涂装车间纤维缺陷的分析和控制

贾学富，冯双霞，贾帅锋 （奇瑞商用车河南有限公司，河南开封 475000）

0 引言

汽车涂装不仅对基材有着更好的保护作用，隔绝空气中水、酸碱物质以及紫外线等对基材的腐蚀，从而提高车身的防腐能力，而且还具有高的装饰作用，让车身外表面具有更高的亮度和光泽。但是在实际生产过程中，如果车间洁净度管理不善，将导致漆膜外表面产生各种颗粒、纤维、脏点等缺陷，影响车身外观及正常交付，而纤维问题是涂装车间洁净度管理的难点之一。

1 涂装车间纤维的来源

涂装车间洁净度的高低直接影响漆膜的外观质量及后续的打磨返修量，灰尘、掉脏、纤维、漆渣等都对车间洁净度有着重要影响，表1为奇瑞公司车间洁净度的控制标准。

表1 奇瑞公司车间洁净度的控制标准Table 1 Workshop cleanliness control standard of Chery

而纤维由于其自身比较轻，尺寸较小，可随空气进行流动、漂浮，这就给现场的管控增加了难度，所以必须对车间存在的纤维进行统一分类和分析，建立车间纤维样本库，并根据现场发现的纤维缺陷不断对样本库进行更新，以便于快速锁定纤维来源，减少现场排查时间和车身返修量。通过对油漆车身纤维缺陷的统计，从人、机、料、法、环等方面对车间纤维来源进行分析。

1.1 人员穿着

员工未按要求穿戴防静电服、防静电服未按时清洁、手套等劳保用品未及时更换或使用不当，都有可能产生纤维（图1），从而导致油漆车身纤维缺陷。

图1 人员穿着纤维Figure 1 Personnel wearing fibers

1.2 生产物料

车间的生产物料，如沥青隔热垫、包装纸箱、过滤袋、过滤棉等均含有大量纤维（图2），如过程使用不当都容易增加车身纤维脏点风险。

图2 生产物料纤维Figure 2 Fibers from production materials

1.3 生产辅助材料

当车身外表面存在颗粒杂质时，需对其进行打磨、抛光及擦净，车身在喷漆之前也需对车身内外表面进行擦净，在使用擦净纸、粘尘布、黄海绵的过程中，如未及时更换或与钣金边缘接触导致破损，就很容易产生纤维（图3）。

图3 生产辅助材料纤维Figure 3 Fibers from production auxiliary materials

1.4 现场保洁及设备维护

车间在进行现场保洁和设备维护过程中，使用的擦净布、拖把、机器人外套及缠绕膜等（图4），都有可能将纤维带入车间。

图4 现场保洁及设备维护带入纤维Figure 4 Fibers from on-site cleaning and equipment maintenance

1.5 车间环境

车间密封不严或者人员进出不规范，极容易使外部纤维（图5）进入车间，导致车间洁净度不达标及油漆车身纤维缺陷。

图5 车间环境带入纤维Figure 5 Fibers from workshop environment

2 涂装车间纤维的分析方法

不同的纤维，由于其化学成分不同，其所表现出的形态、粗细、颜色、透明度、韧性也是不同的。在取样和分析的过程中，应根据各类纤维的特性差异，确定纤维缺陷的种类，从而快速锁定纤维的产生区域。

2.1 显微镜观测法

显微镜观测法是涂装车间常用的纤维分析方法，使用专用的取样刀对车身油漆内的纤维进行取样，并将纤维与油漆进行剥离，用显微镜观察纤维所在的油漆层次、纤维的尺寸、颜色等，从而判断出纤维种类及可能产生的区域，然后针对各个区域进行排查，最终锁定纤维来源并进行相应的控制。

车间某几日修饰线面漆车身外表面纤维缺陷异常爆发，严重影响车身交付，通过对纤维进行取样，用显微镜观测到纤维直径21～25 mm，呈半透明柱状、纤维较长、质地偏硬，通过与纤维库中样本进行比对，判断为擦净纸纤维。在喷漆间、底打线、PVC（polyvinyl chloride，聚氯乙烯）线及电泳储备线放置黏尘胶垫，静置24 h，观察各黏尘胶垫上的纤维种类，除PVC线，其他区域均无擦净纸纤维，锁定纤维来源为PVC线体。为减少擦净纸边缘纤维，擦净纸均为激光切割，人为切割会导致擦净纸边缘产生大量纤维。通过对PVC线UBS班组、粗/细密封班组擦净纸的使用情况进行调查，细密封班组在擦净纸使用过程中曾将擦净纸撕开，对接班组进行了整改，通过连续一周的缺陷统计，擦净纸纤维缺陷明显降低，每日修饰纤维缺陷返修平均数量由15.8个降至7个，见图6。

图6 整改前后修饰纤维的返修数量Figure 6 Number of modified fibers repaired before and after rectification

2.2 荧光法

车间内常见的纺织纤维有天然纤维和化学纤维：天然纤维又分为植物纤维（如杨柳絮）、动物纤维（如鸵鸟毛）及矿物纤维（如石棉）；化学纤维分为再生纤维（如黏胶纤维）、复合纤维（如锦纶、涤纶）及无机纤维（如玻璃纤维）。由于各纤维成分不同，根据不同纤维在荧光灯照射下发出的不同颜色的光，可以使用荧光法鉴别出纤维的种类。如棉、羊毛纤维为淡黄色，锦纶纤维为淡紫色，而黏胶纤维为白色紫阴影。

除了上述2种方法，针对纤维的分析方法还有很多，比如溶解法、试剂显色法、燃烧法等。涂装车间一般使用显微镜进行取样观测，其优点是通过与纤维库中样本进行对比，可快速鉴别出纤维的种类，缺点是对操作人员的技能和经验要求较高，随着过程中采集的样本越来越多，鉴别的难度也会越来越高，容易出现错误的判断。对于样本库中没有的纤维类型，对纤维的来源识别较为困难。

随着科技的进步和对制造智能化要求越来越高，使用红外色谱仪和气相色谱仪可精准地识别出纤维缺陷的种类，提高了纤维的分析效率，但成本也会相应增加，可根据车间的实际情况进行综合选择。

3 纤维样本库的建立

通过大量的取样、分析，对各种纤维产生的区域和特征进行系统的梳理，建立涂装车间纤维样本库，并根据车间生产物料及季节的变化，不断对样本库进行更新和优化，以便快速找到纤维缺陷的来源（表2）。

表2 涂装车间各种纤维来源及特征Table 2 The origin and characteristics of various fibers in painting workshop

需要注意的是，不同的纤维在不同的温度下，表现出的形态也不尽相同。另外，由于不同颜色油漆的遮盖力不同，一般金属漆的遮盖力强于素色漆，部分纤维在素色漆上目视可见，但在金属漆上却并不可见，要根据各种油漆的特性及现场实际的纤维缺陷进行具体分析。

4 涂装车间纤维的管控

根据车间纤维的来源，只有从根源上对纤维进行控制，才能有效地减少车间的纤维，可以从以下几个方面进行管控。

4.1 员工穿戴管控

员工穿戴的防静电服、手套、口罩、帽子等均含有纤维，为减少纤维进入车间，员工进入车间前必须通过风淋室，风淋室不仅可以有效去除人身上的各种杂质，还可以有效阻止外来污染物进入涂装车间，可在风淋室侧壁粘贴黏尘垫或涂刷可剥离涂料来增加黏尘效果；其次，衣服和劳保用品尽量使用无纤维材质，手套易磨损部位可考虑采用橡胶皮革材质；对于高洁净区域，如喷漆室可适当增加劳保服的更换频次，降低纤维掉落的风险。

4.2 现场生产材料管控

现场使用的擦净布、擦净纸、黄海绵、黏尘布等应及时更换，使用过程中如发现破损应立即停止使用，并对已擦拭的部位进行检查。尽量采用无纤维材料，并对各种擦净布进行纤维脱落测试，确保原材料合格。零件包装纸箱含有大量纤维，可在涂装车间外将零件分装至料盒中，避免包装纸箱进入车间。

4.3 车间环境管控

对于车间打磨量比较大的工位，如底漆打磨线，采用干雾加湿系统，可有效降低空气中打磨产生的灰尘和纤维。对于车间的物流及车辆转运门口，可在门两侧增加水雾喷淋，并额外增设防尘门，经测试此法可有效降低外部纤维及杂质进入车间的数量。同时，还要定期对车间门窗密闭性进行检查并加强人员的进出管理。

4.4 工艺维护管控

合理的工艺维护项目及维护周期可有效保证车间各项参数及洁净度符合工艺要求，针对车间纤维，从面漆喷漆室、空调系统及烘干炉维护3个方面进行管控，见表3。

表3 纤维管控的工艺维护项目及标准Table 3 Process maintenance items and standards for fiber control

5 结语

车间纤维的管控，是一项长期持续的工作，必须从人、机、料、法、环等方面进行源头控制，不断排查过程中可能产生纤维的风险点并进行改善，同时对标同行，学习先进的现场管控及鉴别方法，不断提高生产效率和产品的竞争力。