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淺談汽車外飾塑料件噴涂工藝

2023-09-29 18:05:30張坤磊
汽車工藝師 2023年8期
關(guān)鍵詞:噴漆底漆漆膜

張坤磊

蕪湖毅昌科技有限公司 安徽蕪湖 241000

目前,汽車涂裝行業(yè)中,自動化噴涂系統(tǒng)的使用已經(jīng)成為決定涂裝生產(chǎn)線技術(shù)水準(zhǔn)的一個重要指標(biāo),其成了目前最受歡迎的噴射方法。國外一些汽車企業(yè)在新車型的設(shè)計方案中,對汽車發(fā)動機(jī)罩、后備箱蓋、擋泥板等部件均進(jìn)行了大量的應(yīng)用,可見其發(fā)展是十分顯著的。汽車外殼所用的塑料種類很多,如聚丙烯、ABS、PA及GFP等。

汽車外飾塑料件涂裝工藝

目前,在國內(nèi),汽車外飾塑料件的噴涂生產(chǎn)線,大部分都是使用的手工噴漆,涂裝結(jié)構(gòu)主要是“底漆+色漆+清漆”三層管理體系,而且在其表面,還會有即時噴漆 ABS等原材料,如采用“彩色涂料+光亮涂料”雙涂層結(jié)構(gòu)。由于塑膠性質(zhì)的差異,其噴涂過程中會出現(xiàn)如下技術(shù)難題。

1)塑料壁面或材質(zhì)表層較薄,界面膜間的摩擦力較大,對漆膜的附著有不利影響。

2)塑料具有較低的熱形變溫度,由于涂層是干燥的,所以加熱溫度容易受到限制。

3)在塑料注塑成型的過程中,所用到的脫模劑等污染物不容易被清理干凈,這就會導(dǎo)致漆膜收縮等缺陷。

4)手工噴漆的可變性,會讓漆膜厚度和偏色變得更難控制??傮w而言,ABS的表面質(zhì)量和涂料的結(jié)合力都很好,但是它的耐熱性和干燥的溫度都很低;PP的原材料因?yàn)楸砻尜|(zhì)量的原因,很難噴涂。所以,要有針對性地選擇所要采用的涂料,這取決于面板的種類。同時,按照所選的外觀,噴漆的盲區(qū)也是不一樣的,相應(yīng)的處理方法也是不一樣的,比如噴漆的位置是在拐角位置,那么油漆槍的噴漆面積就要調(diào)整好等。

汽車外飾塑料件涂料質(zhì)量評價

將塑料涂料用作裝修設(shè)計及維修的原材料,應(yīng)與所涂塑膠材料的性能需求相配合,并與板材相配合,使其達(dá)到最佳使用效果。為此,本文將塑料制品的涂覆質(zhì)量劃分為如下幾個級別。

1.原材料理化性能

原材料理化性能主要包括固含量、黏度、稀釋劑配比、貯存可靠性、相對密度、粒徑及開閃點(diǎn)等。其中,固含量、黏度及貯存可靠度等指標(biāo)直接反映了涂層的造價、施工及貯存特性。

固形物即原材料中的非揮發(fā)物,反映了破乳劑中的關(guān)鍵性化學(xué)成分。固含量測量方法為:取一小部分樣品放入一個干燥而精確稱量的器皿內(nèi),將樣品均勻地覆蓋在器皿的底部,然后用一定的溫度進(jìn)行干燥后稱量,然后測量其質(zhì)量。

油漆原材料第二個主要性能是黏度。在涂料工程的全過程中,黏度過高會使涂料難以涂布,影響涂料的外觀;黏度過低會使涂料失去光澤,不均勻。所以,對其進(jìn)行檢測與控制是十分必要的。在特殊的自然條件下,涂料必須調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)酿ざ?。目前,對油漆黏度的測定有多種方法,目前較為普遍且簡便的是采用出料杯法測定出料時間的方法。具體內(nèi)容請參照GB/T 17583.4—1998等技術(shù)規(guī)程。

2.施工性能

工程可施工性是指在整個施工過程中,涂料必須具有的性質(zhì)。具體體現(xiàn)在整個施工過程中的施工方法、施工條件、噴涂條件等方面。施工難度是影響工程質(zhì)量的主要因素。從這一角度來看,噴霧的高效性和費(fèi)用都是直接的問題。所以,如何評估涂料的成膜性就顯得尤為重要。在目前階段,大多數(shù)工程建設(shè)的性能指標(biāo)都是按照涂裝工藝的具體條件來設(shè)置的,并對下列一些新的項(xiàng)目進(jìn)行了研究。

1)包衣力,是一種涂料包衣,它的基色的能力直接關(guān)系到涂料的厚薄。油漆要達(dá)到能遮蓋底層的厚度,在處理工藝中,有時候并不切合實(shí)際。如果不能達(dá)到遮光程度,就不能保證色彩的一致,進(jìn)而造成涂料的粘著性,這對色差的控制有很大影響。目前,對漆膜的粘合性能的測試,主要是使用淺灰紙進(jìn)行。當(dāng)涂料被涂成淡灰色時,涂料的厚度就表明涂料的粘結(jié)力。也就是在工程中,對面漆在施工過程中的附著性,要盡力達(dá)到加工過程中的質(zhì)量要求,再加工的厚度不能大于180μm。

2)流掛與針眼限度:主要觀測的是,在自然條件下,對工程建設(shè)中的所有黏稠度正常的涂料,均在豎直表面上進(jìn)行了噴射,并受到了外力的影響。在浸漬過程中,浸漬膜的表面有一部分在浸漬過程中發(fā)生了滴水現(xiàn)象。涂層在產(chǎn)生失光(針孔)時所對應(yīng)的膜層厚度是決定其失光(針孔)和抗流掛(針孔)能力的最大限度。這一特性的調(diào)控對工程上的塑料清漆的制造具有重要意義。

3.漆膜性能

漆膜性質(zhì)是涂層的最重要性質(zhì),它表明了不同的功能是否需要被實(shí)現(xiàn),其主要影響因素為裝飾設(shè)計水平、沖擊韌性、抗外來物質(zhì)及耐候性等。涂料薄膜是一種重要的裝飾藝術(shù),受到廣大用戶的高度重視。要求整車外部塑料涂料的光澤度(20)至少達(dá)到85%以上,顯著 DOI (由 BYK橘皮儀精確測定)至少達(dá)到80%以上,且與車體的鑄體顏色盡量接近,使其與車體顏色保持一致。耐高壓水洗試驗(yàn)是一個新的課題,通過模擬汽車洗車廠的高壓水泵,來研究耐高壓水洗涂層的耐高壓性能。一般而言,新產(chǎn)品的不合格與涂料的附著性有一定的聯(lián)系。漆膜的耐刮擦力與涂層強(qiáng)度相關(guān),所以涂層強(qiáng)度也要標(biāo)明,涂層的總體硬度不得低于 H級。

案例分析

1.項(xiàng)目背景

某公司開展了“汽車零件噴涂工藝”的技術(shù)研究,在噴涂前的表面處理過程中,應(yīng)用了火焰處理技術(shù),使用了強(qiáng)氧化焰來氧化零件的表面,從而增加了底板的表面張力,使得涂料能夠更好地與底板的表面結(jié)合,從而提高了涂料的附著力。在預(yù)處理后,應(yīng)用先進(jìn)的靜電噴涂工藝,對預(yù)處理后的零件進(jìn)行“三涂一烘”,以增強(qiáng)涂料的耐蝕性,改善漆的品質(zhì),并確保一次完成度。本項(xiàng)目開展的是汽車零件的噴涂工藝研究,在完成該研究之后,其技術(shù)水平將處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,這將會對我國目前汽車零件的噴涂技術(shù)水平起到一定的促進(jìn)作用,從而進(jìn)一步縮短與國外的差距。本課題的開展,將使國內(nèi)汽配行業(yè)在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,有效地滿足汽配行業(yè)對高質(zhì)量產(chǎn)品的需求,顯著提升汽配表面裝飾性能、耐腐蝕性能,促進(jìn)汽配行業(yè)整體技術(shù)水平的提升。

2.主要技術(shù)

項(xiàng)目展開了對汽車零部件噴涂工藝的優(yōu)化設(shè)計,使用火焰處理技術(shù),對汽車零部件展開噴涂前的表面處理。與此同時,使用靜電噴涂技術(shù),展開噴底漆、噴色漆、噴面漆及烘干等噴涂工序,并對噴涂后的產(chǎn)品進(jìn)行拋光處理,使得汽車零部件噴涂后表面均勻、平整、光滑。

它的技術(shù)路線如下:

1)在噴漆前,采用弱酸性的清潔劑預(yù)脫脂/脫脂,以防止零件上的油污對涂料的附著力、干燥性、涂料的耐腐蝕性及裝飾性產(chǎn)生影響,導(dǎo)致涂料起泡、脫落,甚至整張涂膜脫落。

2)將脫脂后的汽車零件用水洗掉,除去零件上殘余的化學(xué)物質(zhì),然后用去離子水徹底清潔零件上的表面,去離子水的純度必須是導(dǎo)電率不超過10μS/cm。

3)在清洗過的汽車零件上,用吹風(fēng)機(jī)干燥,使零件表面不留水,以保證噴漆質(zhì)量。

4)為增加噴漆后涂料的表面張力,使用800~1200℃的強(qiáng)氧化焰對涂料進(jìn)行涂飾,為保證涂飾后涂料的黏合性,需要涂飾后涂料的表面張力大于34×10-3N/m。

5)進(jìn)行底漆的噴灑,使用濕觸式底漆,在10min的快速干燥后,可以不進(jìn)行烘干而直接噴灑顏料。選擇具有良好的防銹性能(鹽霧時長≥500h),與基材的附著力強(qiáng)(能同時適用于多種基材),與中涂或面漆的結(jié)合力好,涂膜力學(xué)性能好的涂料作為底漆,以確保涂層的附著力和防腐性能。

6)噴色涂料,利用靜電噴涂技術(shù),以增強(qiáng)涂料的耐磨性,增強(qiáng)與底漆的黏結(jié)力,改善被涂物體的平整度、光滑度,控制干燥時間,減少橘皮的短波,以及增加涂料的鮮映性。

7)對汽車零件進(jìn)行噴清漆,使其具有優(yōu)異的耐候性、鮮映性和光澤性。

在表面處理方面,使用火焰處理技術(shù),利用強(qiáng)氧化焰對工件進(jìn)行氧化,在工件表面形成極性基團(tuán),增加了工件表面張力,使得涂料能夠更好地與工件表面粘合,增加了涂料的黏附力。本機(jī)使用了先進(jìn)的靜電噴涂工藝,可調(diào)整噴槍的結(jié)構(gòu)和涂布參數(shù),使漆膜在噴涂時形成更精細(xì)的霧滴,從而改善漆膜的外觀品質(zhì)。

發(fā)展趨勢

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,降低環(huán)境污染、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)。最近十多年來,圍繞著質(zhì)量、環(huán)保、成本,在新材料、新工藝及新技術(shù)等各方面都取得了很大的進(jìn)展。除了傳統(tǒng)的三層涂料系統(tǒng)中廣泛采用了環(huán)保材料之外,以往不能實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)的新工藝、新技術(shù)正被采用或即將采用,預(yù)示著車身涂料技術(shù)將進(jìn)入新的發(fā)展階段。

科技進(jìn)步與過程革新是推動工業(yè)升級與產(chǎn)品等級提高的重要因素。汽車涂裝行業(yè)將把重點(diǎn)放在提升自主創(chuàng)新能力上,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效率,加速汽車涂裝先進(jìn)生產(chǎn)力的建設(shè)。通過“三大創(chuàng)新”,即科技創(chuàng)新、運(yùn)營管理創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈整合創(chuàng)新,新材料新工藝的運(yùn)用,對推動國內(nèi)汽車涂料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,提升國內(nèi)汽車涂料的工藝技術(shù)水平,提升國內(nèi)汽車涂料的科技含量,提升國內(nèi)汽車涂料的質(zhì)量等級,具有重要意義。ERP企業(yè)資源計劃、PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛運(yùn)用,將會使汽車零部件涂裝企業(yè)商品的購、銷、存等流轉(zhuǎn)過程得到更快的發(fā)展,從而使企業(yè)的操作流程更加規(guī)范化,加快企業(yè)的生產(chǎn)效率,使企業(yè)的市場應(yīng)變能力得到極大的提升。汽車涂裝行業(yè)將逐漸與國際消費(fèi)趨勢的主流相適應(yīng),從生產(chǎn)低檔次產(chǎn)品向高質(zhì)量、高檔次及高附加值的產(chǎn)品方向發(fā)展,逐漸完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈,向價值鏈高端方向發(fā)展。

結(jié)語

在汽車增塑化過程中,外部塑料零件的噴涂工藝經(jīng)歷了較長時間的發(fā)展,涂層品質(zhì)不斷提高。要對其進(jìn)行評估,應(yīng)注意涂料的特點(diǎn),注重涂料的功能。從原料、工程施工、破乳后的性能等方面進(jìn)行了全面的評價。涂層的破壞也有多種原因。它涉及到原材料、處理技術(shù)。以及它們在自然條件下的運(yùn)用,因此,應(yīng)加強(qiáng)汽車外飾塑料噴涂工藝的研究,以提高噴涂質(zhì)量,增強(qiáng)汽車塑料外飾的美觀和實(shí)用性。

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