汽車保險杠與車身色差的控制方法

賴銘戰

(上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007)

0 前言

色差是指顏色件與標準顏色之間在色相、明度、彩度之間存在的差異。汽車車身與保險杠等部件因涂料供應商在生產批次、生產工藝等方面存在差異，會導致色差問題。在現代汽車客戶觀念中，判斷產品的好壞，主要通過第一印象來進行評價。與服裝行業類似，消費者在購買汽車時會重點關注汽車整體外觀造型和色彩搭配是否能滿足個人需求。為了滿足消費者的視覺需求，進一步提高產品的市場占有率，汽車企業每款車型一般都會提供多種車身顏色供消費者選擇。如果產品存在嚴重的色差問題，將會造成產品滯銷，進而影響企業口碑和業績。在實際生產過程中，色差問題一直是困擾汽車主機廠和外飾件供應商的難題。在產品色差嚴重時，還會造成缺件問題，導致生產停線，影響到汽車的正常銷售。

1 顏色的定義

常用的顏色評價模式有光學三原色(RGB)模式和Lab模式。Lab模式既不依賴光線，也不依賴于顏料或特定設備，因該模式對色彩多樣化處理的速度較快，已被廣泛應用于汽車行業的顏色感知和測量等方面。Lab模式中的3個字母分表代表了3個坐標軸，其中，L軸為明度軸，其值越大表示色彩越亮，其值越小則表示色彩越暗；a軸為紅綠軸，其值大于0時為紅色，其值小于0時則為綠色，其值等于0時為中性灰；b軸為黃藍軸，其值大于0時為黃色，其值小于0時為藍色，其值等于0時為中性灰。Lab模式的顏色標尺如圖1所示。

圖1 Lab模式顏色標尺

Lab顏色標尺可表示試樣與標樣的顏色差異。ΔE被定義為樣品的總色差，ΔE值越大說明色差越大。ΔE的計算表達式為：

ΔE=(ΔL+Δa+Δb)/2

(1)

式中：ΔL表示明度色差，該值為正值表示偏亮，該值為負值則表示偏暗；Δa表示紅綠色差，該值為正值表示偏紅，該值為負值則表示偏綠；Δb表示黃藍色差，該值為正值表示偏黃，該值為負值表示偏藍。

2 色差檢測方法

色差控制一般是使用標準色卡進行目視評價。由于目視評價色差無法實現量化評價，且每個人的感知存在差異，如觀測者在進行色差評價時所處的角度、環境、心情等因素會影響到色差判斷，因此應使用色差儀等方便記錄數據的設備進行輔助判斷并量化評價。

色差儀是一種模擬人眼對紅光、綠光和藍光的感應來檢測并判斷色差的光學測量儀器。該儀器使用了標準光源對被測樣件進行多角度分析。色差儀的量化過程是根據國際照明委員會(CIE)色度空間的Lab原理開展的，測量樣件與標樣的色差采用ΔE、ΔL、Δa、Δb等參數值表示。這些參數值存儲方便，可為汽車主機廠后續的優化工作提供參考依據。

目前，色差檢測方式主要有目視評價和色差儀測量。為保證色差測量的準確性，在對被測樣件色差進行目視評價時，要求在自然光條件下照射，且周圍沒有其他彩色物體反光干擾。若目視無法判斷被測樣件色差是否在正常色差允許范圍內，則應采用BYK mac色差儀(圖2)分別從被測樣件的3個角度(即25°、45°和75°)進行測量。色差儀測量所用的標準數據是隨母板發布的原始數據，該原始數據也被稱為母板數據。圖3示出了色差儀的測量數據。其中，ΔEP值是德國畢克化學公司(BYK)根據經驗，針對金屬漆和非金屬漆在ΔE值的基礎上乘以系數得到的。該參數可用于判斷被測樣件色差是否符合要求，提高色差判斷的準確性。經檢測，若ΔEP≤1.0，表示色差合格；若1.0<ΔEP≤1.7，表示色差可讓步使用；若ΔEP>1.7，則判定色差不合格。

圖2 BYK mac色差儀

圖3 色差儀的測量數據

3 開發流程

在進行車型開發時，應重點關注車身與保險杠顏色的匹配度，減少色差的影響。車身與保險杠顏色匹配開發流程如圖4所示，主要包括以下幾個方面。

圖4 汽車車身與保險杠顏色匹配開發流程

(1) 確定造型。根據市場定位，確定汽車造型、車身與保險杠的形狀，明確相互間的匹配關系。

(2) 選定色系。根據汽車造型、市場定位、用戶群體的綜合因素確定車身與保險杠的顏色。

(3) 發布標準色卡。標準色卡是由汽車主機廠技術中心負責汽車造型的部室下達，標準色卡的有效期通常為2年。如果標準色卡超過有效期，相關供應商應通過汽車主機廠指定的官方網站或者直接向汽車主機廠進行購買。

(4) 車身與保險杠顏色匹配。汽車主機廠的涂裝車間及保險杠供應商應根據標準色卡要求，調試出接近標準色卡的樣件。首先，應在自然光條件下進行目視評估；然后，經過汽車主機廠外觀評審小組的評審，確定樣件是否符合要求。根據過往的項目經驗，車身與保險杠顏色匹配過程至少應開展3輪評審，評審周期持續3～4周。

(5) 確定色相控制范圍。在每次樣件生產調試時，應使用色差儀記錄相關數據。根據匹配的結果確定并發布ΔE、ΔL、Δa、Δb等參數范圍，同時明確各種顏色需重點控制色相的方向。

(6) 生產過程監控。根據生產控制計劃要求，汽車主機廠的涂裝車間及保險杠供應商在每日生產的首件、中件和末件產品時，須使用色差儀檢測色差情況并做好記錄，通過采用統計過程控制(SPC)方法持續監控生產過程，確保產品的一致性。通過使用微信—簡道云系統進行信息共享，使涂裝車間各工位及保險杠供應商都能及時了解對方的色差數據和色相走向，提前評估車身與保險杠顏色是否存在不匹配的風險。

(7) 持續改進。根據生產過程一致性監控結果，不斷提升和改進過程控制方法，同時根據整車匹配的結果和消費者反饋的信息，不斷優化色相控制標準和范圍。

4 生產過程控制

為保證保險杠的顏色與車身匹配，要求汽車主機廠及保險杠供應商在生產過程中對色差進行嚴格控制。保險杠生產過程控制主要包括以下 5個方面。

(1) 油漆來料檢測。該階段須控制的內容包括：① 檢查油漆廠家出廠檢驗報告；② 檢查并確認原漆的黏度、電阻率，清潔度、附著力等入庫檢查項目；③ 如遇新批次油漆，應進行樣件試噴，判定油漆是否合格后再進行使用。

(2) 調漆過程控制。該階段控制內容包括：① 執行并跟蹤調漆標準化流程；② 監控調漆和輸漆設備的運行狀況及關鍵參數是否在合理范圍內；③ 對油漆黏度進行巡檢，檢查相關助劑(快、慢干)使用量的波動情況；④ 若金屬漆存放時間已超過3周，在下次噴涂前應安排樣件試噴，避免金屬漆中鋁粉出現循環剪切及沉淀現象。

(3) 噴涂過程控制。該階段控制內容包括：① 檢查夾具的一致性，做好夾具的維護保養工作；② 在處理前的水洗過程中，檢查相關參數是否準確，確保零件清洗干凈、無污染；③ 火焰處理時應增加本體活性，通過靜電除塵的方式減少本體表面灰塵；④ 檢查噴涂機器人控制過程參數，確保工件按照規定參數完成噴涂，出現異常停機時，應隔離控制不合格產品；⑤ 在換色過程中極易造成零件串色，應嚴格執行換色流程，做好空、劃、翹控制。

(4) 零件下線檢查。該階段控制內容包括：① 使用標準色卡進行比對檢查。② 使用色差儀測量零件色差數據并記錄，將數據上傳簡道云系統，與主機廠的車身數據進行比對。生產現場用SPC方法，通過圖表形式監控色相走向并及時調整。定期對色差儀進行校準，確保數據準確。③ 嚴格控制返修件重噴流程，原則上保險杠只能重噴1次，且必須是同底色重噴。④ 加強對不合格產品及報廢產品的管控，確保只有合格的產品才能出廠。

(5) 整車顏色評審。該階段控制內容包括：① 保險杠供應商與主機廠每周對整車車身與保險杠顏色進行匹配度評審，該評審應在自然光條件下進行，如發現異常應及時調整；② 每月進行色差儀的對標確認，確保保險杠供應商與主機廠雙方的色差儀數據一致；③ 主機廠應持續優化色相的控制范圍和標準色卡的發布。

5 問題分析和改進

以下結合某汽車主機廠幾款車型車身與保險杠顏色出現不匹配的案例，對常見的色差問題進行分析，同時提出了相應的改進措施。

5.1 CN202S車型珠光白色保險杠與車身的色差問題

該案例產生色差的原因是該款車型的保險杠漏噴了珠光粉，自動噴涂線的噴涂程序針未能識別珠光白色的零件，未啟動噴涂機器人噴珠光粉程序。因此，針對有特殊噴涂材料的顏色件，如珠光白、星云紫、極光銀等顏色件，應在每個生產班次的排產中實施連續生產，其中首件與末件產品和產品總數量應由班組長進行確認，在噴涂前班組長應再次確認噴涂數量及是否已激活珠光粉機器人的信號點。此外，還應增加特殊顏色件程序與特殊材料噴漆機器人間的關聯性，在產品選定顏色后，系統自動關聯是否啟動特殊材料噴涂機器人程序。

5.2 CN202W車型青蘋果綠色保險杠與車門的色差問題

該案例產生色差的原因是該款車型的保險杠與側圍搭接的邊緣區域色漆過厚，其厚度為45 μm，不符合色漆標準的厚度要求(15～25 μm)，造成綠色的色漆堆積，呈現黑色狀。而造成該色差問題的根本原因是噴涂機器人在發生故障后，程序原點沒有及時進行校準，導致邊緣噴涂流量過大。此外，當零件下線檢驗時，色差儀僅對平面區域進行了檢測，并未對零件邊緣區域的膜厚進行檢查。因此，當設備出現故障后，必須重新確認程序和原點是否進行了校準，且應在完成小批量試樣驗證后才能進行批量生產。此外，還應在零件下線拋光區域增設零件邊緣區域的膜厚檢測工序。

5.3 CN730S車型奶茶咖色保險杠與車身的色差問題

該案例產生色差的原因是該款車型在明度限值范圍內(a±0.5)，保險杠的明度值與車身的明度值分別選取了與a值相反的限值，即保險杠的明度值取了上限值，車身的明度值取了下限值。在自然光條件下的目視效果出現了差異。而造成該色差問題的根本原因是保險杠與車身前期顏色在匹配時，未制作顏色邊界極限樣本進行比對，沒有匹配到明度下限值與上限值車狀況，而保險杠與車身的明度值分別在2個限值時的匹配驗證不充分。因此，應重新調整奶茶咖色的明度控制范圍，將明度值調整為0～1.0，且要求明亮。在后續項目開發和匹配驗證時，應增加兩端極限樣件目視匹配效果的確認環節。

5.4 E50車型糖果白色保險杠與車身的色差問題

該案例產生色差的原因是該款車型車身的黃相(b值)不滿足要求，設計要求應在0～1.00范圍內，但實際b值為-0.75。經確認，該批次產品的車身在涂裝下線時，雖經色差儀檢測，b值符合0～1.00的標準，但由于E50車型糖果白色的噴涂使用了3C1B工藝，而該工藝會使車身噴涂后出現黃相降低的現象。針對3C1B工藝，并結合實車退黃驗證數據發現，糖果白色的車身噴涂下線3天后，其b值會降低至1.20～1.50。因此，應將糖果白色的涂裝下線時的黃相控制標準范圍更改為-1.50～0.20，同時調整噴涂工藝，以滿足下線車型的色差控制標準。

6 結語

綜上所述，汽車的色差質量管理是一項較為復雜的系統工作，油漆的色差控制也是一項難以精準把控的技術難題。只有通過對汽車主機廠及外飾件供應商的生產過程嚴格控制，并在材料、工藝流程、生產監控等方面進行科學管理，同時不斷優化檢測手段，才能最終實現對色差問題的有效管控，使汽車的車身外觀顏色滿足消費者需求。