商用車3C2B水性面漆線節拍提升淺析

魏新戰，張充，張含

商用車3C2B水性面漆線節拍提升淺析

魏新戰，張充，張含

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章介紹了傳統水性3C2B面漆線的工藝流程及特點，主要從過程控制、材料選擇、輸送設備匹配、噴涂機器人工藝參數調整、烘干條件等多方面分析，識別出面漆線節拍提升的可行性及過程中改造點。

3C2B面漆線；節拍；提升

前言

目前國內經濟增速和投資增速趨緩，作為經濟晴雨表之一的商用車行業整體市場也趨于穩定，但與消費關聯度較高的物流市場將長期向好，重卡高端化趨勢更加明顯。同時市場受GB1589、供給側改革、治理超載等因素影響，重卡市場整體需求水平穩定在100萬輛～110萬輛之間。同時由于環保政策日益嚴格，發展“低能耗、低污染、低VOC”的新型水性油漆線使用日益廣泛。

因為重卡市場的持續高位市場需求，各主流主機廠均面臨產能突破的問題，為短時間內搶抓市場，各企業也結合自身面漆線的工藝特點，通過一些技改技措項目、設備保障能力的提升實施，最大能力發揮線體的產能，助力企業發展。

1 3C2B水性面漆線工藝及特點

1.1 工藝

3C2B水性面漆線由傳統的油性線發展而來，大體布局與建線較早的傳統油性3C2B基本類似，3C指的是中涂層、色漆層和清漆層，2B指的是中涂層和面漆層的烘干（流程見圖1）。

圖1 3C2B水性面漆線流程示意圖

1.2 3C2B水性面漆線工藝流程特點

1）工藝要求：底漆80℃×8min預烘干（即熱閃干），中涂、清漆分別（145±5）℃×30min，噴房溫度21℃～25℃，噴房濕度60%～70%；

2）線體特點及優勢：工藝相對比較成熟，過程質量易控制，控制簡單，施工過程與溶劑型工藝相當，生產較穩定；

3）工藝流程：打磨→中涂漆噴涂→中涂烘干→面漆打磨→面漆噴涂→熱閃干→清漆噴涂→面漆烘干。

2 面漆過程控制及瓶頸工序識別

2.1 基本情況及控制參數

中涂、面漆共9個工序，通過主輸送鏈連續進車，鏈速1.998m/min ，工件間距3.500m，重點設備包含空調送風系統、材料供給系統、輸送系統、機器人等。

表1 工序處理方式及控制參數

根據RPN（風險系數）、過程控制計劃、現場實際質量問題反饋，一般面漆線體機器人噴涂條件、熱閃干時間、中涂及面漆烘干時間是整個線體結構中的主要節拍制約工序。

3 主要節拍制約因素的分析

3.1 機器人噴涂條件

1）噴涂機器人是3C2B水性面漆線的重點設備，主要分為中涂、底漆、清漆機器人工作站，各工作站根據工件尺寸大小及噴涂工藝要求選擇布置設備數量。

表2 機器人噴涂油漆條件

2）噴涂機器人主要采用水性漆靜電旋杯噴涂，與傳統的人工噴涂相比，具有噴涂質量穩定，節能環保，生產自動化，工作效率高等優點。主要影響噴涂機器人主要通過輸送系統鏈速快慢影響整個面漆生產線節拍。而輸送系統鏈速的快慢又與工件尺寸、油漆材料、施工環境、機器人工藝參數設定相關聯。若提升面漆鏈速，需通過對機器人仿形流程的理論計算、路徑設計、噴涂開關槍設計、姿態設計、示教、路徑測試、姿態校正、工藝參數調整、路徑優化、工藝參數優化，匹配示教出合適的工件噴涂參數及線體鏈速。

表3 噴涂參數

3.2 面漆熱閃干

熱閃干是色漆和罩光漆之間的預烘干工序，目的是為后續的罩光漆噴涂提供條件（除水，防止流掛）。由于水的特性與有機溶劑不同，水性漆在常溫下閃干只有10%～15%的溶劑揮發，因此水性漆在噴涂后一般需要經過在80℃左右條件下的預烘干，使水性漆濕膜獲得理想的脫水率并達到噴罩光漆時所要求的車身溫度。一般要求脫水率需達到≧92%才能進行清漆噴涂，如果脫水未達到工藝要求會導致氣泡、針孔等質量缺陷。

熱閃干的工藝時間越長，空氣循環次數越多，相當于增加了空氣與車身表面的基礎面積，對流蒸發效果好，干空氣吸水充分，換氣也充分。縮短熱閃干時間，可適當提高設定溫度，改善脫水效果。

圖2 熱閃干爐溫測量曲線

熱閃干結果好壞主要參考脫水率、車身溫度兩個重要指標，一般要求脫水率≥92%，車身溫度≯35℃。為確保這兩個參數滿足線體工藝要求，主要需對熱閃干室體長度、加熱設備選型做一定要求。若提升面漆線體鏈速，必須在現場實驗驗證，確保熱閃干后駕駛室脫水率≥92%，車身溫度≯35℃，只有滿足上述兩個指標參數后，方能繼續提升鏈速，進而提升面漆節拍。參考國內主機廠及油漆實驗室小試驗證，閃干時間一般≮5min。（圖2為熱閃干爐溫測量曲線，由圖可看出，進入熱閃干室體3min后即可達到設定溫度80℃）。

3.3 中涂、面漆烘干條件

水性底色漆經過熱閃干，已初步固化，最后的烘烤只需滿足清漆徹底固化，整個涂層體系即可滿足工藝要求（見圖3）。目前汽車行業中駕駛室中涂、面漆主要使用單組分聚氨酯低溫固化水性漆，罩光清漆使用的單組分聚氨酯低溫固化油性漆。為使油漆徹底烘干，中涂漆及清漆的烘烤時間與溫度必須滿足各自烘烤窗口曲線。因各種顏色油漆特性存在較大差異，一條生產線體要兼顧多種顏色的烘烤，這就需要對多種顏色油漆進行逐一烘烤窗口驗證，使設置的烘烤條件均衡的滿足線體多種油漆需求。

圖3 涂層分層圖示

結合行業主流主機廠家，一般中涂及面漆烘干溫度（145 ±5）℃×30min，但各種油漆烘烤窗口有一定的區間范圍，可通過提升烘干設置溫度并縮減烘干時間，調整漆膜固化時間，進而改變烘烤鏈速，提升整個面漆節拍。如圖4所示。

圖4 油漆烘烤窗口區間示意圖

4 結語

綜上所述，影響3C2B水性面漆線節拍的掣肘因素主要包含機器人噴涂條件、熱閃干時間、中涂及面漆烘干時間。任何一個面漆生產線想提升生產節拍，首先應權衡考慮這三方面影響因素，逐一驗證。為了確保提速過程中不出現問題，需要進行小批量驗證再放大的過程，最后穩定了，將生產線體施工環境及設備參數固定，進而固化工藝。

Analysis on the Beat Improvement of Water-Based Topcoat Line of Vehicle 3C2B

Wei Xinzhan, Zhang Chong, Zhang Han

( Shaanxi Heavy Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

The technological process and characteristics of the traditional water-based 3C2B topcoat line were introduced. The analysis was mainly from the process control, material selection, conveying equipment matching, spraying robot process parameter adjustment, drying conditions and other aspects, which identified the feasibility of the topcoat line beat improvement and transformation points in the process.

3C2B topcoat line; Beat; Promotion

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.04.045

U466

B

1671-7988(2021)04-147-03

U466

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1671-7988(2021)04-147-03

魏新戰（1988-），男，工程師，就職于陜西重型汽車有限公司。主要從事工廠規劃，涂裝方面技改項目的調研、論證、實施及過程管控工作。