在汽车制造过程中,车身涂装是工艺流程最长、技术复杂程度最高的环节之一,也是产生三废排放最多的环节之一。在汽车及制造相关法规的驱动下,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。近十几年来围绕质量、环保、成本在新材料、新工艺、新技术等诸方面的进步十分显著。除环保材料在典型的三涂层体系涂装工艺中得到全面应用外,从前无法实现的革命性新工艺和新技术也得到应用或即将应用,这预示着汽车车身涂装技术将进人一个新的发展时期。
1、普及环保型涂装材料,VOC排放量大幅度下降
尽管目前在世界范围内,有机溶剂型涂料还在不同程度的使用,但环保型涂装材料近十几年来已经逐渐普及。典型的3C3B涂装工艺在应用环保型涂料前后VOC排放量的对比如图1。从图1可见,VOC排放量从120g/g/m2下降到30g/m2以下,最低可降到12~13g/m2。

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环保型涂料正式工业化应用的十几年来,在涂层质量及喷涂技术方面存在的诸多问题已经得到较好的解决,进入了成熟期。为降低涂装CO2的排放,应用紫外光(UV)固化或低温固化涂料进行车身涂装也是各大汽车公司关注的课题,试验研究已经接近工业应用阶段。我国几大汽车公司在漆前处理材料和电泳漆应用方面与国际水平相差不大,但由于应用水性中涂和水性面漆必须使用专用设备,涂装成本会大幅度提高,尽管目前国外独资及合资的涂料生产企业具备可在国内加工生产水性中涂和水性面漆的能力,但中涂和面漆仍采用传统的中低固体分溶剂型涂料,所以涂装VOC排放远落后于欧洲。为适应未来的发展要求,我国近几年新建的车身涂装线多已考虑应用水性中涂及水性面漆的可能性。据悉,戴姆勒-奔驰汽车公司和丰田汽车公司在北京和天津的合资企业的新工厂投产时将应用水性涂料。
2、涂装线的自动化趋于完美
传统典型的运输机(Power and Free Overhead Conveyer、Pendulum Conveyer、Auto-Motor-Hoist)对漆前表面处理和电泳都不同程度地存在难以解决的问题或不利影响。新型多功能穿梭机(Vario-Shuttle)和滚浸运输机(RoDip)诞生后,在解决了这些问题的同时兼备传统运输机的所有优点。多功能穿梭机还具备在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能,完全符合自动化柔性涂装生产的要求。
车身内外焊缝密封及铺放防声隔热片一直是人工劳动最大的环节,目前这两种操作随着新材料及喷涂装备的进步,已经可用机械人实现自动化,图3。

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典型的侧喷加顶喷式中涂和面漆用自动涂装机(ESTA)对多品种生产,尤其是车形尺寸差别大的情况下,有局限性,顶喷机的喷涂功能局限性更大,且对涂装质量也有不利影响。随着机器人技术的进步,多功能喷涂机器人(VarioRobot)得到应用,显示出其功能方面的突出优点。不仅使标准的自动喷涂段喷杯数量由9只减少到6只,标准喷漆室宽度由4.6m减少到3.8m,而且取消了顶喷机横梁,消除了典型自动喷涂机的种种弊端(如图4)。使喷涂质量进一步提高,更适应柔性生产,一次投资和运行成本进一步减少,新车型上线和设备维修更容易。

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我国在自动化技术应用方面基本与世界先进水平保持同步。滚浸运输机、多功能穿梭机、多功能喷涂机器人都已经得到应用。