新颜色油漆施工工艺开发应用研究
摘要：对新颜色油漆颜色开发、工艺策划、工艺验证、试生产整个过程进行介绍，论证分析了各过程中的问题解决方案。
关键词：新颜色油漆；颜色开发；工艺策划；工艺验证
引言
随着时代的发展，汽车的品牌日益增多，汽车的颜色也日益丰富。绚丽的色彩赋予了汽车极佳的视觉美感，成为人们购车时一个重要的因素，但形成多彩漆膜还要靠“三分材料、七分工”才能实现，因此也带来新颜色的油漆施工工艺的开发与验证。本文重点论述新油漆在生产现场工艺验证环节的相关课题。
1油漆颜色开发过程
油漆颜色开发过程是指：用户指定颜色后，汽车驾驶室生产厂根据用户颜色委派油漆供应商进行颜色开发，使生产完毕的驾驶室颜色满足用户要求，此阶段需重点考虑以下几个问题。
1.1开发后的新颜色漆膜功能性指标应符合企业标准
避免因油漆性能指标不满足要求，交付用户后出现面漆质量缺陷。若汽车驾驶室生产厂无企业标准，可要求供应商开发油漆后的性能指标不低于现有标准。
1.2油漆颜色开发时要充分考虑现场施工工艺
油漆供应商应首先进行现场施工过程参数调查与收集，按照现场施工参数进行开发。若油漆供应商仅针对实验室条件下进行颜色开发，极易造成现场无法施工或难以达到期望的漆膜质量要求。
1.3新油漆的施工窗口应尽可能宽广
考虑到产品件的施工工艺略有差别（同时适应机器人及人工喷涂），膜厚、过程参数会有一定的波动，就要求在膜厚、过程参数波动范围内不管是人工喷涂还是机器人喷涂的色差均满足客户指定颜色要求。
1.4点修修补工艺的适应性
确保不同施工工艺下，漆膜质量具有一致性，使修补喷涂后的产品件无色差，必须确保点修喷涂位置与周边目视无色差。
1.5优良的施工遮盖力
遮盖力是影响现场施工的主要因素之一，优良的遮盖力是保证生产节拍、漆膜色彩质量的主要参数之一。
2工艺开发过程
工艺开发过程是指颜色开发完毕后，油漆使用单位根据自身涂装设备和油漆材料开发出适合自身的施工工艺，使其按照此工艺施工时，生产成本低、效率高、漆膜表面质量优良。以下仅针对色差控制与橘皮长短波控制进行论述。
2.1最佳喷涂膜厚的确定
由于此新颜色为客户指定颜色，而且由于此颜色特殊的配方原因，此颜色遮盖力高达85μm，而我们通常使用油漆的遮盖力仅为20~30μm。为保证驾驶室与客户提供的标准色板目视无色差，需要在现场对样板进行梯度膜厚喷涂，对不同膜厚位置进行色差数据检测（见表1），找出该油漆单层膜厚施工范围，指导现场生产。以上试验结论是根据黏度、温度、风速、喷涂流量、喷涂压力、“湿碰湿”时间间隔等参数不变的前提下进行的总结，人工喷涂最佳膜厚在42~62μm，机器人喷涂最佳膜厚在35~54μm。
2.2最优橘皮长短波数据确定
长波橘皮受油漆本身施工性影响较大，短波受涂装底材粗糙度影响较大。此阶段在喷涂验证前需确定变量及定量，变量为生产过程中变化明显或可能影响橘皮效果的参数，定量为验证过程中不变的或变化范围小的参数。变量如黏度、油漆流量、“湿碰湿”时间间隔等；定量如风速、温度、喷涂压力、流平时间等。此阶段需逐一对变量进行验证确定（运用控制单一变量的方式），对比分析出最优变量控制范围，指导新油漆的生产线施工生产。
2.2.1流量对橘皮长短波数据影响在控制其余变量及定量在常态数值的条件下，通过改变机器人流量来测定各个流量下的长、短波及DOI数值（见表2），进而探测出最佳流量值。通过以上数据总结，当流量控制在300~400mL/min时，橘皮效果较好，鲜映性指标受流量影响较小。
2.2.2“湿碰湿”时间间隔对橘皮数据影响在控制其余变量及定量在常态数值的条件下，通过选择不同的“湿碰湿”时间间隔来测定各个间隔下下的长、短波及DOI数值（见表3），进而探测出最佳“湿碰湿”时间间隔。通过以上数据总结，当“湿碰湿”时间间隔控制在2~3min时，橘皮外观、长短波参数效果较好。“湿碰湿”间隔时间过长时会影响鲜映性指标，时间过长或过短都会使长、短波数据变大。
2.2.3黏度对橘皮数据影响在控制其余变量及定量在常态数值的条件下，通过选择不同的黏度测定各黏度下的长、短波及DOI数值（见表4），进而探测出最佳黏度。通过以上数据总结，当黏度在15.0~15.5s之间时，橘皮长短波参数及外观效果较好，鲜映性指标受黏度影响较小。综合以上试验数据，我们确定了此新颜色油漆的施工参数：流量300~400mL/min，“湿碰湿”时间间隔2~3min，油漆黏度15.0~15.5s。
3工艺验证过程
工艺验证过程是指按照先前开发的工艺方案进行现场工艺验证，通过驾驶室面漆数据验证先前策划的工艺方案是否合理，发现问题解决问题。此阶段若出现质量缺陷，需及时调整，避免试生产、生产阶段造成驾驶室批量质量问题。
3.1验证实验室开发的油漆性能是否符合复合涂层
检验标准由于油漆开发时是以实验室喷板为依据进行的，性能数据可能与现场喷涂整车时存在一定差异，所以此阶段需要通过喷涂整车来验证用户关注质量缺陷（如附着力、硬度等）。各个位置面漆参数均应满足要求，如发现有局部缺陷，需进行分析研究，通过平衡调整使缺陷部位、其他部位均达标。
3.2验证先前策划工艺方案可行性
在不停线的前提下进行产品件喷涂，通过各工位喷涂操作，评价先前工艺方案的可行性。此阶段重点关注是否符合生产节拍、线平衡是否合理，如存在不合理过程，可通过工步、工序间调整进行弥补、消除。
3.3验证工艺策划过程中的参数设定范围是否合理
将各工位工艺、设备参数调整至前期策划范围内，通过测量面漆数据进行分析对比（见表5），判定过程控制参数的有效性。
4试生产过程
试生产过程是对前期过程进行总体评价验证，并为批量生产做准备。此阶段需根据试生产产品对整体质量状态进行总结分析，寻找出各质量控制平衡点，确定生产过程控制方法及方式。试生产需选取5~10个产品件进行连续生产，一般分为2~5个批次。
4.1关注生产过程的可靠性
通过连续生产的方式，确定生产过程的可靠性，如连续生产时人工喷涂节拍、喷涂时间的确认。需将人工喷涂流量、黏度调整至策划范围内；机器人喷涂时需将流量、轨迹、移动速度、成型空气等参数编辑到机器人系统中。进行连续喷涂验证，当各设置参数均满足连续生产要求时验证合格。
4.2关注产品质量的稳定性
此阶段需对批量生产的产品件的面漆质量进行全方位检测总结。需将先前期望标准与产品件质量进行对比分析，通过同一质量参数折线图或者方差进行稳定性判定。各部位质量状态的稳定性在一定程度上反映此油漆的施工范围较宽，适合批量生产。
4.3关注单车材料消耗指标
需对批量生产过程中使用的油漆辅料进行定量计算，一般以单位面积或同车型单车耗量评价，新开发的油漆用量不应超过批量生产时油漆单位面积或同车型单车耗量的最大值，这同时也是成本控制的关键点。
5结语
本文结合实际案例，对新颜色油漆施工工艺开发过程进行解析，并针对在开发过程中出现的问题进行具体论证。施工工艺的开发属于先前过程开发，其过程开发必须规避相关质量隐患，如开发过程不完整，极易造成产品量产过程中质量问题，当量产发现问题时不仅会影响产品整体质量还会影响交付速度。
参考文献：
[1]郭宏伟，刘美灵.汽车涂装[M].北京：人民交通出版社，2013：11.
作者：刘骁 张思明 毕晓妹 黄建 单位：中国重汽集团济南卡车股份有限公司