低溫?zé)崛鬯芰显谄嚸姘逍迯?fù)中的應(yīng)用

◆文/上海 馬波

在車身覆蓋件修復(fù)和質(zhì)檢過(guò)程中，一般使用樣規(guī)(行業(yè)內(nèi)也稱卡規(guī)、樣板或卡板)來(lái)檢查面板弧度及平整度的恢復(fù)程度。樣規(guī)檢測(cè)的原理是在損傷前面板或?qū)ΨQ側(cè)面板的固定位置上事先制作好弧度吻合的樣規(guī)，而損傷后的面板由于曲率發(fā)生了變化，當(dāng)再次把樣規(guī)放在該位置時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生不貼合的現(xiàn)象，維修或質(zhì)檢人員可以通過(guò)觀察、測(cè)量樣規(guī)與修復(fù)后面板當(dāng)中形成的縫隙的寬窄、長(zhǎng)短來(lái)評(píng)判面板的修復(fù)情況。

常用的樣規(guī)有三種，分別是成型樣規(guī)(圖1)、針式樣規(guī)(圖2)和自制樣規(guī)(圖3)。成型樣規(guī)一般專車專用，多用于比賽時(shí)的評(píng)分，造價(jià)也相對(duì)較高。相對(duì)于成型樣規(guī)，自制樣規(guī)的使用位置靈活，幾乎可以用于車身表面任何需要的位置。針式樣規(guī)雖然位置靈活，但總體精度不及成型樣規(guī)和自制樣規(guī)。其次，自制樣規(guī)的制作成本較低，由于具備了上述優(yōu)點(diǎn)，為了保證面板的修復(fù)效果，自制樣規(guī)使用得最為廣泛。

圖1 成型樣規(guī)

圖2 針式樣規(guī)

圖3 自制樣規(guī)

自制樣規(guī)利用金屬冷制工藝中的放邊原理，按照一定的規(guī)律對(duì)3mm厚的純鋁條進(jìn)行敲擊和銼削加工，使其側(cè)面成為符合車身覆蓋件弧度的模板，理想情況下，該模板應(yīng)該可以和車身面板完美貼合，接觸面(測(cè)量面)沒(méi)有任何間隙。在實(shí)際操作中，往往利用車身同一部位對(duì)稱側(cè)沒(méi)有受損部位的形狀和弧度作為制作的依據(jù)，在受損面修復(fù)后用樣規(guī)來(lái)檢測(cè)修復(fù)質(zhì)量。在各類比賽當(dāng)中，則一般是在制作面板損傷前就做好該部位的樣規(guī)，待到面板修復(fù)后對(duì)修復(fù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。然而，困擾自制樣規(guī)使用的最大問(wèn)題是該方法極大地受限于制作人的技術(shù)水平。為使接下來(lái)的涂裝步驟順利進(jìn)行，常見(jiàn)的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)是修復(fù)后面板不能高于原表面，低于原表面的容差不能超過(guò)1mm。也就是說(shuō)，這對(duì)自制樣規(guī)的精度提出了極高的要求，如果樣規(guī)本身與原表面的貼合度超過(guò)了1mm的容差，那么用該樣規(guī)檢測(cè)修復(fù)質(zhì)量就沒(méi)有實(shí)際意義了。同時(shí)，為了檢測(cè)一處損傷一般至少要制作橫三豎三共六把樣規(guī)，還要考慮到時(shí)間成本。因此，在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高精度樣規(guī)的制作是制約這一檢測(cè)方法使用的最大障礙。對(duì)于熟練的鈑金工，20min內(nèi)就能使用鋁條制作出6條容差0.5mm左右的精度較高的樣規(guī)(數(shù)據(jù)來(lái)源于世賽中國(guó)集訓(xùn)隊(duì)訓(xùn)練統(tǒng)計(jì))，可是如果需要進(jìn)一步提高精度，那么時(shí)間成本是非常高的。對(duì)于不夠熟練的操作者，可能費(fèi)了一番周折也只能制作出容差在2mm左右的樣規(guī)，然而即便是新手，也能夠迅速制作出2mm精度的樣規(guī)?；谝陨系膷徫还ぷ餍枨?，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和摸索，筆者探索到一種使用低溫?zé)崛鬯芰峡焖僦谱鞲呔让姘鍢右?guī)的方法。

低溫?zé)崛鬯芰?，學(xué)名聚已內(nèi)酯，英文名Polycaprolactone，簡(jiǎn)稱PCL，是一種無(wú)毒、可生物降解的有機(jī)高分子聚合物，廣泛地應(yīng)用在手術(shù)縫合線、醫(yī)用造型等領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)成本的降低，近年來(lái)作為一種新型制模材料，應(yīng)用拓展到藝術(shù)造型和兒童玩具等行業(yè)。商品化的低溫?zé)崛鬯芰贤庥^為白色塑料顆粒(圖4)，其在70℃以上的熱水中，可以轉(zhuǎn)化成透明無(wú)色的半固態(tài)物質(zhì)并且具備了可塑性(圖5)，可對(duì)其進(jìn)行塑形加工，當(dāng)材料恢復(fù)到室溫或人工進(jìn)行降溫后，再次轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨藭r(shí)之前的塑形會(huì)得以保留并失去可塑性，硬度恢復(fù)到塑形前的狀態(tài)。這個(gè)變化過(guò)程是可逆的，在重復(fù)加熱、冷卻中可反復(fù)出現(xiàn)多次，隨著次數(shù)的增加和雜質(zhì)的不斷混入，材料的結(jié)合能力慢慢變差。根據(jù)使用條件的不同，在進(jìn)行5～10次的反復(fù)塑形后材料失去使用價(jià)值。值得一提的是不同品牌的低溫?zé)崛鬯芰暇哂胁煌氖湛s率，應(yīng)盡可能選用收縮率小的低溫?zé)崛鬯芰项w粒，制作時(shí)盡量不要使材料產(chǎn)生過(guò)厚的堆積，以免降低自制樣規(guī)的精度。

圖4 加熱前的PCL

圖5 加熱后的PCL

在第44屆世界技能大賽全國(guó)集訓(xùn)隊(duì)5晉2選拔賽中，使用低溫?zé)崛鬯芰现谱鞲呔葮右?guī)的方法得到了極佳的應(yīng)用。由于晉級(jí)賽分為三輪，分別要在上海、云南、鄭州3個(gè)集訓(xùn)基地的賽場(chǎng)進(jìn)行，比賽用車身經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途跋涉抵達(dá)賽場(chǎng)時(shí)面板難以避免地產(chǎn)生了變形，無(wú)法使用一套公用的成型樣規(guī)對(duì)所有五臺(tái)車身進(jìn)行檢測(cè)。為保證比賽的公平性必須根據(jù)每臺(tái)車身面板變形的不同情況制作相應(yīng)的樣規(guī)，這就要求必須在極為有限的比賽準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)制作出5套高精度的樣規(guī)。下面以一套6把樣規(guī)為例介紹制作過(guò)程。

一、準(zhǔn)備工作

1.耗材：1 000mm×35mm×3mm鋁條2根、低溫?zé)崛鬯芰项w粒一把(約50g)、70℃以上熱水。

2.工具：平頭鈑金錘1把、鏨臺(tái)1張、300mm直尺1把、油性記號(hào)筆1支、能夠容納樣規(guī)的平底容器1個(gè)。

二、制作步驟

1.在車身上需要制作損傷的部位做好標(biāo)記

根據(jù)此次比賽方案，損傷為側(cè)面撞擊左后側(cè)翼子板的車身線部位，中心深度10mm，檢測(cè)位置分別是通過(guò)撞擊中心并相互垂直的橫向5號(hào)、縱向2號(hào)樣規(guī)，平行于5號(hào)樣規(guī)、位于5號(hào)樣規(guī)兩側(cè)60mm的4、6號(hào)樣規(guī)，以及平行于2號(hào)樣規(guī)、位于2號(hào)樣規(guī)兩側(cè)80mm的1、3號(hào)樣規(guī)。用直尺和油性記號(hào)筆標(biāo)記位置(圖6)。

圖6 標(biāo)定損傷位置

2.用鋁條加工容差2mm左右的樣規(guī)

在鋁條上需要彎折的地方做出標(biāo)記，在鏨臺(tái)上用平頭鈑金錘的尖面敲擊鋁條平面的1/2位置，使之受力彎折出所需弧度，制作過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行比對(duì)，精度達(dá)到2mm左右即可。用油性記號(hào)筆對(duì)每把樣規(guī)逐一進(jìn)行編號(hào)。

3.在容器中融化低溫?zé)崛鬯芰喜⒄掣接跇右?guī)測(cè)量面

向足夠容納樣規(guī)的平底容器中注入70℃左右的熱水，加入低溫?zé)崛鬯芰项w粒，為便于收集不要太分散。同時(shí)，放入樣規(guī)使其預(yù)熱，避免熱熔塑料急速冷卻縮短操作時(shí)間。30s之后，顆粒受熱已完全轉(zhuǎn)變?yōu)橥该餍螒B(tài)并稍微粘連在一起，撈出顆粒進(jìn)行揉捏排出間隙中的空氣，使其變成柔軟質(zhì)密類似橡皮泥的團(tuán)塊。將團(tuán)塊大致均勻地分為6份，暫時(shí)不用的放回?zé)崴斜苊馄涔袒?。將其中一份粘在樣?guī)的頂端，按照樣規(guī)的長(zhǎng)度均勻地推捏，使其粘附于樣規(guī)的測(cè)量面，露出的高度和寬度要盡量保持一致，以便提高成品的美觀度。

4.壓制塑形

對(duì)應(yīng)車身上的編號(hào)，對(duì)準(zhǔn)車身線位置垂直地向下按壓，讓露出樣規(guī)測(cè)量面的柔軟狀態(tài)塑料充分與車身面板接觸并在壓力下擠出測(cè)量面兩側(cè)。注意擠壓的力度要控制好，不能引起面板的變形從而聚集應(yīng)力，進(jìn)而金屬產(chǎn)生回彈影響樣規(guī)的精度。迅速地將擠出的多余部分捏到樣規(guī)表面(圖7)。由于車身的溫度相對(duì)較低，塑料將逐漸硬化，此現(xiàn)象在冬天尤為明顯，所以要盡量地快速操作，或提高熱水的溫度。檢查樣規(guī)的貼合度，如完全貼合則松手讓其自行冷卻，如局部沒(méi)有貼合根據(jù)情況用熱風(fēng)槍整體或局部加熱調(diào)整(圖8)。冷卻過(guò)程中不要晃動(dòng)樣規(guī)，此時(shí)可以做下一條樣規(guī)。

圖7 制作損傷

圖8 做好的高精度樣規(guī)

5.樣規(guī)定位

樣規(guī)冷卻后不會(huì)與金屬面板發(fā)生粘連，稍用力即可取下。如果制作成功，重新放在測(cè)量位置時(shí)間隙應(yīng)小于0.1mm。此時(shí)用油性記號(hào)筆沿樣規(guī)兩端描邊進(jìn)行定位以確保面板修復(fù)前后測(cè)量位置的一致性。

6.重新塑形

使用這種高精度樣規(guī)測(cè)量相同車型的相同位置會(huì)發(fā)現(xiàn)每輛車的外觀都有稍許的差異，那么就涉及到樣規(guī)的微調(diào)，微調(diào)操作非常簡(jiǎn)單，只需對(duì)樣規(guī)進(jìn)行重新加熱然后按步驟4操作即可(圖9)。

圖9 樣規(guī)使用中

使用低溫?zé)崛鬯芰现谱鞲呔葮右?guī)的方法可以廣泛地應(yīng)用在汽車制造維修行業(yè)、專業(yè)教學(xué)以及各級(jí)各類技能大賽。該方法操作簡(jiǎn)便，易于學(xué)習(xí)，但是要做得好需要多加練習(xí)，尤其要注意以下幾點(diǎn)。

(1)接觸到車身即開始緩慢固化，所以要盡量快地進(jìn)行塑形操作。

(2)塑料外緣要盡量貼合車上面板，也就是說(shuō)要制作得盡可能薄，不要超出鋁條厚度太多，否則在使用環(huán)節(jié)影響觀察。

(3)局部調(diào)整可用熱風(fēng)槍吹，調(diào)整好溫度，防止?fàn)C傷。