鋁蒙皮半自動(dòng)涂膠工藝研究

郭晨皓 劉民東 王景 高晶晶 王晨 張雙飛

摘要：為提高產(chǎn)品表面防水膠涂膠效率及涂膠質(zhì)量，文章經(jīng)過(guò)調(diào)研，對(duì)比現(xiàn)有涂3種膠方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合單位生產(chǎn)實(shí)際，最終確定對(duì)傳統(tǒng)手工涂膠方式進(jìn)行改進(jìn)，采用半自動(dòng)涂膠方式。通過(guò)參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)，并對(duì)試件進(jìn)行淋雨試驗(yàn)，驗(yàn)證了該產(chǎn)品半自動(dòng)涂膠工藝方案的可行性，確定了合理的工藝參數(shù)。最終證明了半自動(dòng)涂膠可提升膠層表面質(zhì)量，提升涂膠效率、節(jié)約膠料，可以替代現(xiàn)有涂膠方式。

關(guān)鍵詞：半自動(dòng)涂膠;防水膠

中圖分類號(hào)：TQ330.4⁺5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2021）01-0009-03

0前言

目前眾多產(chǎn)品最外側(cè)采用鋁蒙皮的形式進(jìn)行包裹，鋁蒙皮間采用抽芯鉚釘進(jìn)行固定，為避免滲水，蒙皮對(duì)接位置需要涂防水膠進(jìn)行防水處理。公司現(xiàn)有涂膠方式為人工手工蘸膠、刷膠，以某產(chǎn)品為例，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸大，需涂膠長(zhǎng)度約300m，要求涂膠3次，單臺(tái)產(chǎn)品3名工人單次涂膠時(shí)長(zhǎng)約3h，工作量大、工作效率低、人工成本高。本文針對(duì)一種半自動(dòng)涂膠裝置開(kāi)展工藝研究，確定半自動(dòng)涂膠工藝方案可行性，確定最優(yōu)的工藝參數(shù)，從膠層外觀、質(zhì)量、效率、成本等方面對(duì)比確定自動(dòng)涂膠方案的優(yōu)勢(shì)。

1現(xiàn)狀調(diào)研

目前，按各行業(yè)涂膠設(shè)備及方式劃分可分為3類：手工涂膠、半自動(dòng)涂膠、自動(dòng)涂膠。3種涂膠方式各具優(yōu)缺點(diǎn)。手工涂膠對(duì)設(shè)備及場(chǎng)地的要求較低，靈活度高，同時(shí)具有設(shè)備投資小、維護(hù)費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是人工成本高。半自動(dòng)涂膠目前多采用電動(dòng)膠槍噴膠的方式進(jìn)行，效率較手工涂膠高，同樣具備設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、靈活度高的特點(diǎn)，但對(duì)操作工要求較高。自動(dòng)涂膠采用機(jī)器人噴涂的方式進(jìn)行，自動(dòng)化程度高，設(shè)備投資大，人工成本低，但要求產(chǎn)品相對(duì)固定。

國(guó)外工業(yè)機(jī)器人起步較早，自動(dòng)涂膠技術(shù)較為先進(jìn)，美國(guó)的Adept Technologe公司、瑞典的ABB公司、德國(guó)的Kuka Roboter Gmbh公司等均已達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先。國(guó)內(nèi)機(jī)器人工業(yè)起步遲，涂膠機(jī)器人領(lǐng)域與國(guó)外存在一定差距-引。國(guó)內(nèi)按行業(yè)劃分，汽車、高鐵行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)固定、產(chǎn)量高，自動(dòng)涂膠機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越廣泛，采用自動(dòng)涂膠設(shè)備后使涂膠工作效率大幅提高，降低人工成本。航空工業(yè)由于其產(chǎn)品自身的批量小、品種多、尺寸大、精度高的特點(diǎn)，也針對(duì)自動(dòng)涂膠的難點(diǎn)進(jìn)行研究，正朝著智能化方向發(fā)展。航天領(lǐng)域各單位也結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、批量特點(diǎn)，部分產(chǎn)品正逐步由半自動(dòng)、自動(dòng)涂膠方式替代傳統(tǒng)手工涂膠方式。

結(jié)合調(diào)研結(jié)果，綜合考慮我公司產(chǎn)品特點(diǎn)及生產(chǎn)需求，針對(duì)半自動(dòng)涂膠方式進(jìn)行研究，開(kāi)展工藝試驗(yàn)。

2試驗(yàn)方案

2.1方案制定

本次試驗(yàn)采用設(shè)計(jì)要求的防水膠，試件為與產(chǎn)品同材質(zhì)的縮小樣件，如圖1所示，8張鋁蒙皮進(jìn)行卷制，卷制后形成筒形，使用條形襯板襯墊后進(jìn)行鉚接，圓柱兩端用鋁板進(jìn)行焊接封堵，在蒙皮對(duì)接位置及焊縫位置涂設(shè)計(jì)要求的防水膠進(jìn)行密封，密封完成后進(jìn)行淋雨試驗(yàn)，試驗(yàn)后切開(kāi)樣件判定防雨性能，試驗(yàn)件信息如表1所示。

采用流出法對(duì)膠的粘度進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)測(cè)定該防水膠的較低，該膠固化時(shí)間8～10h，完全固化時(shí)間約14～16h，固采用電動(dòng)式手持噴槍，膠料放置于儲(chǔ)液筒中，通過(guò)旋鈕調(diào)節(jié)流量，工作壓力0.1-0.2bar，手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)及前進(jìn)速度。

2.2試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)要求

依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募胺桨福贫ㄔ囼?yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)要求如下：

1）半自動(dòng)涂膠工藝試驗(yàn)：設(shè)定單因素試驗(yàn)，確定半自動(dòng)涂膠流量、噴涂速度對(duì)膠層影響（共9組試驗(yàn)），確定最優(yōu)工藝參數(shù)。試驗(yàn)項(xiàng)目表如表2所示。

2）手工涂膠與半自動(dòng)涂膠對(duì)比試驗(yàn)：對(duì)比手工涂膠與半自動(dòng)涂膠膠層表面質(zhì)量、防雨性能、涂膠效率、涂膠量。

3試驗(yàn)結(jié)果

3.1半自動(dòng)涂膠工藝試驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)方案及要求，分別對(duì)表2中項(xiàng)目2、項(xiàng)目3兩變量進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，每組采用2件試料，分別從膠層表面質(zhì)量、淋雨試驗(yàn)結(jié)果等幾方面進(jìn)行評(píng)判，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

上述9組試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)流量與移動(dòng)速度不匹配時(shí)，表面質(zhì)量差、膠層會(huì)出現(xiàn)過(guò)薄的現(xiàn)象如圖2（a），也會(huì)存在過(guò)厚的現(xiàn)象如圖2（c），當(dāng)膠層過(guò)薄時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)漏雨現(xiàn)象。通過(guò)上述9組試驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)序號(hào)5、序號(hào)9試驗(yàn)結(jié)果較為理想，其中序號(hào)5的膠層厚度更為合理，如圖2（b），序號(hào)9的在試驗(yàn)過(guò)程中，移動(dòng)速度過(guò)快，出現(xiàn)了膠槍不易控制的情況。綜合考慮，工藝參數(shù)設(shè)定為流量為450mL/min，移動(dòng)速度為10m/min時(shí)，試驗(yàn)效果最優(yōu)。

3.2手工涂膠與半自動(dòng)涂膠對(duì)比試驗(yàn)

3.2.1外觀質(zhì)量、淋雨檢測(cè)

選取序號(hào)5的半自動(dòng)涂膠試驗(yàn)件與手工涂膠的試驗(yàn)件進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)手工涂膠時(shí)，沿涂膠方向，鉚釘下方存在未掛膠區(qū)域，如圖3（a）所示。對(duì)比表面質(zhì)量可以看出，半自動(dòng)涂膠表面膠層更細(xì)致、均勻。淋雨試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論手工涂膠還是半自動(dòng)涂膠，兩者均滿足要求。

3.2.2涂膠量及涂膠效率

對(duì)比手工涂膠及序號(hào)5對(duì)應(yīng)參數(shù)條件下的半自動(dòng)涂膠的損耗及效率，結(jié)果如表4所示，可以發(fā)現(xiàn)半自動(dòng)涂膠效率約是手工涂膠的2倍，涂膠用量是手工涂膠的85%。

5結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)工藝試驗(yàn)，確定半自動(dòng)涂膠的最優(yōu)工藝參數(shù)。

2）對(duì)比手工涂膠與半自動(dòng)涂膠，半自動(dòng)涂膠膠層表面更細(xì)致、均勻，且可以滿足淋雨試驗(yàn)的要求。

3）試驗(yàn)參數(shù)條件下，半自動(dòng)涂膠約是手工涂膠效率的2倍，涂膠量是手工涂膠的85%。

4）針對(duì)該產(chǎn)品半自動(dòng)涂膠方式可以替代現(xiàn)有手工涂膠方式。