谈如何提高涂装工艺设计水平

 引言

    2009年我国汽车工业“井喷”式发展，年产1379万辆，增幅达47.6%，首次成为世界第一大汽车生产国，2010年汽车产量达1806万辆，规划2015年生产2500万辆。各大汽车公司又掀起了扩大生产能力的高潮，已知设计新建汽车车身涂装线有几十条。以合资汽车公司主导设计的由外国涂装公司承建的汽车车身涂装线的工艺设计中聚集采用了世界最新的涂装技术，如前处理电泳线采用滚浸式输送机，“三湿”水性中涂、面漆涂装工艺（3C1B和双底色2010涂装工艺）；喷涂全部采用机器人静电自动喷涂（实现喷涂作业无人化）；选用干式喷漆室（如杜尔公司的EcoDryScrubber型干式漆雾捕集装置），喷漆室排风循环再利用技术；选用RO和ED-RO再生清洗水循环应用技术；立体分区布置技术等。一汽大众三、四厂（成都、佛山）、上海大众四、五厂（南京、仪征）和奇瑞（大连）等经济规模（JPH60台/h以上）车身涂装车间就是采用上述先进技术，工艺设计水平为世界一流的典型代表，其环保·清洁生产、省资源、节能减排、降低涂装成本等方面的经济技术指标远远优于现涂装工艺，全面达到环保、质量、产量、成本四方面兼顾的绿色时代要求。

    近两年，笔者有机会参加20多条汽车车身涂装线工艺设计的评审、评标和技术咨询活动，深感国内涂装工艺设计水平与上述引进涂装线工艺设计相比，差距拉大了。笔者于2005年汽车涂装技术交流会（沈阳）发表的《工业涂装工艺设计若干问题的探讨》一文中提出了8条差距，依旧存在，工艺设计模式几十年一贯制，继续照抄照搬，改进极少，落后15~20年。具体表现在：

    1）涂装工艺设计在环保·清洁生产、经济性（投资和运行成本）、节能减排等方面无目标值，而是照搬原工艺。近年投产的大部分涂装线的环保、节能减排方面无明显改善。

    2）维持在0.0平面平铺式的工艺布置，甚至在选用了先进的滑橇输送机系统的场合，有的还是这样布置，造成涂装车间占地面积偏大，厂房的空间利用率低，车间内的人流、物流不畅通，增加喷漆室的地下工程。

    3）对涂装车间生产线的经济规模缺少研究，对涂装设备和输送设备的有效利用率缺少研究。如年产10万台驾驶室（生产线链速2.0m/min左右）建一条经济规模的喷涂线就可，而有的坚持旧的生产方式，建2~3条喷涂线（中涂、面漆和车头覆盖件线）。又如年产已达千辆以上的大客车车厢涂装车间有些决策者强调“灵活性”，坚持要作坊式的抽屉式平面布置，造成设备有效利用率大幅度降低，人员增加，涂装车间的经济性下降。

    4）传统习惯势力的影响大，白车身的缺陷（如不平整度）还靠涂装来弥补。如年产上万台白车身的平整度不靠制造工艺（冲压、焊装、输送及精心管理）来保证，而有些汽车公司要求新设计的涂装车间仍要有刮腻子和打磨工位（线）。

    5）有的项目主管和工艺设计人员缺乏涂装设计经验，未完全掌握车身涂装工艺学问，好多涂装工艺平面布置设计技术不会应用，甚至违背了一些基本设计原则。不按科学的典型工艺设计，而随意更改或增减工序和更改工艺参数，如脱脂后水洗仅设一次，或由先喷后浸的两次水洗改为先浸后喷；磷化浸处理时间一般为3min改为8min；又如电泳后清洗由正常的一喷两浸（含浸槽出口喷淋和再喷新鲜UF液和纯水）改为三喷两浸，增加两次独立的喷洗工序，这种更改不仅得不到好效果，反而耗能、耗水，影响涂装质量；有的公司要求在喷中涂和面漆后烘干前设更换滑橇工序。

    1提高汽车车身涂装工艺设计水平的探讨

    1.1工艺设计的水平（先进性和可靠性）和目标值

    在规划和制定涂装工程的设计原则时都会提到新涂装车间的工艺水平达到国内先进水平，有的还明确要求10

    年不落后，可在实施过程中往往强调可靠性，怕担风险，总认为按现有的老工艺翻版设计“最可靠”。可是时代的要求（环保清洁生产，节能减排低碳经济，省资源可持续发展等）和市场竞争要求（优质、高产、低成本、性价比），按老工艺翻版设计难以实现。必须依靠技术进步，走创新之路搞好工艺设计，必须认真总结经验，确定工艺设计的目标值，做到工艺设计的先进性和可靠性兼得。

    在实际工艺设计工作中思想观念和设计理念的转变，解放思想就能创新，产生较大的经济技术效益，就能克服风险，如改变生产方式和工艺处理方式（工序简化或合并淘汰落后工艺等），掌握工艺平面布置的设计技巧等。当设计采用革新技术场合，这要吃透，依靠社会的力量就能实现先进的目标值，并将风险降到最低。涂装工程项目工艺设计在保质量、产量前提下，环保·安全性、生产·经济性（投资和涂装成本）、节能减排等方面应有目标值（与现工艺对比有多少进步），不要简单翻版。新设计、建设涂装车间（线）是采用新工艺、新材料、新设备的最好机会，因此涂装工艺设计必须按产品涂装质量标准、产量、投资和清洁生产（国家或地区的环保法规）等选用与其相匹配的涂装工艺、涂装材料及设备，通过创新和依靠技术进步实现最佳的目标值。目标值要根据企业或地区的现有水平（数据），国家或地区法规的要求，并参照国内外兄弟公司的数据确定。例如：环保方面：VOC的排放量35g/m2（轿车车身），55g/m2（卡车驾驶室）[2]；耗水量5L/m2（国外先进的前处理用水量基准面积100m2的轿车车身由传统的磷化工艺250L/台，更新采用硅烷处理工艺后降低到75L/台）[3]；节能减排较现工艺降大于10%（国家领导向世界承诺到2020年降20%），依靠技术进步和科学管理随设备有效利用率、一次合格率、资源利用率和自动化程度等的提高，涂装成本较现生产降5%~10%。笔者认为上述数据可作为现阶段汽车涂装工艺设计的参考目标值。

    在涂装工艺设计时上述目标值仅与现生产的数据差5%场合则可依靠小改革实现，当大于10%或50%的场合，则必须依靠革新技术和自主创新才能实现。