淺談塑料翼子板涂裝制造過程的若干問題

王禮 李志偉 徐普杰 尚蛟鵬

摘 要：從汽車環保、燃油經濟性、駕駛動力性等方面出發，汽車輕量化的發展趨勢將越來越明顯，更多的塑料內外飾零部件將應用在整車制造過程中。文章將以塑料翼子板在涂裝制造過程中的問題驗證為主要方法進行塑料件涂裝制造工藝的探索與經驗總結，對今后汽車塑料零部件的涂裝制造工藝方法提供一些經驗借鑒。

關鍵詞：汽車車身輕量化;塑料翼子板;涂裝工藝;塑料零部件;涂裝制造

中圖分類號：U445.58+5? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-167-03

A brief discussion on some issues in the patinting and Manufacturing process

of plastis Fender

Wang Li， Li Zhiwei， Xu Pujie， Shang Jiaopeng

（ ShanXi JinZhong Geely Auto Parts Limited Company， Shanxi Jinzhong 030600 ）

Abstract： Form the aspects of automobile environmental protection， fuel economy， driving power and so on， the develop -ment trend of automobile lightweight will become more and more obvious. More plastic interior and interor decoration parts will be applied in the whole vehicle manufacturing process. In this paper， the main method of plastic wing plate coating manufacturing process will be verified as the main method to explore and summarize the experience of plastic coating manufacturing process. It provides some experience for erfreence to the coating manufacturing process of automobile plastic parts in the future.

Keywords： Car body lightweight; Plastic fender; Painting process; Plastic parts; Painting manufacturing

CLC NO.： U445.58+5? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-167-03

引言

隨著人類文明的發展，世界各國對環境保護問題越來越重視，其中汽車尾氣排放的污染已成為其中一大課題。面對環境的持續惡化與政府持續加嚴的環保法規發布，世界各大汽車制造商將面臨一場汽車技術革命的戰爭，這其中汽車輕量化技術的發展與應用將是一大重要領域。然而對于車身輕量化技術的研究與應用，各大汽車制造商均不約而同地從汽車車身的翼子板零部件開始著手。

目前，塑料越來越多地被應用在汽車相關部件上，并且呈現由內、外飾件向車身覆蓋件和結構件發展的趨勢。譬如現在已經由普遍使用的保險杠、車門內外護板發展到塑料發動機罩、頂蓋、塑料翼子板等某些車身骨架構件。歐洲很早就對塑料翼子板進行了開發和研究，并已在部分車型上替代金屬鈑金投入使用。最近幾年，有關新材料和新工藝不斷出現，塑料翼子板已經在越來越多的汽車產品上得到應用，如RSA ClioII/Clio III/Megane II/Laguna II/Scenic II、PSA 307/ 807/C4、BMW 6系列/3系列/ NewX5、Nissan Tino 等等。從零件重量、投資以及成本三方面，將鋼、鋁和塑料材質的子板進行了對比（以鋼制翼子板為基準），結果見圖1（以年產量為10萬輛份、生產生命周期為5年來計算）。顯然，塑料翼子板的綜合優勢是比較明顯的。

面對將傳統白車身的金屬材質翼子板替換為塑料材質的翼子板，在涂裝制造工藝來說將是一次全新的探索之路。塑料翼子板也將是今后一個新的發展創新領域。

1 涂裝塑料翼子板制造工藝流程概述

目前，涂裝行業內較為常見的涂裝工藝為3C2B工藝和B1B2工藝，本文將以3C2B涂裝工藝為基礎進行探討研究塑料翼子板的制作工藝。按照傳統的3C2B涂裝工藝：前處理電泳→電泳烘干→電泳打磨→打膠→中涂噴涂→中涂烘烤→中涂打磨→色漆→預烘干→清漆→面漆烘烤→修飾→報交。其中電泳烘烤溫度一般為：170℃，中涂烘烤溫度：150℃，面漆烘烤溫度：140℃。烘烤溫度都在140℃以上。

按翼子板涂裝制造工藝流程劃分可以分為三種形式：

（1）全在線工藝：翼子板在焊裝白車身進行預安裝后進入涂裝進行全流程制造工藝，其中要經歷高達至少170℃高溫的烘烤變形，所以對翼子板材料的耐烘烤性及耐烘烤變形性有極高的要求，并且在完成噴漆修飾后還需要進行最后的翼子板安裝調整工序進行間隙面差的調整后交付總裝車間。制造流程如圖2：

（2）半在線工藝：翼子板在白車身電泳工藝完成以后及噴涂中涂漆以前進行裝配完成，后續工藝跟隨車身進行中面漆噴涂及烤房烘烤，要經歷至少140℃以上的溫度烘烤。并且在完成噴漆修飾后還需要進行最后的翼子板安裝調整工序進行間隙面差的調整后交付總裝車間。制造流程如圖2：

（3）不在線工藝：翼子板進行單獨噴涂烘烤工藝制造后，與整車在翼子板安裝調試工位進行一次裝配。制造流程如圖3：

2 制造過程中若干問題的解決方案

我司塑料翼子板涂裝制造工藝采用的是全流程制造工藝，并且我司是集團首家采用全流程涂裝制造工藝的工廠，我們將面臨諸多前所未有的工藝制造問題，本文將討論在傳統3C2B工藝下塑料翼子板的制作工藝中遇到的若干問題的一些解決方案。下表為各種材料的性能參數表。

2.1 電泳烤房175℃高溫烘烤下的翼子板與A柱電泳漆粘連問題

2.1.1 問題描述

全流程塑料翼子板制造工藝要求塑料翼子板要承受高達175℃高溫的烘烤變形，在高溫烘烤膨脹過程中塑料翼子板的膨脹導致與前門邊緣和A柱會在電泳漆膜沒有完全固化的狀態下發生干涉蹭漆，后面導致在電泳打磨線體發現約40%的電泳漆黏連缺陷，甚至會出現電泳漆露底等嚴重問題。

2.1.2 問題原因

（1）塑料翼子板在175℃高溫烘烤下發生約5%膨脹變形;（2）塑料翼子板與前門外板焊裝預安裝間隙面差控制范圍與塑料翼子板膨脹系數不匹配。

2.1.3 解決方案

依據我司采用的塑料翼子板材料本體的性能參數、工藝參數的電泳烘烤條件、工裝安裝方式作為研究驗證的基礎數據，通過不斷地過線優化驗證，匹配一套最優的翼子板與A柱、前門外板的間隙面差可控范圍值，再通過車型SOP前的不斷驗證優化過線，通過以上數據統計分析固化一系列產品參數、工藝參數來解決電泳漆黏連露底的問題。

2.2 塑料翼子板與機蓋后角邊緣蹭漆的問題

2.2.1 問題描述

在采用了塑料翼子板全流程制造工藝以后，經過面漆噴涂及經過140℃×25min高溫烘烤以后，面漆下線整車在打磨拋光線體出現了大約62%的機蓋后角蹭漆的問題，具體部位為翼子板后沿與機蓋后角發生在高溫烘烤變形后的膨脹干涉問題，嚴重影響整車一次合格率。

2.2.2 問題原因

面漆噴涂完成后整車要進行約140℃溫度的烘烤，而塑料翼子板在高溫烘烤的變形下會與機蓋后角發生膨脹干涉問題，從而導致面漆下線車身蹭漆缺陷頻發。

2.2.3 解決方案

為了防止塑料翼子與機蓋后角在高溫烘烤變形下發生蹭漆的問題，需要從兩零部件搭接位置的間隙面差入手進行控制，但是實際情況在控制了間隙面差的取值范圍以后也會出現低頻率的蹭漆問題，并且嚴格控制焊裝預安裝工藝尺寸范圍也是難實現的事情，但是為了徹底解決根治蹭漆問題的發生需要在涂裝進行一次改變該位置的現有狀態的措施。將前機蓋治具支撐桿由原來的22.5cm加高到43cm，機蓋抬起以后機蓋掀起角度由閉合變為29°，將機蓋后角與翼子板前沿搭接間隙控制在了1cm以上，且不屬于一個平面，徹底根治了蹭漆問題的發生，合格率達到了100%。

但是隨即引發的一個新的問題便是機蓋從水平狀態變為抬起狀態以后，機蓋左右后角的抬起造成了遮擋翼子板前沿位置的遮蔽物，導致翼子板前沿清漆噴涂不上的缺陷。

2.3 塑料翼子板前角清漆虛噴的問題

2.3.1 問題描述

在解決了上述塑料翼子板與機蓋后角蹭漆問題以后，隨即引發了一個質量次生問題：塑料翼子板前沿位置邊沿楞線上清漆少噴、虛噴的質量缺陷，并且該質量問題的發生頻率為100%，嚴重影響整車的外觀質量。

2.3.2 問題原因

將機蓋從水平狀態抬起角度為30°以后，機蓋后角的角度張大，后角邊沿升起，形成了一個遮蔽翼子板前沿位置的金屬遮蔽物，再加上翼子板材質為塑料材質靜電吸附能力差，導致清漆噴涂時翼子板清漆噴涂被遮擋而產生清漆少噴、虛噴的問題。

2.3.3 解決方案

機蓋在閉合狀態下進行制造時，會出現機蓋與翼子板蹭漆缺陷;將機蓋抬起30°狀態下進行噴涂時會出現翼子板后角清漆噴涂少噴的缺陷問題。為了解決二者之間的矛盾需要策劃一套同時解決這兩個問題的方案。經過現場工藝的不斷驗證與優化，我們在現有治具的基礎下開發出了一套可以伸縮的治具工裝，完成了“低噴高烤”的一套制造工藝流程，在色漆內外噴、清漆內外噴噴涂工位治具進行降低操作解決了翼子板前沿清漆少噴的問題;在流平工位將機蓋工裝升高解決了在烤房高溫烘烤變形下的蹭漆問題。通過不斷總結與優化完善了一套獨創的“低噴高烤”的工藝流程。

3 結論

目前，車身塑料翼子板應用已經在整個涂裝行業內很多基地工廠得到了廣泛應用，但各主機廠仍處于未完全應用成熟階段。隨著未來車身輕量化的發展趨勢，塑料零部件更多地應用在整車車身上，從塑料材質本身的性能特性與涂裝高溫制造工藝的固有特點來看，如何開發出更加完善的塑料零部件涂裝制造工藝將是我們關注的一大熱點議題。

參考文獻

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