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SUV车身橘皮解决方案探讨

来源:长城汽车股份有限公司技术中心 作者:王斌,王小桐,马栋 时间:2019-01-26 点击:
导读:介绍了某SUV车身橘皮解决方案及实验过程,从色漆层、中涂层两个方面就橘皮问题进行分析与研讨。
0 前 言
某司某SUV车身目视橘皮问题严重,现场人员虽已结合厂家进行参数优化,但车身橘皮问题并未得以改观,需系统制定方案进行研究、确认,解决车身橘皮问题,提高车身外观质量。
 
1 色漆层橘皮改善方案
针对某SUV车身橘皮问题,现场人员结合面漆、色漆厂家进行研究分析,初步确定6个改善方案,具体改善方案见表1所示。
初步改善方案
2 色漆层橘皮解决方案实验
针对以上6个初步改善方案逐项进行实验验证。
2.1 提高短波
经典黑长短波在数据上符合技术要求,但存在长短波差距较小,有时个别位置出现长短波倒置的问题。考虑上述问题,推测经典黑目视效果不佳可能与此有关。为了将长短波拉开、让色漆喷得干一些、提高短波,故对色漆进行了调整,将色漆机器人转速提高,由45 000 r/min提至55 000 r/min,成型空气量降至250L/min,吐出量降低15%,两站涂料吐出量比例调至2∶1。调整后同正常过车进行比较,具体数值如表2所示。
提高短波参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为经典黑。
(3)537为参数调整后橘皮数据;538为参数未调整橘皮数据。两辆车前后相邻。
从表2数据可以看出,长短波拉开明显,但短波数值较大,试验车色漆漆雾较大,整车目视效果未见明显改善,故提高短波解决车身橘皮问题效果并不明显。
2.2 提高预烘干脱水率
车身外板脱水率在86%~87%。脱水率偏低会导致车身出现“痱子”,使车身失光,对车身橘皮也会产生影响,导致车身目视效果不好。实验提高脱水率是否可以提高车身光泽,改善整车外观。将一台试验车在预烘干保温段多停留5 min,出车后同正常过车进行比较,数据如表3所示。
提高预烘干脱水率参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为经典黑。
从表3测量数据可以看出,试验车车身长短波已经拉开。车身长短波已经拉开的原因是由于保温段时间多停留5 min,导致车身温度偏高,短波值上升,但整车目视效果未见改善。经过验证排除了脱水率不够对橘皮影响的因素。
2.3 降低预烘干后车身温度
车身出预烘干后外板个别部位温度在30 ℃以上,怀疑预烘干之后车身温度较高,造成清漆干喷影响流平性和外观。将一台车在预烘干强冷出多停留3 min。正常过车时每辆车基本都在清漆手工段停约30 s,所以在强冷段也多停留30 s,强冷段后测量车身温度约为28~29 ℃。但停线时间稍短的车强冷后温度在30℃,在强冷段多停留3 min后车身温度在23~24 ℃(外板)。具体实验数据如表4所示。
降低预烘干后车身温度参数对比表
强冷滞留3 min后车身温度约在23~24 ℃,实验数据反映试验车同正常过车没有明显改善,目视外观也差别不大,车身温度不是造成橘皮外观不良的主要原因,故排除了车身温度较高对车身橘皮影响的猜测。
2.4 增加吐出量
目前清漆膜厚约为50~55 μm,增加清漆膜厚对降低橘皮会有一定效果。将清漆自动段大面的吐出量整体增加10%,成型空气量涨10%,以增加清漆膜厚,实验两台经典黑车。同正常过车比较,测得橘皮数据如表5所示。
增加吐出量参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为经典黑。
表5数据反映,增加膜厚之后橘皮数据有略微提升,但目视外观与之前没有明显改善,所以膜厚也不是车身橘皮的主要原因。
2.5 添加流平剂
2.5.1 添加1%流平助剂
添加流平助剂,增加清漆流平性以改善橘皮外观,但为防止流挂,先添加1%(质量分数,后同)的流平剂,如未出现流挂,将流平助剂逐渐增加到2%。加1%流平助剂后结果如表6所示。
添加1%流平助剂参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为极地白。
清漆黏度由72 s降为70 s,橘皮数据较之前有略微改善,但整车目视外观依旧没有改善,故增加1%流平助剂并未明显解决车身橘皮问题。
2.5.2 添加1.5%流平助剂
因生产计划中没有经典黑,测试极地白,数据如表7。
添加1.5%流平助剂参数对比表
表7数据表明,长短波仍未拉开,长波平均数据要高于短波,且目视外观较之前没有变化,故增加1.5%流平助剂并未明显解决车身橘皮问题。
2.5.3 添加2%流平助剂
添加2%流平助剂,前期左右翼子板处橘皮数据最差,此处膜厚比车身要低10 μm以上,因此将翼子板第3枪吐出量增加了30 cm3,数据如表8所示。
 添加2%流平助剂参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为极地白。
表8数据表明,此时清漆黏度降至69 s,橘皮数据较之前仍未有明显改善,且目视车身外观无变化,但翼子板橘皮数据改善明显,故增加2%流平助剂并未明显解决车身橘皮问题,但对解决翼子板橘皮效果明显。
2.6 适当降低清漆黏度
通过技术交流及与其他现场讨论,降低双组分清漆黏度,理论上可以改善清漆的雾化效果和流平效果,对涂膜橘皮的改善有一定的帮助。一般清漆的施工黏度控制在65 s左右,目前系统内清漆黏度约为71 s左右,可通过加入助剂降低清漆黏度,实验数据如表9所示。
适当降低清漆黏度参数对比表
注:(1)测量设备均为技术组橘皮仪。
(2)试验车颜色均为极地白。
经测量,加稀释剂后清漆黏度已经降低至65 s,结果表明目前车身立面平均数值已经降低到8 mm左右,短波值略高于长波,但车身外观无明显改善,故降低清漆黏度并未明显解决车身橘皮问题。
通过以上6组实验可以初步判定提高短波、提高预烘干脱水率、降低预烘干后车身温度、增加吐出量、添加流平剂、适当降低清漆黏度这6个方案并不能明显改善车身目视外观。
针对色漆层的这6个方案未能解决车身橘皮问题,需继续进行研究,下一步考虑从中涂层方面进行改善。
 
3 中涂层橘皮解决方案研讨
3.1 优化物料施工参数(黏度、pH值)
目前深灰中涂黏度均控制在60~65 s,工艺要求范围(65±10) s,后续可将中涂黏度控制在60 s,以提高中涂的流平性。
目前按生产计划经典黑车数量少,输漆系统物料更新较慢,中涂物料在长时间的搅拌及循环情况下,pH值会有所下降。目前中涂物料pH值基本控制在8.1左右,偏工艺要求下限(8.0~8.8),后续生产中涂pH值将控制在8.4左右,以保证物料的施工性。
3.2 提升中涂膜厚
提高中涂膜厚在一定范围内会对面漆的外观有所改善,目前某SUV车型整车中涂膜厚基本控制在30~40 μm,局部位置膜厚在28 μm左右,略微低于工艺要求(30~40 μm),后续实测中涂单层膜厚,并对喷涂参数作出调整,将中涂整车膜厚尽量控制在35~40μm,以提升面漆的整车外观。此外A区外观对整车目视效果影响较大,目前A区中涂膜厚在35 μm左右,有一定的提升空间,可以适当提高A区中涂膜厚,以提升面漆外观效果。
3.3 优化喷涂参数
根据现场生产观察,中涂线体生产喷涂过程中,机器人喷涂的扇幅及漆雾较大,过多的漆雾在一定程度上会对中涂的喷涂外观产生影响。在实际生产过程中可以适当增大机器人喷涂的成型空气,以减小喷涂扇幅及漆雾。在增大机器人喷涂成型空气后,中涂的喷涂膜厚会有所上升,同时对机器人喷涂吐出量进行调整,以保证中涂膜厚在工艺要求范围内。适当降低机器人旋杯转速可以在一定程度上减小漆雾,对中涂及面漆外观会有所提升。
3.4 优化施工条件
在生产过程中,可以适当提高喷房的湿度。目前中涂线体施工湿度控制在63%~64%RH,中涂的施工工艺要求湿度为60%~70%RH,提高中涂线体的湿度可以改善中涂的流平性,改善中涂外观。此外喷涂的停线次数及烘炉温度是否满足对中涂外观的也会产生影响。
中涂层的优化物料施工参数、提升中涂膜厚、优化喷涂参数、优化施工条件方案,理论上可提高车身外观质量,但由于车间生产原因,尚未进行验证,后期需进行系统验证。
 
4 结 语
经过验证,在色漆层提高短波、提高预烘干脱水率、降低车体温度、增加吐出量、增加清漆流平性、改善清漆的雾化效果对车身外观影响较少,排除了以上6个方面对车身外观的影响因素。
在中涂层优化物料施工参数、提升中涂膜厚、优化喷涂参数、优化施工条件方案,尚未进行验证,需继续进行研究。
橘皮和目视车身外观影响因素较多,而且优化和调整也是一个逐步展开和循序渐进的过程,橘皮外观的优化需要联合板材、前处理、电泳、中涂、色漆等一起,综合改进。后期将结合板材、前处理、电泳、中涂的优化方案,依据现场生产计划,逐步进行实车验证,相信经过验证,橘皮和目视车身外观会逐步得到改善。
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