浅谈面漆外观质量的提升

张建新 （理想汽车常州制造基地，江苏常州 213100）

0 引言

随着汽车的普及，人们对汽车乘用的评价不再仅局限于其本身的机械性能，汽车的外观感知质量也成为人们评价汽车好坏的重要参考依据。车身面漆外观质量影响潜在客户的第一感官印象，其好坏也间接影响着客户的购买欲望。

1 漆膜外观评价

广义的漆膜外观是指其给予人的各种视觉感知，如色差、明暗度、丰满度、通透性以及漆膜缺陷。此处所言面漆外观不考虑颜色差异及漆膜缺陷，仅仅叙述面漆涂层的感知质量。

以往人们对于漆膜涂层外观质量的评估，主要靠检验人员的主观评价，存在局限性大，细微变化难以察觉等问题，仅仅是一种模糊的定性评价，已不适应于判定和管控外观状态。随着汽车工业的发展，车身外观质量有了更清晰的数字化分析和评价，目前各主机厂常用的测试仪器为BYK公司的桔皮仪daul，具体参考数据有长波（Lw）、短波（Sw）、鲜映性（DOI）等，有的公司还引入了综合值R（外观桔皮级数，是长、短波的计算值）或CF（外观状态描述值，是光泽、桔皮、鲜映性的综合计算值）。综合来看，桔皮（长波、短波及二者比例）和DOI对漆膜外观的影响最大。考虑到应用的广泛性，下文主要采用长波、短波和鲜映性这3个通用指标，其中长波和短波的数值越低越好，且需遵循短波与长波的比例在2～2.5为好，尤其是对于垂直面而言。DOI则越高越好。

BYK桔皮仪利用激光束扫描漆面10 cm距离，分别以Wa、Wb、Wc、Wd、We、du来命名，代表记录0～30 mm范围内6个不同波纹变化区间内的表面结构状况对视觉影响的参数。长波（Lw）、短波（Sw）、鲜映性（DOI）均为基于以上6个测量数据的仪器计算值。其中长波值受Wc、Wd影响较大，长波值越大，代表物体表面的桔纹越明显；短波值受Wa、Wb影响居多；鲜映性则主要受1 mm以下的波纹状态所影响，它作为衡量近距离（40 cm）外观的参数。鲜映性受du、Wa、Wb 所 影响，其中du对DOI影响的占比约为50 %，Wa影响占比为30 %，Wb影响占比为20 %；各测量值数值越小，DOI数值则越高。仪器测量原理及波段曲线见图1。

图1 仪器测量原理及波段曲线Fiugre 1 Instrument measuring principle and wave band curve

2 漆膜外观提升案例

2.1 问题描述

某主机厂新车型调试品质提升阶段，车身外观质量通过喷涂流量及材料优化后，品质再提升遇到瓶颈。车辆评审时，局部位置车身外观品质还有待提升。基地邀请上级部门评审专家针对车身整体外观质量较差位置进行识别；调试团队梳理外观影响要因，对识别位置进行专项品质提升。

2.2 解决方案

车身外观质量主要受材料自身施工特性、喷涂参数及环境等多方面因素影响，调试期间在供应商配合下材料自身已优化到一定瓶颈，过多的配方优化或助剂调整可能会带来负面影响；常规的喷涂流量加减、喷涂扇幅调整，对外观质量亦无较大提升。基于上述现状，经调试团队评估，后续品质提升阶段需通过对喷涂轨迹及喷涂环境的优化，来进一步提升车身外观质量。主要优化方向包括降低节拍、轨迹改善、炉温调整及漆膜高微粒化4个方面。

2.2.1 降低喷涂生产节拍

车间前期设计产能较高，基于实际产能需求，生产节拍存在一定调整空间，计划通过降低节拍，释放喷涂时间需求，改善涂膜流平及固化时间，提高成膜效果，从而改善车身外观质量。现场核算将面漆喷房及烘干炉节拍由52 JPH降低为47 JPH，通过降低输送链运行速度，提高了面漆流平时间，改善漆膜状态。节拍优化前后对比见表1。

表1 节拍优化前后对比Table 1 Comparison before and after beat optimization

2.2.2 改善喷涂轨迹

现场根据膜厚均一性及外观状态识别，各外观弱项点仅仅通过喷涂流量及空气的调整已无法更好地提升外观质量，甚至会带来流挂、吹花等漆膜缺陷，现有喷涂轨迹限制了边角位置的外观表现。经小组内讨论，现场梳理轨迹优化思路如下：（1）通过轨迹增加和调整区域格度提高重叠率；（2）通过枪速调整，均衡喷涂时间，提高待优化位置的上漆率及涂覆效果；（3）通过轨迹移动，均衡喷涂时间，提高待优化位置的上漆率及涂覆效果。轨迹优化的具体措施见表2。轨迹优化前后的对比见图2。

表2 轨迹优化的具体措施Table 2 Specific measures for trajectory optimization

图2 轨迹优化前后的对比Figure 2 Comparison of trajectories before and after optimization

2.2.3 改善炉温曲线

面漆炉温升温速率的变化直接影响漆膜流平及表干时间，继而影响面漆外观状态。现场通过对面漆烤炉升温段1～7区温度设置优化，炉温升温趋势由连续升温设置为台阶式升温，减缓升温速率，改善交联固化前漆膜流平，以达到更好的外观状态。

炉温优化前后对比见图3。

图3 炉温优化前后对比Figure 3 Comparison of furnace temperature before and after optimization

2.2.4 高微粒化

静电涂装属于车身常用的喷涂方法之一，车身喷涂外观与涂布过程中的涂料雾化程度有关。一般认为涂料雾化越细，涂膜的外观（滑度、鲜映性）越好。在影响雾化的各因素中，喷涂流量、涂料黏度和旋杯转数的影响较大；提高喷涂流量和涂料黏度以及降低旋杯转数会使涂料雾化变差，反之雾化效果较好。不同喷涂流量、黏度及旋杯转数下，均对油漆粒子的粒径大小有所影响，具体见图4。由图4可见，提高喷涂旋杯转数、降低油漆黏度（提高稀释剂比例）可有效降低油漆粒子的粒径，即提高涂料雾化程度，进而改善车身漆膜外观。现场根据各物料油漆状态及设备运行限制，将旋杯转数由50 000转提高至55 000～60 000转不等，清漆黏度降低2～3 s不等。

图4 不同转数及稀释比下涂料粒径对比Figure 4 Comparison of coatings particle sizes under different revolutions and dilution ratios

综合以上外观优化“组合套拳”的实施，新车型外观得到较大提升。从数据对比看，通过外观优化措施的实施，整体漆膜（素色漆以白色为例，金属漆以红色为例）长波值降低0.9～1个单位，短波值降低1.3～2.6个单位；DOI提升2.1～3.2个单位；目视整体漆膜外观丰满度得到较大提升。新车型顺利完成调试，基地量产爬坡。

图5 外观优化结果Figure 5 Appearance optimization results

3 结语

面漆车身外观提升是涂装车间反复提及、持续改进的永久性课题，因为漆膜外观受多种因素影响，生产过程中极易产生波动。“三分材料，七分应用”，在确保涂装材料稳定的情况下，涂装工艺条件的设置，涂装过程的管理变得尤为重要。