減少蒙皮類工件的噴漆“跑花”故障的驗證研究

牛麗娜 梁巍

摘? ?要：針對化銑后蒙皮類工件漆膜表面出現“跑花”的故障缺陷，進行系統性試驗，控制整個流程的要點，通過對漆料自身的內部原因和施工過程中的外部影響因素分析，找出問題的最終原因，并根據原因制定相應的措施，固化操作流程，減少返工率。

關鍵詞：“跑花”故障? 系統性試驗? 過程控制? 固化操作流程

1? 引言

蒙皮類工件在噴漆后，漆膜表面經常出現“跑花”缺陷，此類缺陷成批次性出現，缺陷數量和頻率較高，導致返工率居高不下。重新返工的漆層不僅工序復雜，且返工后的漆層色差會影響外觀質量，造成漆層超厚，存在掉漆風險。另外，大量的返工不僅造成浪費，影響直交件的包發以及裝配件后續工序的生產。因此，為了減少“跑花”缺陷的產生，通過開展系統性的試驗進行分析，制定相應的控制措施，從而減少該類工件的返工率，提高一次交檢合格率，保證生產和發運周期。

2? 缺陷描述

目前，蒙皮類工件的“跑花”缺陷分為兩種表現形式，它們分別為片狀“跑花”缺陷和點狀“跑花”缺陷，具體如下。

2.1 片狀跑花缺陷

在蒙皮表面，“跑花”缺陷在某一面積內基本上成片出現。片狀跑花缺陷（圖1）主要產生于化銑保護膠直接接觸區域及其周圍，經試驗驗證，未接觸過化銑膠的區域不會出現跑花缺陷。圖2為化銑保護膠附著與工件表面，去除該區域的化銑膠后，進行溶劑清洗，噴漆后仍然出現圖1所示的片狀跑花缺陷。

2.2 點狀跑花缺陷

點狀跑花缺陷一般單個出現，沒有片狀跑花缺陷明顯，但是往往又很密集。主要分為露底的跑花缺陷（如圖3所示），即在該缺陷處露出工件基體;以及不露底的跑花缺陷（如圖4所示）。

2.3 “跑花”缺陷產生的機理

對于“跑花”缺陷的產生，最根本的形成機理是由于涂膜和粘附在涂膜上的外來污染物，其二者的表面張力不同所導致的。一方面是由于漆料本身存在的張力梯度;另一方面是漆料或被涂工件受到低張力物質的污染。下面分別對以上兩個原因進行說明。

2.3.1 張力梯度

如圖5示，當涂料噴涂到工件基體上，若含有溶劑的涂料表面張力為r1，基體表面張力為r2，此時r2>r1，不會出現跑花現象（即底材易濕潤，極易形成膜層）。隨著溶劑的揮發，涂料的表面張力發生變化，由r1慢慢提高到r3，當達到r2時，涂層表面就有出現“跑花”的可能性。但當涂料的表面張力達到r2時，漆料粘度已極大，在沒有外界因素的干擾下，此時的表面張力不足以拉破已經成形的涂層，就可以避免“跑花”缺陷。

2.3.2? 張力物質污染

在涂料成膜的過程中，若受到外來污染，使濕膜中存在表面張力低于涂膜的顆粒、液滴等表面活性污染物時，會在整個涂層表面形成張力梯度。此時，以污染物為中心的表面上，涂料向外流動形成凹坑。與此同時污染物拖拉表層以下的涂料（該部分涂料尚未干燥，具有一定的流動性），如果濕膜較厚，里層涂料會移動到表面補充凹坑，即形成不露底的“跑花”缺陷。如果濕膜較薄，里層涂料不會填補凹坑，即形成露底的“跑花”缺陷。具體形狀如圖6所示。

綜上所述，避免“跑花”缺陷的發生，最主要的是要避免在涂膜表面形成時受到外來污染。也就是說，要保證整個過程中的清潔度，一是工件本身的清潔度要求，另一方面是整個流程中環境的清潔度要求。其次，再考慮在噴涂過程中是否存在操作手法和參數設置上的影響因素。

3? 通過實際的生產試驗，分析低張力物質產生的原因

3.1 噴漆流程梳理，尋找關鍵控制點

首先，通過實際的噴漆操作，梳理出整個噴漆流程并確認關鍵點。

由于蒙皮類工件的數量大，底面漆用量整套配制，即開即用，避免外來污染進入漆料中，故在該漆料配制過程中產生外來污染的幾率較少，噴涂后基本上不會出現批次性的“跑花”缺陷。因此引起“跑花”的直接原因就主要集中在整個工件陽極化噴漆的加工過程，包括人員、材料、環境、噴漆方法等方面。

3.2 制定系統性的試驗方案，并驗證

根據施工場所，首先對比噴漆廠房的設備和環境;其次，根據采用底面漆廠家的建議調整槍口徑，以及噴槍出漆量來改善“跑花”缺陷;同時從陽極化到噴漆進行全過程的跟產。

經過人員、設備、漆料三因素的正交對比試驗，得出的結論僅能間接證明良好的環境是減少“跑花”的最基本因素。再者，驗證由于操作過程中，噴槍參數的設置及噴漆的手法問題是否會導致造成“跑花”缺陷。

根據噴漆的噴槍口徑（1.3mm/1.8mm），出漆量大小進行驗證試驗，結果顯示調整噴槍口徑，以及噴槍出漆量能夠減少噴漆后“跑花”缺陷的數量，但不能完全消除“跑花”缺陷。同時，為了驗證噴漆前表面清潔度對“跑花”缺陷的影響，批次性地跟產了陽極化過程，共9槽工件。分析是否是由于在陽極化到噴漆停留和周轉的過程中造成工件污染。

從跟產情況看，工件均進行了充分的處理，滿足表面清潔度的要求。最終的噴涂均未在涂層表面出現“跑花”缺陷。其結果表明，氧化到噴漆的停留和周轉并非是造成“跑花”缺陷的原因，也就是說在滿足時間間隔下，無論陽極化至噴漆的時間間隔長短，無論采用何種水質進行清洗，均不會產生外來的污染物。

3.3 試驗結論

以上試驗結論，再結合生產實際情況，確認產生“跑花”缺陷的要因是外界低張力物質污染所導致，通過對工件從陽極化到噴漆全過程的跟蹤，排除了陽極化及噴漆的過程中人為操作不當的因素，確認了主要產生外來污染物的可能環節為：

（1）在氧化過程之前產生的污染物并未在陽極化過程中清洗干凈。

①噴漆前，未發現工件表面的化銑保護膠（硅膠）殘留（化銑保護膠無法由陽極化過程清理去除），從而導致噴漆后“片狀跑花”缺陷。但該情況發生的幾率很少，隨著化銑噴膠質量的提升，工件周轉速度的加快，膠層的失效現象幾乎可以避免，故在工件進行陽極化前，表面的膠層幾乎完全去除。

②工件在進入陽極化工序之前，需要對蒙皮表面劃傷進行修復。目前修復方法使用潤滑油（通常為硅基）修復后進行打磨，打磨過程中潤滑油污染整個工件表面。由于在修復過程中將潤滑油嵌入工件基體，很難用清洗的方式去除，因此最終導致涂層表面“點狀跑花”缺陷。

（2）噴漆廠房的環境不佳，導致涂層表面被污染。

噴漆前后，工件表面被污染，清潔度不佳;低張力物質由噴漆廠房和噴漆室空氣中的塵埃或其他種類的漆霧組成，但該因素不會造成大面積的“點狀跑花”缺陷，一般產生的“跑花”缺陷數量較少。

4? 針對原因，制定措施，減少缺陷

針對以上制定的實施措施進行了效果跟蹤（共3批）。從陽極化至噴漆的全流程中，以上措施的執行情況良好，最終的噴涂結果均未在涂層表面發現“跑花”缺陷， 具體實施效果見圖7，改善前工件表面貼膠帶處為“跑花”缺陷，改善后工件表面消除“跑花”缺陷。

5? 結語

針對蒙皮類工件的“跑花”缺陷，經過一系列的系統試驗，以及現場管理方面的梳理，從技術上改善，從管理上盡可能消除有害的影響因素，最終使得缺陷返修率下降了45%。有效減少了由于“跑花”缺陷引起的自檢返修，減輕了噴漆操作人員的勞動強度，節省了漆料等材料成本。最重要的是，通過試驗和流程的固化，保證了涂層的質量。

參考文獻

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