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汽車保險杠塗裝生產線噴塗出現尖角滴漆的原因及解決方案

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汽車保險杠塗裝生產線噴塗出現尖角滴漆的原因及解決方案

[來源:汽車保險杠塗裝生產線][作者:尖角滴漆][日期:20-06-10][熱度:]

   汽車保險杠是整車必備零部件,擔負著保護駕乘人員安全的重要使命,同時也對整車外觀起到裝飾和點綴作用,在製造過程中成為關注焦點之一。然而,在保險杠靜電噴塗加工過程中經常出現缺漆、流掛、縮孔、色差等一係列不良,給產品外觀質量甚至整車裝配帶來困擾。其中,有一類不良歸因於保險杠自身結構,當保險杠存在銳利的尖角結構時容易出現尖角滴漆的問題。

   1、尖角滴漆的形成原因

 尖角滴漆是指保險杠靜電噴塗烘烤後,在尖角處有油漆的集聚,並形成漆滴的現象。

滴漆不良的出現,主要有以下幾個方麵原因:

 1)產品結構與噴塗姿態:保險杠存在較為銳利的尖角結構,且在噴塗過程中通常采取鞍馬式噴塗,尖角自然朝下放置。若尖角與地麵垂直或接近垂直,油漆會在重力作用下逐漸往尖角處聚集,最終形成一顆漆滴。

 2)噴塗軌跡:機器人噴塗軌跡若存在疊槍率高,勾邊位置不合理、槍距過近等缺陷時易造成滴漆;同時噴塗吐出量設置過高等同樣可能造成尖角滴漆。

 3)塗料自身性質:若塗料在開發過程中,自身抗流掛性較差;或者某些顏色漆膜噴塗較厚,在噴塗過程中同樣易於出現尖角滴漆。

不難發現,尖角滴漆出現的本質原因在於保險杠本身的結構,當存在尖角結構且噴塗過程中與地麵成垂直或者近垂直擺放時,尖角滴漆現象易於發生。

   2、尖角滴漆不良的解決方案

根據產生尖角滴漆的主要原因,要想改善或者消除尖角滴漆,根本上就是要減少油漆往尖角處的流動,保證尖角處無多餘油漆聚集,同時確保尖角處外觀滿足要求。通過仔細研究和大量的現場試驗發現,尖角滴漆不良主要可以從以下幾個方麵進行解決。1)塗料自身抗流掛性優化;2)機器人噴塗軌跡優化;3)外加導體靜電引流。

  2.1 塗料自身抗流掛性優化

抗流掛性優化一般從改善流掛極限、適量添加快幹稀釋劑、提升塗料黏度、添加抗流掛助劑等幾個方麵著手流掛極限和黏度均已在要求範圍內,計劃對添加快幹清漆稀釋劑和抗流掛助劑2種措施進行現場驗證。

 2.1.1 添加清漆快幹稀釋劑

夏季通常采用慢幹稀釋劑,為了解決尖角滴漆,現計劃添加適量快幹稀釋劑進行驗證。快幹稀釋劑的添加,不會對清漆黏度造成影響,主要原理是讓清漆噴塗流平過程中能更快揮發,殘留在保險杠上的溶劑減少,相應的流掛積漆問題會得到改善。

 2.1.2 添加抗流掛助劑

抗流掛助劑為一種能夠改善流掛性能的小分子化合物,在塗料開發過程中通常會少量添加保證良好的抗流掛性能。在施工過程中,可以根據生產情況適量調整其比例,以達到較好的品質要求,其含量一般控製在1.5%以內。過量添加可能會導致塗料基本物性和施工作業性出現異常,因此在添加過程中需要謹慎,並且同時進行塗料性能測試,確保性能滿足要求。添加抗流掛助劑作為一種重要方法,可以用來解決尖角滴漆不良。但也存在諸多局限性:首先助劑價格較高,塗料成本會提升;同時助劑與基體材料性能差異較大,容易造成塗料整體性能特別是漆膜外觀的不良,能否尋找合適的助劑以及適當的添加量給助劑的添加使用帶來了挑戰。

  2.2 機器人噴塗軌跡優化

對於尖角滴漆,從機器人噴塗軌跡著手,可以進行相應調整和優化。通過對當前噴塗軌跡分析,得出以下優化方案並進行現場驗證:

 1)適當增加噴塗槍距:將清漆機器人噴塗槍距向外拉5 cm,尖角滴漆改善不明顯。

 2)尖角附近分刷子噴塗:為了盡量減少尖角位油漆噴塗量,考慮將尖角附近分不同刷子進行噴塗,確保越靠近尖角處吐出量降低。驗證發現,尖角滴漆仍無明顯改善,其主要原因在於:尖角區域麵積較小,刷子分段點位置較低,尖角區域對應的刷子在很短時間內就已噴塗完畢,吐出量的變化對其膜厚影響甚小,最終導致滴漆改善不明顯。

 3)針對2)中刷子分段點偏低,效果不明顯問題,方案3)考慮將分段點位置上移約2cm,噴塗後發現滴漆有所改善,但尖角附近的目視外觀數據下降明顯,不能滿足外觀要求。

 4)尖角處刷子關閉靜電:尖角處刷子關閉靜電是為了降低尖角位的上漆率,與方法2)原理基本類似,結果顯示滴漆改善效果不明顯。

綜上所述,通過調整優化機器人噴塗軌跡的幾種方案改善效果均不明顯,同時對外觀損失較大,未能很好地解決尖角滴漆不良。

  2.3 尖角滴漆靜電引流

 前述兩種方法:塗料抗流掛性優化和機器人噴塗軌跡優化的根本出發點在於減少尖角位置油漆的噴塗量或者從上端流動至尖角處的油漆量。通過驗證,改善效果不明顯或者是帶來相應的外觀問題。不難發現,在上述兩種驗證方案中,始終存在著一對矛盾:滴漆的減少與漆膜外觀(主要是橘皮)的惡化是彼此同時存在的,難以找到合適的平衡點。

 如何很好地避開滴漆減少與橘皮惡化的矛盾是解決尖角滴漆不良的最根本最有效方法。設想若在正常噴塗情況下,將尖角處多餘的油漆有效引流至其他部位,這樣既保證良好的外觀品質又能確保尖角無滴漆。本部分介紹的靜電引流是指:在尖角附近引入額外的高導電性物體(錫箔紙、鐵絲環)等,利用靜電吸附和靜電屏蔽效應將噴塗中的多餘油漆有效轉移至錫箔紙和鐵絲環上,從而避免尖角處多餘油漆堆積,又不影響尖角附近外觀品質,很好地解決了尖角滴漆的不良。

  2.3.1 錫箔紙靜電引流

 錫箔紙是一種質地很薄、很軟、導電性良好、化學性質穩定且耐熱性能良好的導體,價格也相對便宜,在工業生產和生活中得到廣泛應用。

 1)錫箔紙靜電引流簡介:如圖2所示,用導電夾夾取一小片錫箔紙於保險杠尖角處。錫箔紙的大小無特殊要求,一般與尖角最下端齊平即可,夾取位置可根據導電夾的線長和錫箔紙大小適當調整。錫箔紙靜電引流的基本原理為靜電吸附效應:錫箔紙導電性好,保險杠噴塗時尖角位多餘的油漆會在靜電場作用下往錫箔紙上聚集,從而大大減少往尖角聚集的可能性,有效解決了尖角滴漆的問題。從圖2可以看出:尖角處無可見積漆,錫箔紙上明顯可見一層油漆吸附;同時尖角附近目視外觀較好,橘皮測試數據仍在管控範圍內。連續過線噴塗30套,均呈現同樣的效果。

 2)錫箔紙靜電引流主要優勢:機器人靜電噴塗時,需要在上掛區域用導線和導電夾將保險杠素材與地麵導通,提高靜電噴塗效率。因此,隻需要將提前備好的錫箔紙包住保險杠邊緣,然後用導電夾一起夾住即可,具有很強的可操作性。同時錫箔紙價格便宜,且具有很高的耐熱功能,80 ℃烘烤後無有毒氣體產生,對於成本和環境都不會帶來負麵影響。其最大的優勢還在於可以保證機器人正常過線噴塗,無需對塗料和噴塗參數、軌跡進行調整,可以保證良好的外觀,很好地平衡了滴漆減少與外觀惡化之間的矛盾。

  2.3.2、鐵絲環靜電引流

 1)鐵絲環引流簡介:用一根細長鐵絲,一端與工裝上金屬部位連接(可考慮用導電夾夾取連接),另一端折成環狀,將保險杠尖角放置於環中央位置,確保保險杠不與鐵絲環直接接觸即可,如圖3所示。

 2)引流原理:鐵絲環解決尖角滴漆主要是運用了靜電屏蔽效應,由於鐵絲環屬於良好的金屬導體,當其接地時,將對處於其中央的保險杠尖角起到靜電屏蔽作用。基於此,保險杠噴塗時油漆將隻會被吸附至鐵絲環上,而不會往尖角處聚集,非常有效地解決了尖角的滴漆問題。從圖5中很容易發現,鐵絲環上吸附了較多的油漆,而保險杠尖角處無可見積漆,外觀較好;連續過線噴塗30套進行批量確認,尖角無明顯滴漆同時目視橘皮外觀較好且長短波測量數據在管控範圍內,改善效果顯著。

 3)鐵絲環靜電屏蔽效應主要特點:和錫箔紙吸附效應類似,采用鐵絲環靜電屏蔽同樣能夠很好地平衡滴漆減少和橘皮惡化之間的矛盾,無需額外對塗料、噴塗軌跡參數等進行調整,在正常噴塗條件下解決了尖角的滴漆不良。和錫箔紙靜電吸附相比,鐵絲環作業稍複雜,且鐵絲環上油漆需要定期清理,否則會使靜電屏蔽效應降低,滴漆改善效果下降。

  3、結語

保險杠尖角滴漆不良涉及塗料、機器人噴塗軌跡、靜電效應等多個方麵,且尖角滴漆修複作業性差,給生產企業帶來諸多困擾。本文提出的錫箔紙和鐵絲環靜電引流效應很好地平衡了滴漆減少與橘皮惡化之間的矛盾,為滴漆不良提供了有效解決方案。為了創造美好的汽車生活,滿足廣大消費者不斷升級的外觀需求,在實際生產中應該充分權衡利弊,不斷尋求更佳的技術解決方案服務於高品質汽車產品。

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