【车灯涂装工艺研究】汽车涂装研究工艺思路
时间：2019-04-18 03:29:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文通过对车灯涂装中关键零部件底涂工艺的研究，找到生产工艺的主要控制点，寻求最佳的工艺选择参数，并分析其影响因素，为指导生产及进行工艺优化提供依据
关键词：车灯，底涂，参数
AbstractThough the study on key processes and effect factor analyses in spraying technology, the key control parameters and the optimal technical parameters were acquired, and these parameters can be used to guide headlamp production.
Key WordsHeadlamp，spraying，parameter
中图分类号： U445.58+5文献标识码：A 文章编号：
1 前言
车灯是汽车照明系统中的关键部件，对车辆夜间行驶的安全性能起着重要作用，车灯已成为汽车、特别是轿车漂亮的外形和功能的重要构成。涂装不仅要求有很好的防腐蚀能力，而且也要有很高的装饰性，要求鲜艳夺目、光彩照人，汽车灯具目前更是向美观时尚、环保节能、价廉耐用的方向发展；同时要求汽车灯具与车身统一设计，与车身的风格协调一致。传统的涂装工艺在作业过程中对作业人员身体危害极大，而UV固化是一种低污染，高效节能的涂装工艺，近些年来越来越被很多车灯厂家所重视，逐渐成为车灯涂装工艺发展的方向。
2研究内容
本文以汽车前照灯上的反身框为研究对象，对传统底涂工艺与UV（紫外线）固化工艺进行分析比较。重点研究油漆、烘烤方式、喷漆室湿度等对产品品质的影响，找到生产中的控制点，寻求最佳的工艺参数，为优化灯具生产提供参考依据，本文中的底涂均采用喷枪喷涂。
1、实验中确定以下工艺参数
1）传统底涂中分析三种底漆PB-500、PB-553、MB-100对产品品质的影响；
2）根据PBT基材属性及所选油漆，分析烘烤温度和时间对产品品质的影响；
3）分析喷漆室湿度对产品品质的影响。
2、两种工艺的比较
两种工艺中都采用同一种基材PBT，传统涂装工艺在成膜过程中只发生物理状态的变化而没有化学反应发生，涂料中成膜物质的组成结构保持不变，只依靠物理作用成膜，成膜物一般是具有线性结构。而UV固化涂装工艺在成膜过程中发生化学反应，涂料中成膜物的组成、结构发生改变，成膜物都是在一定条件下发生交联反应，形成热固性高聚物的物质。
传统底涂中所采用的涂料在底漆烘烤过程中，大量溶剂从膜中迁移出来，容易形成针孔，一方面破坏涂层表面的平整性，镀膜时也将出现较多明显的缺陷；另一方面，也妨碍真空镀层与漆膜的良好附着；同时挥发的大量溶剂污染大，影响作业人员身体健康。而UV固化底涂，以光固化涂料作为底漆可起到更强的封闭作用，避免出现针孔等漆膜弊病，环境污染小，UV光固化中显然不存在传统涂料中的问题。
UV光固化底漆具有良好的流平性，其在镀膜时产品可获得理想镜面效果，大大提高镀膜光亮度，用传统涂料镀膜的产品表面质量相对粗糙，光亮度和镜面效果较差。传统涂装工艺生产周期长，浪费大，效率低，而UV固化涂装工艺在常温下很短时间内完成，高效节能。
3涂装工艺的影响因素分析
1）油漆的影响
不同油漆在PBT塑料上的附着力不同，通过附着力实验，如表1所示，发现PB-553和MB-100满足附着力实验要求，而PB-500附着力比较差；而MB-100因为粘度大，喷雾效果不理想，会引起发雾，当加入过多稀释剂进行涂装时，又容易引起流油，因所采用的稀释剂为有毒溶剂，容易对环境造成污染，用量需占总体积三分之一左右才能起到比较好的稀释效果。
表1
油漆类型 加工数量 合格数 不良率 不良原因
PB-500 20 5 75% 附着力不足
PB-553 20 18 10% 麻点
MB-100 20 10 50% 发雾、流油
因此传统涂装时以选择PB-553为宜。不同塑料基材在涂装时必须选用合适的油漆和稀释剂。建议最好不用稀释剂，一般稀释剂都为有毒有机溶液。
2）不同烘烤方式的影响
设置烘烤温度为100℃、120℃、140℃、160℃四组，烘烤时间设置为：60min、90min、120min、150min、180min五组，对烘道和烘箱烘烤进行对比。
图1不同温度下烘道的合格率曲线
图2不同温度下烘箱的合格率曲线
PBT耐热温度为140℃，烘箱温度达160℃时，会引起喷涂层边缘开裂，影响产品表面镀铝质量，而烘道设置为160℃时，实际烘道内温度比实际显示的温度低，再加上一些排气通风带走一部分热量，所以底漆烘烤时，烘道所设置温度比烘箱高，时间也长。烘道面积大，通风散热比烘箱要快，所用时间比烘箱温度要高，时间要长，烘箱属于一个小环境，升温和保温效果比烘道好，但烘箱容积有限，只适宜小批量生产，烘道则在大批量生产有优势。
3）喷漆室相对湿度有影响
大气的湿度与涂料的干燥和施工性能有很大的关系，湿度太低容易引起产品边缘处凹凸不平，湿度太高易产生涂料“泛白”，而且使涂膜性能下降。
设置相对湿度40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%对产品品质的影响。
图3喷漆室湿度和不良率关系
湿度在50%~65%时，涂装效果最佳。
4）UV固化
工件进行UV喷涂后，产品装夹定位在输送链上的夹具上，通过进料段进入到流平段，在流平段经过充分的流平，然后进入到固化段通过紫外光波多方位照射、固化后，再通过自然冷却区，最后到出口处检验合格后送下道工序。在速比20时，能量与温度的关系。
图4温度和能量的关系
从图中可以看出温度每升高5℃，能量升高约60 mj/cm2左右。经过分析知此温度为流平段温度，仅仅表示流平段内温度。合适的流平温度对产品表面油漆进行流平，可达到更美观的表面质量。
速比25时，电压365~370V时，温度和不良率的关系见图5。
图5温度和不良率的关系
由图5可知，温度在60~85℃之间时，产品质量的良品率最高，所以在该温度段流平效果最佳。而不良现象主要是表面质量发涩，这主要是因为流平效果不佳引起的。温度太低，油漆没有充分流平。
选择温度70℃时，电压365~370V时，能量和速比的关系见图6。
图6能量和速比的关系
温度70℃时，电压365~370V时，速比和不良率关系见图7。
图7速比和不良率的关系
从上图可知，速比在25左右时，产品合格率最高。
温度70℃，速比25时，电压与不良率关系见图8。
图8电压和不良率的关系
从图8可以看出，电压在365~375V时，不良率最低，而我们日常生产中工业用电的电压一般就在此范围内，当电压高于或低于此范围，不良率都会有一个提高。因此电压稳定在此范围内，能比较好的生产出最多的合格品。
温度70℃时，电压控制在365~370V时，两速比间隔0.5时，速比范围在21~29时速比和不良率关系见图9。
图9速比和不良率的关系
从以上各图分析知，将红外流平段设置温度为65~85℃，电压控制在365~375V之间，速比在24~26时（流平时间约为6~8分钟），灯管能量控制在2400-2700 mj/cm2，可以得到较佳的流平效果和较好的产品质量，所以在此范围内制定工艺最佳。
4 结束语
通过对底漆涂装工艺的分析研究，得出主要结论如下：
1）不同油漆对基材的吸附力不同，涂装过程中应选配与基材相匹配的油漆对涂装质量至关重要；
2）生产中烘箱比烘道生产的良品率要高，但生产效率较低，适宜小批量生产，烘道对大批量生产有优势，同时设置温度时，烘道要比烘箱略高10℃左右为宜，烘烤时间要长约30分钟；
3）涂装时，喷漆室相对湿度在50%~65%时，涂装效果最佳；
4）UV固化红外流平段设置温度为65~85℃，电压控制在365~375V之间，速比在24~26时（流平时间约为6~8分钟），灯管能量控制在2400-2700 mj/cm2，可以得到较佳的流平效果和较好的产品质量，在此范围内制定工艺最佳。
汽车灯具做为汽车一个重要的零部件，除了一般的照明作用外，如今的车灯更强调其装饰性，越来越被消费者重视。UV固化满足国际上流行的“四E”原则（Economy、Efficiency、Ecology、Energy）即“节能源、省资源、低污染、高效率”，又能获得比传统涂装工艺更好的产品质量，逐渐被国内外广大厂家所重视，对其工艺设计和研究也越来越受重视，应当更进一步开展深入研究。
参考文献
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资助项目：安徽科技学院青年基金项目：EHA技术在主动悬架中的应用（ZDC2011288）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
