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1、,白车身涂装工艺SE工程部 涂装SE科,2023/9/28,1,主要内容,2023/9/28,2,1 涂料和涂装基本知识 2 汽车车身涂装工艺 3 涂装工艺方法 4 涂装三废处理 5 涂装SE同步工程,1 涂料和涂装基本知识,2023/9/28,3,1.1 涂料和涂装的概念 涂料：是以高分子材料为主体，以有机溶剂、水或空气为分散介质的多种物质的混合物。涂装：将涂料均匀地涂布在基体表面并使之形成一层连续、致密涂膜的操作工艺称为涂装。,2023/9/28,4,1.2 涂料和涂装的作用 1.保护作用 主要是金属防腐蚀。2.装饰作用 装饰产品表面，美化产品和生活环境。3.标志作用 做色彩广告标志，起到
2、警告、危险、安全、禁止等信号作用。4.特殊作用 电气绝缘漆、船底防污漆、超温报警示温涂料、抗红外线涂料,1 涂料和涂装基本知识,2023/9/28,5,1 涂料和涂装基本知识,1.3 涂料的组成,2023/9/28,6,涂装是物体表面的最终修饰,涂装质量的好坏对物体的价值有直接的影响。影响涂装质量的好坏的三要素：涂料、涂装技术（方法、设备、环境）和涂装管理 涂装类型 根据被涂物对外观装饰性要求、涂层使用条件和涂层性能，一般分下列五种类型：1.高级装饰性涂层（一级涂层）应用范围：高、中级轿车，钢琴、计算机、高档自行车、家用电器等 2.装饰性涂层（二级涂层）应用范围：载重汽车驾驶室、火车车厢、公共
3、汽车、机床等 3.保护装饰性涂层（三级涂层）应用范围：工厂设备、集装箱、农业机械、管道等 4.一般保护性涂层 5.特种保护性涂层 6.其它如锤纹、冰纹、皱纹等美术装饰涂层或具有示温、夜光等特种功能涂层,2 涂装工艺,2023/9/28,7,2 涂装工艺,车身涂装工艺流程 白车身-洪流冲洗（喷）-预脱脂（浸）-脱脂（浸）-水洗1（喷）-水洗2（浸）-纯水洗1（浸）-锆系磷化（浸）-纯水洗2（喷）-纯水洗3（浸）-新鲜纯水洗（喷）-阴极电泳-UF0（喷）-UF1（浸）-UF2（浸）-纯水洗1（喷）-纯水洗2（浸）-沥水转挂-电泳烘干-刮腻子-电泳打磨-粗细密封、胶堵、阻尼板PVC喷涂-中涂（擦净、
4、喷涂、流平）-中涂烘干-中涂打磨-面漆喷涂（擦净、喷涂、流平）-面漆烘干-抛光检查-贴膜报交-注蜡-送总装,2023/9/28,8,2 涂装工艺,前处理输送方式,RoDip-3与摆杆输送链的对比,2023/9/28,9,2 涂装工艺,目的是清除被涂件表面的所有异物，提供适合涂装要求的良好基底。前处理方式和工艺的选择应根据实际情况合理选择。根据污物形式和程度选择（油污类型、有无生锈）根据工件使用环境选择根据涂料特性选择根据工件材质选择 1.脱脂 用碱性溶液或有机溶剂等靠皂化、乳化作用或浸透溶解除去金属工件表面的油污，清洁底材的方法称为脱脂（或除油）。常见的脱脂方法有：碱液清洗、有机溶剂脱脂、表面
5、活性剂、乳化剂脱脂、电化学除油。控制的工艺参数：碱度、温度、工作时间、喷淋压力。,漆前表面处理,2023/9/28,10,2 涂装工艺,2.锆系磷化,漆前表面处理,反应机理,2023/9/28,11,2 涂装工艺,2.锆系磷化,漆前表面处理,转化膜厚度:20 to 50 nm转化膜由氧化锆为主的纳米颗粒组成。,2023/9/28,12,2 涂装工艺,电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装的分类：按沉积性能可分为阳极电泳(AED)（工件是阳极，涂料
6、是阴离子型）和阴极电泳(CED)（工件是阴极，涂料是阳离子型）；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有恒电压法和恒电流法。,电泳涂装：（electro-deposition),2023/9/28,13,2 涂装工艺,电泳涂装的发展过程,1809年，俄国化学家列斯首先发现了胶体粒子在电场作用下产生电泳的现象。1960年，英国的卜内门公司与里兰公司共同研制成功阳极电泳涂料。1963年，福特公司建立了世界上第一条完整的电泳涂装线。1969年，美国在电泳涂装线上成功引入超滤技术。1971年，第一代阴极电泳漆在通用汽车公司投入使用。1976年，第二代阴极电泳漆在通用公司成功应用。日本和英国197
7、7年由美国引进技术后，其汽车涂装从78-79年向阴极电泳涂装转化。80年代中期，美、德、日等开发厚膜型阴极电泳涂料。90年代末，顺应环保法规要求的无铅电泳涂料相继投入应用。目前，阴极电泳涂料已发展到第六代。,2023/9/28,14,2 涂装工艺,电泳涂装,电泳涂装与其他涂装方法相比较，具有下述特点：（1）采用水溶性涂料，以水为溶解介质，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患；（2）涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%95%；（3）涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方
8、法对复杂形状工件的涂装难题；（4）生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高劳动效率；（5）设备复杂，投资费用高，耗电量大，其烘干固化要求的温度较高，涂料、涂装的管理复杂，施工条件严格，并需进行废水处理；（6）只能采用水溶性涂料，在涂装过程中不能改变颜色，涂料贮存过久稳定性不易控制。,2023/9/28,15,2 涂装工艺,电泳涂装,2023/9/28,16,2 涂装工艺,电泳涂装,阳极：2H2O-4eO2+4H+阴极：2H2O+2e-2OH-+H2 R-NH+OHR-N+H2O,电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电解、电泳、电沉积、电渗四个过程。电泳：带电颗粒在电场作用
9、下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳。,2023/9/28,17,2 涂装工艺,阴极电泳示意图如下,2023/9/28,18,2 涂装工艺,PVC喷涂线,密封胶 涂于车身须防止水渗入的部位。主要功能是防止焊缝渗水透气、提高车身的耐腐蚀性和密封性。密封胶烘干后应具有弹性和良好的附着力，使其受振动时不开裂或脱落。目前密封胶、车底涂料都采用PVC系列材料，主要由聚氯乙烯树脂、增塑剂、填充料、附着力增强剂、稳定剂、防止发泡剂等构成车底涂料 其功能如下：提高车身底板的耐腐蚀性；对外来冲击具有缓冲作用；防止由发动机、路面接触和车身振动产生的噪音；起绝热作用；对焊接和铆接处间隙和凹坑起到密封胶的作用等。
10、喷涂厚度达13mm，一般涂在车身的挡泥板内部、车轮罩内部、发动机罩内部底板、下纵梁等部位。,2023/9/28,19,全自动机械手喷涂车底涂料,2 涂装工艺,2023/9/28,20,2 涂装工艺,中间涂层涂装,中间涂层简称中涂层，其主要作用是改善被涂车身表面和底漆的平整度，为面漆层创造良好的基底，提高面漆涂层的鲜映性、丰满度和抗石击性，以达到良好的外观装饰效果。使用手工喷涂、自动喷涂或静电喷涂等工艺方法。涂膜厚度一般为3040m。涂装环境与面漆相同，达到清洁无尘，喷漆室垂直风速0.450.5m/s，照度800 lx，相对湿度6070%左右。中涂烘干150 1520min。中涂烘干后的打磨应有
11、规律，打磨方向应一致，选用400800#水砂纸进行湿打磨。中涂涂料主要是三聚氰胺改性的聚氨脂类涂料，属热固性合成树脂涂料。未来中涂涂料向水性涂料、高固体份涂料等方向发展。,2023/9/28,21,2 涂装工艺,中间涂层涂装,中涂工艺应包括下表所示的工艺内容 中涂工艺内容表,2023/9/28,22,2 涂装工艺,面漆涂装的目的是车体外板的装饰和保护。装饰性赋予汽车更漂亮、更豪华、更庄重的外观；保护性是需要面漆膜不仅对中涂层和电泳底漆膜保护作用，而且本身具有保色性、耐候性、耐污染性、抗划伤性、耐酸雨性等高功能性，才能保护自身。面漆涂装工艺方法可分为以下三种：本色系 金属闪光色系 珠光色系,面漆
12、层涂装,2023/9/28,23,2 涂装工艺,面漆涂装工艺条件,喷漆室一般采用上送风下抽风型喷漆室，风速：手工喷涂工位0.450.5m/s，自动静电喷漆工位0.3m/s 照明：800 lx以上 相对湿度：6070%喷枪工作压力：0.450.55MPa 涂料吐出量：300500ml/min 喷涂距离：200300mm 金属底色漆+罩光清漆采用“湿碰湿”喷涂工艺，一般喷涂金属底色漆工序和罩光工序之间的晾干时间要确保35min（涂膜溶剂挥发达95%以上）。,2023/9/28,24,2 涂装工艺,机器人自动喷漆,人工喷漆,2023/9/28,25,2 涂装工艺,打磨 打磨的主要目的是：1、清除底材
13、表面上的毛刺及杂物；2、消除工件涂覆面的颗粒、粗糙和不平整度，如刮过腻子的表面在干燥后一般表面粗糙不平整，需要靠打磨来获得平滑的表面；3、增强涂层的附着力。涂料在平滑表面上的附着力差，打磨后可增强涂层的机械附着力。,2023/9/28,26,2 涂装工艺,抛光 抛光是使面漆涂层具有柔和、稳定的光泽，使漆面更加平滑，这是提高涂层装饰性的一种手段，一般仅在对装饰性要求高的高级产品的涂装工艺中采用。,2023/9/28,27,车身喷蜡 基于轻量化的考虑，汽车车身设计了大量的空腔结构，由于车身内腔内部在电泳底漆涂装过程中离电极较远，电场较弱，形成的电泳底漆层较薄，且由于空腔内部是看不见的部分，并不要求
14、具有良好的装饰性，因此在后续的涂装工艺过程中，空腔内部不再进行中涂和面漆涂装。因此，车身空腔内部表面的防腐蚀能力很难达到要求。为了提高其防腐性能，需在那些电泳底漆层相对较薄、且又不再进行中涂和面漆涂装的部位喷一层防锈蜡，形成憎水层。为了便于实现防锈蜡的喷涂，在车身空腔结构部位设计有很多喷蜡工艺孔。,2 涂装工艺,2023/9/28,28,3 涂装工艺方法,3.1空气喷涂 是靠压缩空气的气流使涂料雾化成雾状，在气流的带动下，涂到被涂物体表面上，形成一层均匀致密涂层的涂装方法。该方法效率高、作业性好，每小时可涂装150200m2，且能得到均匀美观的漆膜。但缺点是涂料损耗大，漆物分散多，涂料利用率一
15、般为5060%。,2023/9/28,29,3 涂装工艺方法,3.1空气喷涂喷枪 1.喷枪的分类 按涂料供给方式：吸上式、重力式和压送式。按涂料和空气混合方式：内部混合型、外部混合型。2.喷枪的构造 一般常用的由喷头、调节部件和枪体三部分构成。喷头由空气帽、喷嘴、针阀等组成，它决定涂料的雾化、喷涂图样的改变。调节部件是调节涂料喷出量和空气流的装置。枪体上装有开闭的枪机和防止漏漆、漏气的密封件。,2023/9/28,30,3 涂装工艺方法,3.1空气喷涂喷枪操作要点三要素：喷涂距离：标准的喷涂距离采用大型喷枪时为2030cm，小型喷枪为 1525cm，空气雾化的手提式静电喷枪为2530cm。喷枪
16、运行方式：包括喷枪对被涂物表面的角度和喷枪运行速度。应保持喷枪与被涂物面成直角，平行运行，喷枪移动速度一般为3060cm/s。喷雾图样搭接：图样前后搭接幅度应保持一定，一般为1/41/3。,2023/9/28,31,3 涂装工艺方法,3.2 静电涂装 是以接地的被涂物作为阳极，涂料雾化器作为阴极，接上负高压电，在两极间形成高压静电场，在阴极产生电晕放电，使喷出的漆滴带电，并进一步雾化。按照同性相斥异性相吸的原理，带电漆滴受高压静电场的作用沿电力线方向高效地吸附在被涂物上。特点：1.涂料利用率高，可达8090%；2.提高了自动化程度，适于大批量流水线生产；3.无漆滴分散，改善了生产环境；4.涂装
17、质量好，能使被涂物突出部分、顶部和角部也有良好的涂装效果。5.高压静电，易发生事故，不利于不良导体的涂装；6.对所用涂料的溶剂有一定的要求，如电性能、沸点和溶解性等。,2023/9/28,32,3 涂装工艺方法,3.2 静电涂装静电涂装所用电压一般为50100kv，固定型静电涂装为80100kv；手提式为5060kv。极距一般为2530cm，太近就会产生火花放电的危险，太远时涂着效率就差。手提式静电喷枪一般压缩空气的工作压力为0.30.6MPa,2023/9/28,33,4 涂装三废处理,涂装车间产生的“三废”废气、废水、废渣主要危害会对环境造成大气污染和水质污染。1.大气污染 造成大气污染的
18、主要物质是烟尘、粉尘和有害气体等。涂装车间废气主要由喷漆室、流平室、烘干室处产生，主要有挥发性溶剂、涂料粉尘、热分解产物、燃烧废气等。废气处理方法：直接燃烧法、触媒氧化分解法、活性炭等吸附剂的吸附法、水洗2.水质污染 主要废水有：前处理废水；电泳废水；喷漆室废水；湿打磨废水等。废水处理方法：凝集沉淀法、上浮分离法、离子交换法、膜分离法生化处理法等,2023/9/28,34,5 涂装SE同步工程,同步工程（SE Simultaneous Engineering）,亦称工艺同步工程，是对产品开发及其相关（制造和支持等）过程进行集成、并行的系统化工作模式。它特指工艺审核与产品研发同步，意为在产品设计
19、研发过程中，工艺提前介入，提前输入制造期工艺实施对产品的要求，协助产品设计部门优化产品制造工艺，改善并提高产品的可制造性，辅助产品更容易在制造阶段实现。,2023/9/28,35,同步工程的意义,5 涂装SE同步工程,其意义在于由于工艺的提前介入，将原本要留到工艺实施时才会暴露的问题提前暴露并予以解决，以期使产品研发和后期的工艺实施尽量实现无缝对接，意即通过防止产品研发和生产实际脱节来缩短车型的研发周期、降低研发的成本投入，同时避免量产后出现的大量产品设变和开发计划的延期。,2023/9/28,36,5 涂装SE同步工程,涂装同步工程定义,涂装同步工程（SE），顾名思义是汽车开发过程中，涂装工
20、艺参与设计开发并与之同步的过程，主要针对白车身的数模、CAS面、以及产品试制过程进行的工艺方面的分析，为设计提供可行的工艺设计变更。,2023/9/28,37,5 涂装SE同步工程,涂装同步工程的目的,其主要目的是对于产品设计存在的问题在图纸设计、数模生产阶段进行审核，预先对在工艺实施时才可能出现的问题点采取改善措施，使车型在车间生产性、车身密封性、车身防锈性、工艺操作性等方面得以提高；产品的研发和生产不脱节。也就是图纸上的产品可以在现实的车间里生产出来。,2023/9/28,38,5 涂装SE同步工程,SE分析的阶段描述及主要内容,2023/9/28,39,5 涂装SE同步工程,涂装工艺性分
21、析,沥液孔分析：分析车身沥液孔的数量和大小是否足够，位置是否在所在区域钣金的最低位置，分析工艺液体在预定的时间内能否达到排放要求，一般的判定标准是车体进入下一工位前不应有连续的工艺液体流出及工艺液体残留过多等问题。,工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽空）,2023/9/28,40,5 涂装SE同步工程,涂装工艺性分析,排气孔分析：分析车身排气孔数量和大小是否足够，位置是否在最上端，浸洗处理过程中车身排气不良产生气泡，导致该区域不能有效处理或处理时间不足，造成车体局部涂装处理效果不良，影响产品的涂装质量。重点分析顶盖及其连接处易产生气泡的部位。,工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽
22、空）,2023/9/28,41,5 涂装SE同步工程,涂装工艺性分析,电泳防电磁屏蔽孔分析：分析车身空腔结构中防电磁屏蔽孔的位置、大小、数量及节距是否合理，能否有效防止电磁屏蔽问题，以确保空腔内部电泳涂膜的厚度达到设计要求。如果电磁屏蔽不能消除，密闭空腔产生电磁屏蔽，电力线不能进入，电泳漆膜不能形成或厚度不够而产生锈蚀，导致防腐性能下降。,工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽空）,2023/9/28,42,5 涂装SE同步工程,油漆喷涂对车身结构的要求,总装装配后的漆面可视区域都能够喷上中涂、色漆、清漆重点区域是门框边缘、铰链和前后盖流水槽、发仓和备件仓区域车门开关能够自动定位避免在员工
23、喷涂时门自动关闭不方便员工喷涂并产生漆膜碰伤合理保留工艺辅助孔：在员工喷胶、涂胶、喷漆过程中，需要用支杆等工装将前后盖或门支撑起来，方便操作,2023/9/28,43,5 涂装SE同步工程,空腔注蜡对车身结构的要求,空腔注蜡，简言之就是在车身底部及其他钢板夹层及空腔中打入一定量的液态蜡，经过特定工艺流程使留在车身空腔内部的蜡形成均匀的保护蜡膜，令水滴无隙可入，保证了整车良好的防腐性能。,2023/9/28,44,5 涂装SE同步工程,空腔注蜡对车身结构的要求,分析内容：防锈蜡用孔的位置和大小是否合适。产生后果：无法满足喷蜡工艺要求，无法喷蜡导致锈蚀。分析项目：,防锈蜡用孔的分析,（1）孔位应该
24、开在防锈蜡容易喷到的区域；（2）防锈蜡喷涂的零件，所用的孔是否有足够的操作空间；（3）孔的大小要大于防锈蜡喷枪枪嘴的大小。,2023/9/28,45,5 涂装SE同步工程,涂装同步工程的应用现状,国外：大的汽车公司都有应用了同步工程的成熟的汽车开发流程国内：各自主品牌刚刚起步，主要通过和国外做同步工程的公司合作。由于韩国人对中国国情比较了解，目前国内的汽车开发同步工程的工作几乎都由韩国人把持，如韩国DPECO公司。涂装SE分析可用一些专业软件，如VPS/DIP（浸洗）、VPS/EDC(电泳)、VPS/ESC（静电喷涂）、VPS/DRY（烘干）、VPS/CP(喷蜡)，结合车型数模和具体生产线参数进行数字化分析，可提高效率，弥补标准和经验上的不足。目前，涂装同步工程工作大多凭经验，真正用软件进行数字化模拟和分析的还比较少。,
