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汽车涂装线的设计与应用

2014-08-20 15:39:21      点击:

随着汽车涂装技术的发展和环保要求的逐步提高,国内汽车涂装线已越来越重视环保节能型涂装新材料、新工艺的应用。设计汽车涂装线时,涂装设备的工作原理和参数必须与之相匹配;同时,为了追求涂装线的高精益化和高柔性化,设备选型应尽可能多地采用国产设备,通过加强设备维护来提高整个生产线的开动率,从而降低生产线的建设费用;还要充分了解和预测新车型的开发,新涂装线应能满足多品种共线生产,使后续车型投产时对生产线的停产改造时间尽可能短。
汽车涂装线的设计及应用是一个很大的课题,本文仅对上汽临港油漆车间采用的先进技术和个性化特点加以论述。


1 设计前提
(1)生产能力、车身尺寸和输送方式
净生产能力:880台/d,工作时间:22h/d。
最大车身外形尺寸(长×宽×高):5m×212m×116m。输送方式:前处理、电泳线采用摆杆输送机;车底喷涂采用反向滑橇(间歇式);地面输送采用滑橇。
(2)热能及自然气候条件
天然气热值34750~36420kJ/m3,热水温度120℃。夏季最高温度35℃,相对湿度80%,冬季最低温度-4℃,相对湿度70%。
(3) 车身涂层质量要求
满足中、高级轿车的涂层质量要求。电泳底漆、中涂漆和
面漆的涂膜厚度的要求不一样,电泳漆:外表面≥18μm,内部空腔≥11μm;中涂:外表面30~40μm,内表面15~20μm;面漆:金属底色漆12~20μm或素色漆20~25μm,清漆35~
50μm。
涂装线的生产能力和输送速度
根据设计前提的要求,综合考虑各线设备利用率、返工率和交换件生产需求,确定涂装线的产能和输送速度,见表1。
3 所用主要涂装材料的应用特性
311 前处理剂、阴极电泳漆
前处理剂采用液体脱脂剂,所含的表面活性剂为非离子型,生物可降解,COD值低。低锌加锰改良磷化液,磷化膜致密、均匀,P比较大。无铬钝化剂,使污水处理成本降低。


注:总生产能力不包含维修备件的生产量,维修备件的生产采用
外协。
采用无铅阴极电泳漆,主要优点有:①不含铅及其他重金属,具有低的VOC(VOC=7%);②高泳透力,整车膜厚均匀;③低施工电压(低压段180V,高压段240V);④低颜基比
(0112∶1),槽液温度范围宽(29~35℃),具有高稳定性。
312 中涂
采用水性中涂,VOC≤8%,大大低于溶剂型中涂的VOC。其固化条件为160℃,20min,根据漆膜固体分随挥发时间的变化曲线(如图1),漆膜在室温放置5min后,固体分仍低于
60%,当环境温度改变为60~80℃,放置10min后,其固体分≥85%,因此水性中涂在160℃烘干前,需经过80℃预烘干。
图1 水性中涂漆膜固体分随挥发时间的变化
313 底色漆及清漆
采用水性底色漆,VOC为18%~2615%,与高固体分溶剂型底色漆VOC为4515%~5115%相比,水性底色漆VOC降低
50%以上。
采用溶剂型清漆,在喷涂清漆前,水性底色漆膜的固体分应为85%~95%,车身表面温度≤35℃,以避免产生漆膜弊病,根据底色漆膜固体分随挥发时间的变化曲线(如图2),喷
涂后,需经过70~90℃的热空气强制闪干,才能喷涂清漆。
图1 水性底色漆膜固体分随挥发时间的变化

4 先进涂装工艺的采用
411 PVC焊缝密封胶与中涂的湿碰湿工艺
采用新型的PVC焊缝密封胶,车身在细密封线涂PVC焊缝密封胶后,湿碰湿喷涂中涂,与中涂一起烘干。与传统工艺相比,省去了PVC预烘干工序,减少了设备投资和能耗。
412 同色中涂工艺
采用与底色漆相同颜色的中涂漆,并配置相应的调输漆系统,在车身外表面自动喷涂外用中涂后,对车身内表面人工喷涂同色中涂,然后,车身内表面不再喷涂底色漆和清漆。
413 自动车底喷涂
自动喷涂工区布置有4台6轴FANUC工业机器人,其配套系统具有涂料压力控制功能,使系统具有稳定的喷幅和流量。当车身输送至准确位置后,由机器人对车身底部进行自动喷涂。
414 车身外表面自动喷涂
中涂自动喷涂工区布置有6台P500型机器人,完成车身外表面单层水性中涂喷涂。每台机器人有一个直充式水性漆系统和VersabellⅡ喷涂器,颜色数为2。本系统具有降级能力,在1台机器人有故障时,其余5台机器人能够继续完成工作。
底色漆自动喷涂工区布置有12台P500型机器人,完成车身外表面两层水性底色漆喷涂,采用杯+杯喷涂工艺,两层底色漆均用高压静电旋杯喷涂。每台机器人有一个直充式水
性漆系统和VersabellII喷涂器,颜色数为16。在每一涂层区如有1台机器人出现故障时,其余5台将能够继续完成工作。
清漆自动喷涂工区布置有8台P500型机器人,完成车身外表面两层溶剂型清漆喷涂。每台机器人配备一个直充式旋转喷涂器和齿轮泵液体传输系统。本系统具有降级能力,在1台机器人有故障时,其余7台机器人将能够继续完成工作。

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