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底盘整体喷漆技术在商用车生产中的应用研究

为了满足用户对商用车底盘防腐蚀性能高标准的要求,国内外商用车制造企业广泛采用各类防腐措施进行商用车底盘的防腐蚀,其工艺过程比较典型的为纵梁冲压(辊压)--车架铆接—电泳—总装配—整车交付用户,众所周知的原因,电泳技术在耐腐蚀方面有难以逾越的优势,但成膜树脂以环氧树脂为主体,其苯系化合物在波长200-400um的紫外光(尤其波长231um)照射下很容易发生电子跃迁,造成分子链的断裂,造成电泳漆膜耐老化性能差,长时间阳光照射易产生漆膜粉化、失光。即使随着技术的发展,出现了底面合一型电泳涂料,也仅仅是成膜物质环氧树脂中增加一部分耐紫外性能好的丙烯酸树脂,利用二者表面张力不同,在烘烤过程中,环氧树脂沉在下面,丙烯酸树脂浮于上面的特性,提升电泳漆膜耐老化性能,但整体上与用户需求差距较大。


    另一方面,在商用车的生产过程中,大量的配套件由不同的配套厂家提供,因配套厂家涂装保证能力不足造成商用车底盘防锈蚀能力下降现象时有发生,从而降低了商用车整车的防锈性能下降。下图为某商用车底盘锈蚀情况。


    为了满足商用车底盘整体防锈蚀性能的提高,从根本上解决商用车底盘及其配套件的锈蚀问题,进行底盘整体喷漆技术的推广应用成为一种行之有效的手段。


    1、底盘整体喷漆工艺方案


    底盘整体喷漆线工艺过程为遮蔽—打磨—擦拭—喷漆—卸遮蔽—烘干,喷漆室采用传统上送风下排风形式,为满足环保要求配备废气浓缩滚轮焚化系统达标排放,烘干系统配备废气焚烧系统,烟气达标排放。喷漆线配备集中输调漆系统以及双组份精密配比系统。


    工艺方案说明:


    喷漆前装配:完成线束、部分支架、前后桥、连接板等零部件安装,同时负责底盘电泳漆膜缺陷打磨、擦净、套色遮蔽等工作;


    喷漆方案:因新型聚脲涂料施工固含量60%以上,可达到一遍喷涂成膜,膜厚控制在35-40um,满足漆膜保护、装饰功能要求;喷涂过程采用集中输调漆供漆方式,并配备精密配比系统,实现主剂、固化剂精密配比、均匀分散;油漆粘度控制在20-30s(25℃,涂4杯),采用双工位手工喷涂,4-6个人同时作业,喷涂过程中错开站位,避免对喷,在4.26min节拍内完成10-15㎡工件外表面喷涂;对于工件内表面,因阳光无法直射,不会造成“粉化、失色”,可选择不喷涂或者喷涂盖底即可;


    烘干方案:新型聚脲涂料可实现40℃,20min表干,按照4.26min的生产节拍,设置4个烘干工位,满足18min烘干工艺时间要求;漆膜干燥至指触无痕,不影响下道装配工序即可,因为聚脲漆膜在室温条件下2个小时漆膜硬度可达到铅笔硬度H级,4个小时硬度达到2H级,本工艺方案中烘干室主要作用在于加快漆膜表干速度,实现在线喷涂工艺方案;

 排空方案:这套工艺方案中,仅仅喷漆室内工件需要进行排空处理;2工位的工件可以输送至烘干炉内进行排空,无需单独设立排空工位;


    机械化方案:喷漆、烘干均采用辊床输送,既可实现“步进式”输送---快速移动工件,实现静止喷漆作业;也可实现“连续式”输送---以缓慢的速度移动进行喷漆作业;另外,喷漆辊床与总装装配输送线相对独立,通过转挂工位实现连接,避免装配过程中油污对涂装线的污染;工件运输采用滑橇形式,滑橇在底盘喷漆线内部循环使用;


    烘干后装配:继续完成发动机、变速箱、油箱等其他零部件装配工作;


    在进行底盘整体喷漆线的工艺布局时,为了保证商用车在装配过程中的连续性,一般视总装配车间的厂房布局可以采用并联式或串联式的方式进行。但在进行喷漆工位位置选择时,既要考虑到底盘整体喷漆技术能够最大限度的对底盘件的保护,又要避免过多的对不需要喷漆的工件进行遮蔽,一般的原则是重点防护工件需要在整体喷漆前装配,如前后桥,有遮蔽需求且不宜经过烘干工序的工件建议在整体喷漆后装配,如发动机。


    在此工艺方案中,底盘喷漆用涂料能否满足工艺要求成为整体喷漆方案能否顺利实施的关键。即要求涂料能够低温快干,以保证短时间内达到整车


    2、新型聚脲涂料应用技术


    聚脲涂料发明于20世纪70年代,由于其优良的低温快干性、耐化学性、耐老化性、高硬度等特点,广泛应用于屋顶维修、地坪涂料、停车场路面硬化等建筑行业以及罐涂料、货运船舶衬垫等其他行业;近年来,经过美国杜邦公司研究改良后,开发出适用于汽车涂装行业的低温快干新型聚脲涂料,保留聚脲涂料原有优异性能,同时满足汽车喷涂各项工艺要求。其发展历程如下:


    •NCO-OH型就是传统意义的聚氨酯:反应速度慢(4-6h)


    •NCO-NH2型是第一、二代喷涂聚脲:反应速度过快(几秒至几十秒)


    •NCO-NH型为第三代聚脲:反应速度可调,有些产物的反应速度适中,可控制到20-120分钟,这是涂料操作理想的反应速度。


    第三代聚脲,即天门冬氨酸酯涂料,是一种全新的聚脲涂料。这种涂料在国外开发不足十年,应用不足4-5年。


    为了验证聚脲涂料漆膜性能及与涂装设备的配套性能,摸索底盘喷涂施工工艺相关工艺验证工作,具体如下。

    3、试验内容


    3.1涂装设备技术参数


    设备型号:PromixTM2KE


    喷涂气压:560KPa


    出漆压力:0.2MPa


    枪嘴尺寸:0.015英寸


    工作液输出量:300cc/min


    3.2喷涂结果

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    3.3某汽车涂装车间实验室试验结果

    3.3.1间歇时间对喷涂效果的影响

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