汽车同步工程技术培训教材__涂装

“第三届汽车开发同步工程技术高级培训”课程涂装同步工程技术李国波【摘要】结合实际简述汽车开发过程中同步工程在涂装工艺上的应用并介绍同步工程在涂装领域的拓展。【关键词】汽车开发涂装同步工程李国波，男，2003年7月毕业于吉林大学化学工程与工艺(车辆化工/汽车涂装)专业，现任奇瑞公司涂装二车间主任兼奇瑞公司涂装技术学会秘书长。曾参与奇瑞公司涂装二车间（德国DURR生产线）项目建设及从设备调试到批量生产全过程的前期准备工作，至今一直从事工艺技术管理。在《汽车工艺与材料》、《汽车制造业》、《电镀与涂饰》和《现代涂料与涂装》以及许多行业交流会上发表文章近30余篇。联系方式：0553-7532373，13955319326,EMAIL:[e-mail]传真：[phone]通讯地址：安徽芜湖经济技术开发区长春路8号，奇瑞公司乘用车二厂邮政编码：241009个人简介同步工程及涂装同步工程简介新产品开发前的涂装质量分析新产品开发中涂装通过性分析涂装工艺性分析涂装同步工程对车身防腐蚀分析内容涂装同步工程的现状和最新涂装技术发展开展涂装同步工程工作的心得体会以及认识同步工程的含义同步工程(SESimultaneousEngineering):亦称工艺同步工程(PSEProcessSimultaneousEngineering),是对产品开发及其相关（制造和支持等）过程进行集成、并行的系统化工作模式。它特指工艺审核与产品研发同步，意为在产品设计研发过程中，工艺提前介入，提前输入制造期工艺实施对产品的要求，协助产品设计部门优化产品制造工艺，改善并提高产品的可制造性，辅助产品更容易在制造阶段实现。同步工程的意义同步工程：其意义在于由于工艺的提前介入，将原本要留到工艺实施时才会暴露的问题提前暴露并予以解决，以期使产品研发和后期的工艺实施尽量实现无缝对接，意即通过防止产品研发和生产实际脱节来缩短车型的研发周期、降低研发的成本投入，同时避免量产后出现的大量产品设变和开发计划的延期。同步工程的目标产品质量的优化产品研发费用的降低产品制造工艺的优化产品开发周期的缩短研讨与现有及未来车型开发的通用性同步工程的适用范围同步工程，它适用于一个公司内所有的新开发车型（根据不同公司不同的定义可能会不包括换动力车型、改配置车型、年型车、右舵车等小项目车型），特殊需求车型可纳入同步工程范畴；整车项目的新产品开发可分为：平台开发、车型开发、变型开发；平台开发：开发全新的平台，全新整车造型、系统结构、配置的整车项目；车型开发：在已有平台的基础上，全新整车造型和布置，通常选用已开发成熟的零部件，对整车系统结构进行改动的整车项目；变型开发：保留平台，通过局部改变造型和布置，选用已开发成熟的零部件对车型进行小范围改动的整车项目。涂装同步工程定义涂装同步工程（SE），顾名思义是汽车开发过程中，涂装工艺参与设计开发并与之同步的过程，主要针对白车身的数模、CAS面、以及产品试制过程进行的工艺方面的分析，为设计提供可行的工艺设计变更。涂装同步工程的目的其主要目的是对于产品设计存在的问题在图纸设计、数模生成阶段进行审核，预先对在工艺实施时才可能出现的问题点采取改善措施，使车型在车间生产性、车身密封性、车身防锈性、工艺操作性等方面得以提高；新产品的研发和生产不脱节。也就是图纸上的产品可以在现实的车间里生产出来。涂装车身防腐性审核和评估涂装车身防水性审核和评估油漆车身降噪审核车身生产通过性审核和评估工艺操作性审核和评估质量评价（外观、造型、材质等）成本评价涂装同步工程（SE）的工作内容及其性质涂装同步工程(SE)的相关术语定义样车拆解：指Benchmark（参考车型或竞争车型）的拆解；ED拆解：指电泳车身的拆解，以检查车身电泳效果，验证前期分析结果。对电泳效果较差的区域及零件提出改进方案，同设计部门协商使其进行设计更改，最终达到车身电泳防腐要求；CAS面：CAS为英文ComputerAidedStyling的缩写，意指通过计算机辅助造型所形成的产品外观面三维模型；典型截面：规定了白车身主要部位的结构形式、搭接关系、密封类型、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面的信息；螺钉车：通过铆接形式，依照产品图纸及焊接工艺规范，用焊装夹具把车身主体钣金件组装形成的白车身，主要用于车身模具、夹具的调试，零件配合分析；RPS：指基准点系统（英文ReferencePointSystem的缩写），表达零件基准、尺寸关系的文件，是指在设计部门、制造部门和检验部门间确定的同一的定位基准，以保证其具有其相同的尺寸关系。根据新车型的产品定位，设定车身涂装品质目标并进行可行性分析，如根据防腐和外观品质标准，设定防腐年限，各涂层膜厚，外观质量（光泽、鲜映性、桔皮、丰满度）等要求；分析现有涂装工艺、设备、材料能否满足新车型涂装质量要求，是否需对工艺调整、设备改造、新材料和辅助材料的开发，并根据上述资料进行涂装成本初步核算。新产品开发前的涂装质量分析汽车涂料中有害物质的限量对人体和环境有害的物质必须符合国家标准的限量要求；专业术语定义：底色漆：表面需要涂装罩光清漆的色漆；本色面漆：表面不需要涂装罩光清漆的实色漆；挥发性有机化合物：在101.3kPa标准大气压下，任何初沸点低于或等于250oC的有机化合物；挥发性有机化合物的含量：按规定的测试方法测试产品所得到的挥发性有机化合物的含量。溶剂型涂料中有害物质的限量说明：1、测试VOC含量和限用溶剂含量项目时，应按组分及最大稀释配比配制后进行测试；2、某个产品作为不同涂料品种使用时，应执行最严的要求。水性及粉末涂料中有害物质的限量说明：水性涂料（含电泳涂料）进行限用溶剂含量测试时：不加水，将各组分和溶剂混合均匀。进行重金属含量测试时：水性涂料（含电泳涂料）不加水和溶剂。粉末涂料可直接测试。光固化涂料按产品规定条件固化后进行测试。5E原则高效节能经济适应性广环境友好新产品开发遵循的5E原则非标设备通过性分析前处理、电泳槽体通过性的分析按新车型白车身尺寸做出外形轮廓图并装在吊具上，在设备图纸上进行车身在槽体中的动态彷形分析，做出运行轨迹图（见图1）。分析车身是否与槽体、室体及槽底喷嘴等部件及不同车型车身之间存在干涉现象，确认该车型以及与现有各车型混线时的通过性；在车身前进方向的前面（如前围板、前地板）要有合理的进水孔，车身通过浸洗槽时，槽液通过进水孔迅速进入车身内部，短时间内消除车身内外部液面差，起到车身防漂和减小输送链阻力的作用。非标设备通过性分析非标设备通过性分析非标室体、线体通过性分析结合装在承载工装上的车身外形轮廓图和线体图纸分析车身在非标室体、线体中安全距离，如各车型混线时在烘干室内的较小节距、积放区的零节距、转弯时车身之间或车身与设备、室体之间。确认各车型在非标工艺室体、线体的操作空间（如点修补室、顶部位置的烤灯摆放空间），找出存在的问题并制定解决方案。非标设备通过性分析机械化运输设备的通过性分析车身与各工段的吊具、工装小车、滑橇等承载工装的适用性分析：重点分析车身定位孔的空间位置是否满足承载工装的支承要求；车身重量是否满足车间设计要求：重点分析核算是否超出全负荷生产时的机械化运输设备要求；车身的交接转挂分析：重点分析车身与吊具、车身与移载设备运动部件是否存在干涉，车身重心是否满足安全通过的要求。非标设备通过性分析涂装夹具、工位器具的通用化分析从夹具形式和固定方法、安装的方便性等方面，分析现有的夹具在新车型上应用可能性，区分有哪些能用，那些需改进，那些需重新设计，并开始新夹具的相关设计工作。非标设备通过性分析自动化控制系统的分析分析电泳整流识别、自动段和人工段的车型识别、颜色编组，PVC机器人喷涂的系统、喷涂机器人及鸵鸟毛擦净机系统、生产管理MES系统、输调漆系统所能兼容的车型和颜色数量是否满足要求。前处理及电泳工艺性分析车身板材与涂装材料的适应性分析分析新车型材质与现有车型的差异以及和脱脂、磷化、电泳漆槽液的匹配性，分析是否需要更换涂装材料、调整槽液参数，以适应多种车型的不同板材。例如镀锌板的电泳针孔适应性需要试验确认；镀锌板一般要求脱脂槽液的PH值不超过10；车身的铝材超过25%时应对磷化药剂进行调整。前处理及电泳工艺性分析工艺处理方式分析按新车型白车身的外形轮廓图并装在吊具上，在设备图纸上模拟车身在输送链和槽体中的各个位置状态进行分析，结合出入槽的喷淋、烘流、磷化表面流、UF及水洗等喷嘴的位置，分析与车身的有效距离和角度，是否满足车身内外所有表面的处理要求。例如电泳槽内车顶离液面的最低距离及车身与阳极的距离是否符合处理要求；核算新车型在各槽内处理的工艺时间是否满足工艺要求；分析新车型的电泳面积与阳极面积的比例是否满足4～6：1的要求。行业背景：目前几乎所有的电泳槽均使用如图1所示的循环方式,侧部喷淋管对着出槽一侧,底部喷淋管对着入槽一侧，涂料的循环流动与车身行进方式相同。1、槽液中杂质与车身一起流向出槽侧,并在出槽侧反转,进而返回槽内进行再循环,造成杂质无法完全排出而残留于电泳槽内；2、电泳过程中，水平面与与垂直面存在电泳附着性差异,结果造成水平面和垂直面膜厚相差5um左右，尤其在链速低的生产线上这种差异更明显。改进措施：1、入槽侧设置大型漏斗、将总循环流量中的60%～80%的循环量排出；2、侧部喷淋管的喷出方向对着入槽一侧，以便能够使杂质的排出更迅速；3、入槽、出槽两端设置副槽，及时排出液体表面泡沫及悬浮杂质（如图2）；改善效果：减少电泳车身颗粒，促进车身内外表面、平面及垂直面的涂膜更均匀。电泳槽液循环方式的分析前处理及电泳工艺性分析工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽孔）沥液孔分析：分析车身沥液孔的数量和大小是否足够，位置是否在所在区域钣金的最低位置，分析工艺液体在预定的时间内能否达到排放要求，一般的判定标准是车体进入下一工位前不应有连续的工艺液体流出及工艺液体残留过多等问题。此部位无沥水孔，经电泳烘烤后仍有积液前处理及电泳工艺性分析工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽孔）排气孔分析：分析车身排气孔数量和大小是否足够，位置是否在的最上端。浸洗处理过程中车身排气不良产生气泡，导致该区域不能有效处理或处理时间不足，造成车体局部涂装处理效果不良，影响产品的涂装质量。重点分析顶盖及其连接处易产生气泡的部位。前处理及电泳工艺性分析工艺孔分析（沥液孔、排气孔、电泳防电磁屏蔽孔）电泳防电磁屏蔽孔分析：分析车身空腔结构中防电磁屏蔽孔的位置、大小、数量及节距是否合理，能否有效防止电磁屏蔽问题，以确保空腔内部电泳涂膜的厚度达到设计要求。如果电磁屏蔽不能消除，密闭空腔产生电磁屏蔽，电力线不能进入，电泳漆膜不能形成或厚度不够而产生锈蚀，导致防腐性能下降。当然要达到良好的的内腔电泳效果，不是简单的开孔就可以解决。首先要从冲压来考虑孔越少越好，且孔的大小和间距要考虑钣金结构。通过凸台、优化钣金搭接结构和间隙来提高电泳效果；另外车身结构板材之间不焊接区域应适当留有间隙，一般两层钣金之间在4mm以上，避免电泳漆的锐边覆盖能力差问题。电泳防电磁屏蔽孔分析涂胶操作性分析涂装密封胶使车身具有良好的水密封性、机械密封性、防锈性、耐久性和舒适性。1、根据车身的结构和车身的防腐年限，确认可能发生漏水、生锈和杂质进入的缝隙部位是否设置密封工序；2、钣金搭接处不应有孔，搭接间隙不应过大（特别是曲面），一般外板搭接间隙小于0.8mm，内板间隙小于2mm；3、四门铰链及前后盖锁扣等部件，避免突出在打胶路线上或过于靠近打胶部位，四门两盖等细密封部位的钣金翻边宽度在5mm以上；4、按设计胶条宽度分析是否封住了安装孔，避免孔在打胶的路线上或者离刷胶的部位的距离小于胶条的宽度，一般需遮蔽防护的孔或螺栓和焊缝的保持在25mm以上。喷涂操作性分析1、分析新车型油漆及颜色应用工艺与现有自动喷涂和输调漆设备的适用性，如珍珠白颜色的喷涂工艺有别于正常色漆