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汽车涂装新技术的应用与趋势
编辑:admin   时间:2019-03-23 16:38

1 引言
随着我国汽车销售量持续增长,汽车产业取得了重大发展,与此同时,越来越多先进的技术手段也在汽车行业中得到应用与普及。尤其是当前全社会倡导节能环保,人们的环保意识不断增强,汽车涂装技术也有所完善,不管是涂装工艺还是涂装材料都取得了很大进步,这对于汽车行业的发展无疑有着深远的影响。
2 我国汽车涂装技术现状
随着汽车行业的发展,汽车制造业的一些问题也逐渐暴露出来。以汽车涂装领域为例,首先,汽车行业内部发展存在严重的不平衡问题,汽车涂装技术水平领先的地区与技术落后的地区差距正在逐步扩大,这无疑给行业涂装技术的整体发展造成了严重影响;其次,当前汽车涂装领域的创新元素依然有所缺失,究其原因,就在于从业人员对汽车涂装技术的开发不够重视,缺乏研发资金投入,进而导致很多涂装技术、材料以及设备过分依赖国外进口;此外,尽管当前社会倡导节能环保,汽车制造业的环保意识也在不断增强,然而受限于各方面因素,汽车行业的节能环保水平依然有待提升。尤其是在汽车涂装领域,由于缺乏完善的法律制度,汽车涂装技术的运用与发展并没有可靠的依据,行业监管也处于脚底水平,这无疑给汽车涂装技术的发展造成了一定的限制。
3 汽车涂装新技术的运用
3.1 汽车涂装新材料运用
3.1.1 预处理材料
汽车预处理在实际生产过程中对水资源的消耗量非常大,一般而言,在整个油漆车间内,汽车预处理用水量所占比重会达到80%。根据《汽车涂装清洁生产标准》,可知工业用水在汽车涂装生产中应该有严格的控制标准,具体而言涉及到循环水、总用水量以及单批次用水量。基于此可以对废水排放加以有效控制,从而确保废水污染问题得到规避。随着汽车预处理材料的发展,在汽车涂装行业,低温节能技术正在取得重大突破。
其中福建伊索力公司张新贞研究团队已经走在技术前沿,取得实实在在的工业化成果,并于福建青口汽车城建设并投产了前处理和电泳样板工厂。不可否认,随着环保标准不断完善,传统的处理技术已经不再具有适应性,而汽车防腐处理最重要的一个环节就是车身涂装,只有优化金属预处理技术,提高涂装材料质量,才能够为涂层防腐性能的提升奠定扎实的基础。前文提到的福建伊索力公司张新贞研究团队就围绕磷化替代技术的应用展开研究与实践。该项技术的优势在于利用超支化硅烷偶联剂作为前驱体,基于有机- 无机杂化膜成膜机理,融入了多项技术手段,例如溶胶- 凝胶技术、复合硅烷技术、低表面处理技术以及水锈防锈技术等,从而开发并制备出新系列产品,从而改善了普通磷化替代产品的综合性能。而张新贞团队基于上述技术与产品进行了改进与创新,将甲壳素与植物提取液衍生物利用起来,从而从技术层面上实现了自组装技术的重大突破。
该项技术的原理是基于多层自组装膜理论与范德华力作用的结合,在自组装过程中融入甲壳素与植物提取物衍生物,凭借仿生学中海洋贝类对盐水的阻挡机理,实现涂装钢铁的耐腐蚀性,在满足环保要求的情况下也减少了能源消耗。张新贞研究团队研发的植物自组装膜技术代替酸洗磷化在样板工厂运行近一年,取得了理想效果,对于酸洗磷化技术的发展而言无疑有着颠覆性意义,不管是环保效果,还是产品品质都基于该项技术而得到了提升。当前,植物自组装膜技术代替酸洗磷化已经得到了多个重视环保技术的汽车品牌的认可,例如福建华夏东南汽车城众多品牌配件、福清著名品牌配件等都将该项技术手段运用于实践生产中。甚至“B”系的欧洲豪车品牌也在配件供应生产中使用该项最新环保前处理技术的产品。
3.1.2 阴极电泳漆我国汽车涂装新技术的应用
电泳漆的特点在于泳透力强、密度低、有机容量少、具有良好的边角覆盖率以及没有有害物质。在以往,有机溶剂含量为3%,而当前这一数值仅仅为0.4%。将氨基磺酸添加到树脂材料中,就可以有效改善其泳透力。
如果车身表面膜达到20mμ,车身内腔膜允许超过12mμ,因此电泳漆消耗量可以降低10%。目前,随着电泳漆的发展,其密度、颜基都有所降低,如此一来流平、槽液沉淀、材料损耗等问题都得到了有效改善。此外,为了使边角的抗磨性能以及防腐性能得到改善,还可以选择有机高聚物与无机添加剂。并且传统产品暴露出的一些问题可以通过使用无铅阴极添加剂,因此在生产实践中所表现出的性能相对优越。现阶段,该项技术在国内大众、通用汽车生产涂装领域也得到了广泛运用。
3.2 汽车涂装新工艺运用
3.2.1 PVC凝胶工艺
基于对PVC 材料的改造,PVC 与中涂面漆的相容性得到了强化,如此一来PVC 不会变成单独凝胶,而是与中涂凝胶一起烘干处理。在PVC 凝胶被取消之后,生产工艺得到了简化,并且投资成本也得以降低,总体能耗也随之降低。目前,该项工艺技术在我国通用五菱、大众得到了普及。
3.2.2 3C1B技术
电泳涂层后的后续工艺即使用湿碰湿法进行中涂与外包喷漆,然后进行一次性烘干,这一工艺即3C1B 技术。在马自达品牌中,该工艺得到了长期运用,取得的效果也比较理想。在生产实践中3C1B 工艺可以省去烘干处理这一环节,同时中涂打磨工艺也得以省去,如此一来,在生产中设备占地面积就得到了降低,厂房生产力有所提升,材料、人工等多方面成本的可以得到有效控制。
丙烯酸树脂与高韧性聚酯树脂为3C1B 技术中运用的主要材料。在中涂工序可以对溶剂量与树脂结构进行调整,如此就可以对树脂的固化性能进行改进,同时也使涂料黏度与触变性要求得到优化。在溶剂发生挥发现象时,铝粉片的性能一般不会收到较大影响,在生产实践中,应该着重考虑3C1B 技术的生产条件,即温度与湿度问题。目前,3C1B技术的运用依然存在一些缺陷,大部分涂装生产都会选择高固体分色漆、体分清漆等,如此可以使涂装效率得到提升,实现对VOC排放的有效控制,同时色漆、中途以及清漆涂层也也不容易混合。其中高固体漆这种材料对紫外线的穿透具有较强的抵御能力,并且在中涂膜厚的帮助下,外部环境对电泳漆产生的影响可以降到最低。
3.2.3 无中涂的双涂层体系
在汽车涂装生产中,中涂的意义十分重大,这是保留电泳漆与外漆粘合性的关键途径,对抗石击性能要求较高,在实践中需要对电泳表面进行全面填充,并且还要保证其稳定性以及抵御紫外线的能力。一般而言,中涂漆层如果有所缺失,那么就会导致表层漆被紫外线穿透,对电泳漆造成辐射,进而产生氧化分解与分化现象,降低涂层结合力,导致漆层分离。这些问题大部分是由于电泳漆缺乏抗紫外线能力造成的,基于电泳漆配方与工艺的优化,人们可是致力于一种耐紫外线电泳漆的研发与运用,相较于目前“中涂+ 电泳”的方式,前者不管是外观质量、防腐性能还是抗石击能力都大体相同。就理论层面而言,这种方法将中涂漆层取消,VOC 排放量由此降低,设备与维护成本随之降低。现阶段,日本对PPG-Prime 电泳漆的运用相对广泛,在我国这一工艺的应用水平也在不断提升。
4 汽车涂装技术的发展趋势分析
4.1 管理数字化
当前汽车涂装技术管理趋于数字化、信息化,换言之,在汽车涂装设计中,数字化系统的运用越来越广泛,对于汽车涂装效果的改善而言有着积极的影响。在数字化加工背景下,人们也将CAX 系统、MPII 系统、ERP 系统以及PDM 系统运用其中,从而使产品数字化设计的仿真能力得到增强,不管是加工水平,还是资金成本控制,都达到了数字化管理的要求。
4.2 智能化系统
在汽车制造领域,汽车涂装技术的发展呈现出迅猛态势,在汽车涂装生产实践中,智能化系统的应用水平也在不断提升,这使得汽车涂装技术应用中的一些缺陷得到了弥补。基于智能化系统、计算机技术以及模糊控制技术的有机结合,使得汽车涂装生产工艺的适用性与友好性得到了极大的提升。电子技术的发展及其在汽车制造行业中的运用,使得汽车发展趋于多元化,并逐渐朝着网络化、一体化的方向发展。
4.3 设计虚拟化
所谓的汽车虚拟化设计,就是指通过虚拟专配、虚拟加工的方式来完成汽车制造,通过计算机进行汽车涂装生产,从而帮助技术人员及时发现问题,从而提出有效的解决措施,使汽车成本得到有效控制,在更短的生产周期内完成生产任务,进而提高汽车产品的综合竞争力。
4.4 绿色化环保
绿色化环保设计理念成为了当前汽车涂装技术的发展趋势。基于音声识别系统与网络技术的结合,汽车事故率得到了极大的降低,同时驾驶体验也得到了改善,并朝着无人驾驶的方向发展。并且新能源的发展使得汽车发动机与智能化水平得到了有效提升,基于绿色化环保的发展,人们对汽车涂装技术提出的要求也更加严格,在此背景下,为适应汽车生产制造领域的实际需求,汽车涂装技术也逐渐向绿色化环保靠拢,不管是涂装材料、涂装工艺还是涂装设备都得到了优化与改善。
不可否认,科学技术的发展推动者行业的进步,在汽车生产制造领域,涂装技术水平的提升使得汽车性能得到了极大的改善,当然,随着人们对汽车产品提出的要求越来越高,在汽车涂装生产实践中,我们依然需要对当前的技术手段进行改进,基于涂装材料、涂装工艺以及涂装设备的优化,使汽车涂装生产效益得到提升,从而适应时代发展需求,为推动汽车制造行业的发展提供有力支持。


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