布局空間受限，可以考慮遮蔽操作和拆遮蔽操作在同一室體完成，減少新建室體數(shù)量。同時(shí)對(duì)機(jī)運(yùn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，控制車身進(jìn)出遮蔽室體，以及記錄車身是否進(jìn)行過(guò)第一次噴涂。考慮遮蔽操作需要的膠帶和遮蔽膜等遮蔽材料，需要在室體內(nèi)新增部分存儲(chǔ)料架。

雖然在前期分色線設(shè)計(jì)時(shí)需要盡量避免拆除四門和后蓋，從車身匹配效果看，油漆后蓋的間隙調(diào)整工作量很大,尤其不要拆除后蓋[3]。但如果最終仍需拆除四門和后蓋才能進(jìn)行遮蔽操作，在室體內(nèi)加裝拆裝門助力臂，以及購(gòu)買動(dòng)力工具。

3.2 人員

人員需求取決于雙色車身產(chǎn)能需求和離線室體內(nèi)操作時(shí)間。離線室體內(nèi)人員操作步驟主要包含拿取工裝、張貼精細(xì)膠帶、實(shí)施遮蔽膜、清理車身、第二遍噴涂完成后的拆除遮蔽膜等操作。主機(jī)廠根據(jù)涂裝車間實(shí)際工藝流程，可以將遮蔽材料在第二次進(jìn)入烘房前部分或全部拆除，節(jié)省離線室體操作時(shí)間?；诠の徊贾煤蛦诬囆枨蟛僮鲿r(shí)間可以計(jì)算出總?cè)藛T需求。

3.3 產(chǎn)能損失

由于雙色車身需要經(jīng)過(guò)兩次面漆主線，理論上生產(chǎn)一臺(tái)雙色車身將損失一臺(tái)普通車的產(chǎn)能。如果有條件進(jìn)行產(chǎn)能仿真，將雙色車身需求輸入仿真模型，可以得出更精確的產(chǎn)能損失。

4 結(jié)語(yǔ)

雙色車噴涂工藝規(guī)劃需要結(jié)合涂裝車間實(shí)際工況和具體車型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，另外還需綜合考慮在線生產(chǎn)條件，油漆材料體系，遮蔽零件的位置形狀，分色線設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本與等相關(guān)因素。在眾多復(fù)雜的雙色車身噴涂解決方案中，沒(méi)有最好的噴涂工藝，只有最合適的噴涂工藝。

隨著油漆材料和設(shè)備的發(fā)展，雙色車身涂裝工藝也會(huì)出現(xiàn)較大的變化。在越來(lái)越強(qiáng)調(diào)個(gè)性化的今天，顧客對(duì)雙色車型的需求可能會(huì)越來(lái)越高，各汽車公司和涂料體系供應(yīng)商也會(huì)想方設(shè)法滿足市場(chǎng)需求，改進(jìn)雙色車身生產(chǎn)工藝。

[1] 張輝.涂裝雙色車生產(chǎn)工藝[J].電鍍與涂飾,2010,29(10):68-70.

[2] 孟祥超.套色車在涂裝生產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用[J].表面涂飾,2012,30(4): 19-24.

[3] 劉長(zhǎng)春,呂正芳,劉延磊.涂裝雙色車開發(fā)[J].現(xiàn)代涂裝,2016,28(9): 56-68.

Advanced two tone paint process study

Wan Song

（SAIC General Motors Corporation Limited, Shanghai 201208）

The paper is for studying two-tone paint process based on new product’s requirement and current paint shop layout during earlier stage of project. Mask material and tools needed during two-tone painting process are described. The impact to current paint process is also studied. In addition, manufacturing requirement is proposed to avoid kinds of issues and reduce the impact to current paint process.

Two tone; Mask; Split line; Paint process

U466

A

1671-7988(2019)14-193-03

U466

A

1671-7988(2019)14-193-03

萬(wàn)松（1989.1-），男，油漆制造系統(tǒng)集成主任工程師，就職于上汽通用汽車有限公司。主要從事汽車油漆工藝、設(shè)備、材料及新車型同步工程相關(guān)的研究工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.062