新技術正在推動飛機噴涂技術創新

■ James Pozzi

當前各種技術創新正在帶動周邊產業升級發展，如復合材料在新型飛機的占比越來越高、自動化在航空制造業的應用范圍日益擴大等，正在推動著飛機的噴涂技術升級。但由于飛機尺寸較大等因素，自動化機器人噴漆很難在售后服務市場中得到廣泛應用。相比之下，紫外線（UV）噴涂技術有望成為下一代噴涂技術升級的熱點。

隨著全球民用航空機隊的成熟，傳統的金屬占比較大的飛機正逐漸到壽。取而代之的是大量采用新型復合材料的飛機開始逐步投入市場。新型飛機的內部和外部都發生了改變，新型復合材料帶來了全新的維修需求，因此噴漆涂料也隨之換代。

PPG公司表示，復合材料的更廣泛使用正在改變行業和客戶的要求，尤其是以減輕重量為中心的要求。復合材料比金屬輕，為飛機減重創造了條件。而且由于復合材料可以模壓成型，所以OEM有機會用更少的時間和不同的安裝結構重新設計和制造復雜的部件。

此外，復合材料和金屬材料的3D打印應用的不斷增多具有非常深遠的意

義。但是，3D打印的材料表面非常粗糙，不僅需要保護，而且為了美觀還需要進行平滑處理。例如，鋁制3D零件的形狀需要不同的涂層或不同的表面處理技術。德國涂料制造商Mankewiecz表示，使用3D打印技術后，供應鏈的周轉時間也要求產品的生產流程隨之改變。因為客戶需要更快速、更準確地獲得產品或者更安全、更高效的維修服務。

Magnetic MRO正有意借虛擬現實等新技術增強其噴漆能力。

在過去的十年中，為了保護環境和噴涂人員的安全，涂料制造商改變了產品開發過程，逐漸減少了鉻酸鹽等危險化學品的使用。但是，該做法削弱了鋁表面的抗氧化保護，也促使AkzoNobel、Sherwin-Williams、PPG 和Mankewiecz等涂料制造商繼續探索預處理和其他解決方案以解決產品表面的抗氧化保護問題。

幾十年來，Mankewiecz一直將水基涂料納入其涂料產品中，這些產品與之前的溶劑型涂料一樣安全和耐用。近日，此類型涂料已經應用于飛機結構部件。Mankewiecz表示，其一直致力于無鉻防腐蝕涂料的開發，未來也會將此項目作為首要任務。

Sherwin-Williams在其產品線中也考慮了環境因素，最近擴大了包括預處理和幾種無鉻環氧底漆等無鉻生產線的規模。這些技術可以在不降低產品性能或生產率的情況下，提高其耐用性。

此外，涂料制造商也在更密切關注飛機內飾涂料。Sherwin-Williams公司指出內飾噴涂與機身噴涂在人工和材料成本等方面存在有很大差異，如機身涂料與內飾涂料都必須能夠承受環境的影響，機身涂料會受到陽光、液壓油、噴氣燃料以及極端天氣的侵蝕，而內飾涂料不僅要滿足阻燃性要求，還要能夠承受旅客的汗水、食物、口紅侵蝕，以及行李的碰撞。

由于全球機隊規模的不斷擴大和更大的行業定制化需求，維修企業希望利用新的涂料產品促進噴涂業務需求的增多。Magnetic MRO就是其中一家，該公司于2015年在愛沙尼亞塔林的機庫開展了噴漆業務。在過去四年中，Magnetic MRO的窄體飛機噴漆業務源源不斷，每年約完成20～25架飛機噴漆。該公司表示，通常情況下飛機租賃到期轉租的涂裝簡單，可以在4天內完成，而稍復雜的、需要褪漆并進行完整再噴涂的工作，需要7～9天才能完成。

Magnetic MRO在發展噴涂能力的過程中也在積極創新其涂料工藝。該公司認為，飛機噴漆的主要挑戰是飛機要求有更短的周轉時間。但當前航空業的成長速度遠遠超過技術人員和噴漆人員的成長，所以在噴涂工藝中勞動力也是一大挑戰。

Magnetic MRO的噴漆工藝的創新之一是虛擬現實技術。Magnetic正在測試和研發飛機涂裝可視化技術。2017年底，該公司開放了一個擴建的噴漆工廠，其中該噴漆機庫還接有定制的機塢系統，可為不同類型的飛機提供服務。該系統比臨時搭毯或升降吊臂的解決方案更好，因其提供了進入每個飛機區域的完善通道，從而減少了準備和噴漆的時間。

Sherwin-Williams認為，未來涂料的發展將圍繞生產率、減重、環境改善和客戶體驗四個具體領域展開。PPG公司也認同這一觀點，并表示PPG的所有研發工作都是基于生產更輕、更環保的產品，同時具有更健康和安全性能，以及更具成本效益的應用。

再有，自動化技術正在提高生產率方面發揮著積極的作用。當然也可以說提高生產率的需求為創新的噴漆方法留出了發展空間，而這種空間會促進應用技術的發展。最近，有的維修企業已經在原有流程中加入越來越多的自動化。Mankewiecz認為，生產過程的自動化無疑是未來幾年制造業重大發展的最大推動力。

盡管機器人等自動化概念變得越來越普及，但Magnetic MRO認為，這項技術短期內不會大規模進入售后市場的飛機噴漆領域。在航空領域，只有少數工廠在簡單的零部件上會使用噴漆機器人，如為未安裝于機身的機翼噴漆。未來，噴漆機器人有可能成為OEM的噴涂設備，但是由于飛機尺寸較大以及考慮到實現成本，售后服務市場很難得以推廣。

Magnetic MRO認為，與噴涂機器人相比，紫外線（UV）噴涂技術更有可能取代現有的basecoat和clearcoat系統。紫外線技術可以使油漆和透明漆在不會使飛機失去光澤或外觀的情況下5分鐘內風干，從而減少飛機因噴漆產生的停場時間，空客公司正在飛機上測試紫外線噴涂技術。該技術有望成為噴漆技術的下一步升級。