1、   汽車涂裝技術
1.1  汽車涂裝的定義

涂裝是產品表面保護和裝飾所采用的最基本的技術手段，涂裝作業遍及國民經濟的各個部門。汽車涂裝是指將涂料均勻涂覆在車身覆蓋件表面上并干燥成膜的工藝。

    1.2    汽車涂裝的作用

 ( 1) 保護作用：由于汽車特殊的生存環境: 風吹日曬、雨淋石擊, 要求汽車有一定的防腐性能、防銹、耐潮濕、耐高溫和使用壽命。某些特殊涂料還能起防震、消聲、隔熱的作用。

( 2) 它的涂飾作用由于汽車不停地穿梭在公路、在城鄉, 人們希望它能給生活帶來色彩斑瀾, 希望汽車美觀舒適、色澤誘人。

汽車涂裝的基本要素

無論是汽車制造涂裝還是汽車修補涂裝，其核心都是涂裝材料、涂裝工藝、涂裝設備、涂裝環境和涂裝管理這五個主要影響要素。

2、  汽車涂料概論

2.1    汽車涂料

汽車涂料系指各種類型汽車在制造過程中與涂裝線上使用的涂料以及汽車維修使用的修補涂料。在汽車工業發達的國家，汽車涂料的產量占涂料總產量的20%。這就要求汽車涂料具有以下特性：

（1）   漂亮的外觀。現在轎車上多使用金屬閃光涂料和含有云母珠光顏料的涂料，使外觀看上去更加賞心悅目，給人以美感。

（2）   極好的耐候性、耐磨性，要求在各種溫度、暴曬及風雨侵蝕的條件下，漆膜的使用壽命不低于汽車本身的壽命，一般大于10年。

（3）   極好的施工性和配套性。要求各涂層之間附著力好，無缺陷。極好的機械性能。適應汽車的高速、多震和應變。

（4）   極好的耐擦洗性和耐污性。要求耐毛刷、肥皂、清洗劑清洗與其他常見的污漬接觸后不留痕跡。

（5）   良好的可修補性。

2.2    汽車涂料分類

按涂裝對象的不同，汽車漆可分：①新車原裝涂料；②汽車修補漆。

按在汽車上的涂層由上到下分類：①汽車用底漆，現在多為電泳漆；②汽車用中間層涂料，即中涂；③汽車用底漆；④汽車用面漆，一般指實色面漆，不需要罩光；⑤汽車用罩光清漆；⑥汽車修補漆。

按涂料涂裝方式分類：①汽車用電泳漆；②汽車用液體噴漆；③汽車用粉末涂料；④汽車用特種涂料如PVC密封涂料；⑤涂裝后處理材料（防銹蠟、保護蠟等）

2.3    常用涂料

現今全世界90%以上的汽車車身采用CED 涂料，為適應環保節能的要求，已實現了低溫化、低VOC化、無鉛化及低加熱減量化，開發了高泳透力、銳邊耐蝕型等CED 涂料。為進一步簡化工藝、降低涂裝成本，正在開發研究超高泳透力CED 涂料和耐候性（耐UV） 優良的CED涂料。

2.3.1  超高泳透力CED涂料

為使汽車車身內表面的陰極電泳涂膜厚度達到10μm （耐蝕性要求的膜厚），習慣做法是延長電泳時間（由3min 增到4~5min），提高電泳電壓和車身外表面的膜厚。目前，PPG 公司與豐田公司合作，正在開發超高泳透力涂料。豐田公司要求車身內腔膜厚10μm，外表面達到15μm。這樣既可以減少涂料的使用量，也可減少VOC的排放量。現在涂裝成本可降低10%，目標是降低20%。

2.3.2  耐侯性（耐UV） CED涂料

為確保CED 涂料的耐蝕性，多使用環氧樹脂，它易受光老化，耐侯性不佳。為適應簡化工藝，無中涂的兩涂層涂裝體系的需要，開發采用表面平滑性好的耐侯性（耐UV） CED 涂料。2005年，歐洲已全部使用無鉛電泳漆，到2015 年，將全部轉向耐侯性（耐UV）電泳漆。

2.3.3  PVC涂料

化條件為溫度110～140℃，加熱10～15min 或隨中涂、面漆一道烘干。在轎車車身涂裝工藝中，PVC涂料作為填密縫隙用密封膠和車底涂料，以提高車身的密封舒適性和車身底板的耐蝕性和抗石擊性。日本豐田公司正在開發濕氣固化（Moisture cure） 聚氨酯系列車底涂料，是一種橡膠型彈性變形材料，不含PVC、重金屬和溶劑，是自干型，不需烘干。在車身涂裝合格后涂布。它具有耐崩裂性和防聲阻尼功能。

2.3.4  中涂面漆（罩光）

汽車涂裝中排出的VOC 主要來源于涂料和噴具的清洗，在汽車涂裝線上VOC的排出比例中，中涂和面漆分別占到了19%和36%，兩者在VOC 排放量中占全部排放量的55%。屬于環保型涂料的有水性涂料、粉末涂料和超高固體份涂料。為了適應不斷提高的環保節能的要求，目前，中涂和面漆開始向簡化工藝方向發展。

2.4    最新涂料

2.4.1     耐候性陰極電泳底漆

國外涂料開發商開發了耐候性陰極電泳漆。目前有兩種技術路線可以提高電泳漆的耐候性能。耐紫外線（UV）陰極電泳漆和分層陰極電泳漆。

耐UV陰極電泳漆通過調整涂料配方，將原有的芳香族異氰酸酯改換成脂肪族異氰酸酯，并加入UV穩定劑和UV穩定的顏料來提高耐候性能。耐UV陰極電泳漆的開發是一個技術進步，已在國外某生產線上得到了應用。分層陰極電泳漆的主體樹脂是環氧樹脂和耐候性樹脂的混合。在漆膜烘烤過程中，不同的成分通過分層電沉析體現各自的機能，上層具有高耐候性能，下層具有高防腐性能。目前已在日本輕型車和商用車生產線上得到了應用。

2.4.2   UV和熱雙固化清漆

紫外（UV）和熱雙固化清漆就是最近幾年開發出來的新品種。近幾年開發的UV和熱雙固化罩光清漆用于汽車外表面涂裝，在環保、節能、涂膜性能（外觀裝飾性、耐酸雨和抗劃傷性）和涂裝成本等方面都有較強的競爭力。日本已有采用UV和熱雙固化涂料的摩托車零部件生產線。該清漆可同時用于金屬件和非金屬件，生產線修補也可使用。新開發的UV和熱雙固化清漆具有以下特征。

a . 雙組分、固體分高（>70%）。

b.與專用的聚異氰酸酯齊聚物組合，在涂布過程中有效組分能很好混合。

c.根據需要可高溫（140 ℃）烘干，也可低溫（90 ℃或低于90 ℃）烘干，與普通清漆相比，可縮短烘干時間10～15 min。

d.無UV固化的內表面和陰影部位也具有較好的性能。

e.施工范圍寬，更有利于生產線使用。雙固化型清漆在施工工藝、涂膜性能、經濟性和環保等方面有很多的優點。

3、先進的涂裝設備

3.1  前處理、電泳輸送設備

前處理和電泳是汽車涂裝的重要環節，也是涂裝車間的耗水大戶和產生污水的主要環節。與傳統輸送方式的涂裝生產線相比，采用先進的翻轉式前處理、電泳輸送設備的涂裝生產線在經濟性和環保方面都有較大的優勢。

3.2    新型的漆霧捕集裝置

現代化的噴漆室是涂裝車間耗能最多的設備之一。為適應清潔生產、節能/減排和可持續發展的時代要求，必須對噴漆室的能耗大、耗水、廢棄物多和運行成本高等不足之處進行重大改進。目前，由德國兩大涂裝設備公司開發的新一代漆霧捕集系統為解決上述問題提供了新的解決方案，新的漆霧捕集系統與傳統的濕式漆霧分離裝置完全不同。新一代漆霧捕集系統應用了最新的分離技術，除凈噴漆室排風中的漆霧時，不再需要將水作為漆霧的捕集介質，無需漆霧水洗裝置和循環水處理裝置，漆霧捕集后可直接收集，不需要復雜的漆渣處理系統及相應的化學藥品（絮凝劑），在節省水和能源的同時簡化了漆霧捕集裝置的設備結構。新一代漆霧捕集系統與涂裝機器人配套使用，噴漆室的排風不需追加過濾就可直接供自動噴涂段再循環使用，不需向該部分噴漆室供給全部新鮮空氣。

3.3  自動噴涂系統

在歐洲的大眾、奔馳和寶馬等汽車生產廠，無論是車身內表面還是外表面的噴涂，基本上都是通過機器人自動靜電噴涂來完成。。

3.4  機器人系統的其他應用

德國杜爾公司正在試驗通過機器人完成鴕鳥毛擦凈工作。以往的鴕鳥毛擦凈使用的都是類似于往復機的設備，對車身的仿形效果較差，有擦不到的死角。使用機器人作為仿形工具，車身的仿形精度有較大提高，因而可以提高擦凈質量。另外，還看到處于開發過程中的機器人打磨設備，表明杜爾公司正致力于把機器人技術應用到更多的涂裝環節中。

4 涂裝工藝

4.1    汽車涂裝工藝特點

汽車的涂裝工藝，一般可分為兩大部分：一是涂裝前金屬的表面處理，二是涂裝的施工工藝。表面處理主要包括清除工件表面的油污、塵土、銹蝕以及進行修補作業時舊涂料層的清除等，以改善工件的表面狀態。包括根據各種具體情況對工件表面進行機械加工和化學處理，如磷化、氧化和鈍化處理。

4.2  節能環保新工藝
4.2.1  前處理電泳逆流循環技術

前處理電泳逆流循環技術包括脫脂液的除鐵屑及廢液回收利用工藝、脫脂槽液除油工藝、前處理水洗工序的逆流工藝、前處理后沖洗水循環再生工藝和超濾技術開發利用及電泳后沖洗工藝。在汽車工廠內,涂裝車間是耗水大戶,而在涂裝車間,前處理排水量占據整個車間排水量的80%以上,由此可見,要降低涂裝車間水的污水排放量,就必須從前處理工序后沖洗的工藝改進著手。為滿足日益苛刻的環保法規,目前歐美國家先進的車身電泳線后清洗工藝已經開始普遍采用R O反滲透技術,實現電泳涂裝系統封閉,電泳涂料的利用率達到99%以上,車身電泳涂裝對生態環境的污染得到有效控制；國內車身電泳線后清洗工藝相比發達國家有一定差距,一般采用上述的第2種工藝。國內近期投建的車身涂裝線已開始使用R O反滲透技術,與D I－R O系統相比E D－R O系統使用的反滲透膜造價高,易被U F液中的小分子樹脂污染。

4.2.2     三噴一烘取代三噴二烘工藝

3C1B工藝為保證涂膜具有良好的外觀,必須保證涂膜中有足夠的溶劑,以便涂膜良好的流平,但又不會導致3層涂膜互相回融,所以通常在中涂特別是色漆后面添加預烘烤工藝。但3C1B工藝對底材外觀要求較高,對車間的潔凈度要求高,另外還需要考慮交叉配套適應能力較差,使用3C1B涂料時,由于受到溶劑揮發速度、涂料融合性、涂料固化速度均衡等諸多因素影響。

4.2.3  新型環保水性涂料的應用

為適應國家相關的法律法規要求,滿足國家規定的最低V O C排放標準。新型水性涂料應用技術減少溶劑的使用和排放,降低了對環境造成的污染。面漆采用水性中涂+水性色漆+高固含、低溶劑含量清漆。目前歐洲70%以上的汽車涂裝生產線均采用水性涂料施工工藝,美國60%以上的汽車涂裝生產線均采用水性涂料施工工藝,日本70%以上均采用水性涂料施工工藝或3C1B工藝來降低涂裝V O C(揮發性有機物)的排放,并達到相關法律法規要求。

5.汽車涂裝質量控制

5.1     為了更好地控制涂裝車間的生產質量，涂裝車間開發出一系列的質量控制

指標，作為監控質量的KPI指標，如：油漆車身直行率、PVC 直行率、油漆AUDIT、NAP值、底漆打磨點、中涂打磨點、面漆打磨點、整車AUDIT 中油漆扣分等，并對這些指標進行了量化；為保證以上質量指標的順利實現，涂裝車間從人、機、料、法、環及過程監控等幾個方面建立了良好的指標保障體系。

5.1.1    人的方面：新員工進廠前對其進行質量意識的培訓；在生產的過程中，

通過開展“師傅教徒弟”、“車間主任授課周”等各種各樣的培訓來增強員工的質量觀；開展“QC 活動方法”、“防錯技術應用”等在解決質量問題時常用方法的培訓；通過“走出去、請進來”等方式，讓員工接受質量五大手冊、質量體系審核、專用質量工具及其它公司優秀的質量改進方法的培訓和學習。

5.1.2    設備方面：良好的設備是保證良好質量的前提。轎車生產中，涂裝工藝

的設備較多，需要對每臺設備制作《設備操作維護保養作業指導書》，通過定期的設備潤滑，維護保養，保證設備

5.1.3    料的方面：涂裝的大多數工序都要接觸化學品，如前處理、電泳、PVC、

噴蠟、輸調漆及后處理，因此化學品加入量的多少能直接影響槽液的穩定性，對各種化學品加入量的監控對涂裝質量的控制顯得尤為重要。

5.1.4   法的方面：工藝文件是涂裝操作的基礎和依據，因此要控制涂裝質量，就必須要對工藝文件實施專門的管理。涂裝車間的體系員負責對所有工藝文件的上傳、受控和存檔業務；并每年對涂裝的各種重要參數用試驗的方法進行確認，從而實現涂裝工藝參數的不斷完善。

5.1.5   環境方面：良好的涂裝環境是取得優秀漆膜質量的前提，因此要得到好的漆膜，就必須對涂裝“四度”（潔凈度、光照度、溫度、濕度）進行嚴密的控制。

6、  汽車涂裝的發展趨勢

涂料·涂裝一體化新的經營理念在汽車涂裝領域已得到體現，即由專業化公司(如涂料公司、涂裝設備公司等)來管理或總承包汽車廠的涂裝生產線，不再以涂裝材料的消耗量來結算，而是以涂裝的合格產品為結算依據，也就是說由涂料轉換成涂膜成為涂料公司的產品