3C1B涂装工艺的技术优势

李婷婷，周 波，司进华，王彦力，苗 雷

（1.华晨汽车集团控股有限公司，辽宁沈阳 110044；2.浙江吉利集团控股有限公司，浙江杭州 310015）

3C1B涂装工艺的技术优势

李婷婷1，周 波2，司进华1，王彦力1，苗 雷1

（1.华晨汽车集团控股有限公司，辽宁沈阳 110044；2.浙江吉利集团控股有限公司，浙江杭州 310015）

3C1B技术作为比较成熟的涂装工艺技术，因为满足节能减排的发展趋势，逐渐成为汽车厂的主流技术改造或设计方案，与传统的涂装喷漆工艺相比，该技术将中涂、色漆、清漆3个涂层进行工程集约，省去了中涂烘干和打磨工序，具有投资费用与运营成本低、VOC（挥发性有机化合物）和CO2排放低、涂层外观与性能卓越等特点。

3C1B工艺；节能减排；工程集约

0 引言

近期，国家对环境治理的决心十分明确，北上广深开始执行新的环保法规，控制VOC（挥发性有机化合物）的排放。为适应新法规的要求，很多车企开始停线改造。3C1B涂装技术已成为国内现有汽车生产厂旧线改造的主流技术方案。华晨汽车、南京马自达和安徽奇瑞部分工厂已经成熟应用该项技术，福特亦将老线改为高固体分3C1B工艺。国内新建生产线，也在此技术基础上进行创新，将水性涂料和3C1B技术相结合，衍生出水性3C1B技术。目前，通用、丰田、本田的全球涂装战略都将采用水性3C1B技术。

国内外多数汽车厂家近年来所采用的减轻环境负荷的改进涂装工序对策均以削减VOC的排放量为目的，这样却反而增加了CO2的排放量。欧洲和日本的厂家大量使用水性涂料，水性涂料虽然VOC含量少，但由于水不易挥发，需要专用的空调设备、干燥设备，因此能源消耗增加，CO2的排放量比以往的工序增加约5%。此外，北美厂家大量采用的VOC燃烧方式只是在以往的溶剂型涂装工序中添加燃烧装置，达到削减VOC排放的目的，可一但燃烧，CO2的排放量就会增加20%～60%。由此，华晨汽车和立邦涂料、关西涂料、BASF公司，以及日本大气社设备公司共同发起了同时削减VOC和CO2的技术挑战，并成功开发了3C1B涂装技术及相应的涂料体系，于2003年率先在国内实施并推广，投入使用至今已有十余年，积累了丰富的质量管理控制经验，并且节省了大量的运营成本，中华A工厂涂装车间2009年新建生产线，依然采用此项技术，目前两条生产线运行平稳，产品外观受到客户好评。

3C1B技术是指3个涂层（coat）1次烘烤（bake），即通过改变涂料性能、膜厚和设备参数等，中涂、色漆、清漆3个涂层工程集约后仅一次烘烤成膜，与传统工艺相比，取消了中涂烘干和打磨工序，如图1所示。

图1 3C1B、水性涂料、VOC燃烧和传统3C2B技术比较Figure 1 The comparison among 3C1B，water-based coatings，VOC combustion and traditional 3C2B technology

1 3C1B工艺的优势

1.1 设备投资方面

节省了一套中涂烘干炉和强冷设备，以及打磨室体及相关的照明和送排风设备等，根据华晨中华A工厂涂装车间的设计预算，初期节省设备投资约1 100余万元。节省约160 m长的生产线，按宽度3.4 m计算，节省占地面积约544 m2。由于缩短了涂装生产线，可以减少投资20%。

1.2 日常运营成本方面

（1）VOC排放量约削减35%（达到45 g/m2以下）；高效涂装机的应用降低VOC 15%。CO2排放量降低15%。

（2）用电方面：常规烘干及强冷设备能耗90 kW/h，按年工作日250 d，16 h/d的运转纲领，每年可节省用电360 000 kW，约36万元人民币（中涂打磨室体用电忽略不计）。

（3）天然气用量：常规烘干及强冷设备能耗56 m3/h，年可节省能耗56×16×250=224 000 m3，按工业用气3.6元/m3折算，年可节约费用224 000× 3.6=80.64万元。

（4）打磨耗材、工具以及压缩空气：由于3C1B技术无需中涂后打磨，因此可节约30%左右打磨砂纸、黏性抹布等物料。修补成本：由于3C1B技术喷涂后的车身颗粒较少，修补工段可以节约25%左右的精磨片、羊毛球、抛光膏和修补漆等材料。

（5）涂料成本：同3C2B技术相比，3C1B技术喷涂的面漆总膜厚要降低20～25 μm，涂料使用量节约了20%左右。

1.3 生产效率方面

由于3C1B技术取消了中涂后的打磨工序，杜绝了大部分颗粒的来源。在有效地控制车间清洁度后，喷涂后车身的颗粒数比3C2B技术喷涂的车身减少20%左右。

单班省去中涂打磨工位8个工人，擦净工位2个工人，即车间工人总数减少20人。

1.4 工艺开发方面

3C1B技术在涂装工艺上，采用全新的“湿碰湿”涂装工艺，通过精准的涂层界面控制技术保证各涂层间无混溶，其膜厚控制和传统3C2B工艺不同，如表1所示。

表1 3C1B工艺和3C2B工艺膜厚对比表Table 1 The film thickness compared between 3C1B and 3C2B technology

通过精准的涂层界面控制技术，包括分层膜厚、涂料固体分和流平时间控制等，达到各涂层之间稳定成膜，以保证外观和性能满足指标要求。详见图2。

1.5 生产控制方面

采用“湿打磨工艺”、引入灰尘吸附装置、空气加湿系统等，减少涂装车间灰尘对漆膜的影响，减少修补的工作量。

图2 3C1B涂层工艺控制特点Figure 2 The technology control characteristics of 3C1B process

1.6 涂料方面

在3C1B工艺中，中涂层膜厚为17～23 μm，因此造成中涂对电泳漆表面粗糙度的遮蔽不够而产生桔皮问题。对此，在涂料开发过程中，通过在中涂和面漆中引入高固体分树脂，引入高固体分罩光清漆，来降低涂膜间收缩度，以解决桔皮问题。

对于复合涂层容易出现的抗石击性差的问题，在涂料开发的过程中，在中涂中引入韧性好的树脂，设计具有分解冲击能的中涂，以减少碎石击打到基材的几率；提高中涂的硬度，提高中涂与电泳层间的附着力，以减少电泳层与中涂层间的剥离程度。

开发3C1B工艺专用涂料，通过引入高固体分清漆、中固体分色漆和高固体分中涂，以达到复合涂层的良好配套性。

1.7 最终达到的实际效果

采用“3C1B”工艺后，对漆膜的厚度、附着力、硬度、抗冲击性等指标进行检测，结果全部满足工艺标准。3C1B工艺与3C2B工艺漆膜性能及外观数据对比（以金属漆红色立面为例）见表2。

表2 3C1B工艺与3C2B工艺漆膜性能检测结果对比Table 2 The comparison of the film performance testing results between 3C1B and 3C2B technology

2 结语

综上所述，随着国家汽车产业的飞速发展，汽车产业更注重节能降耗及环境保护，新型汽车涂装生产线所选用的设备、材料、工艺都应更倾向于节能环保型，因此3C1B技术的开发及应用将是今后老涂装生产线改造升级的发展趋势。3C1B技术的实施，不仅可以节约大量的生产成本，更是大大降低了VOC 和CO2的排放量，为保护环境做出巨大贡献。作为一种既能节约成本又能保护环境的新技术，3C1B技术一定会有广阔的应用前景。

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Technical Advantages of 3C1B Painting Process

Li Tingting1，Zhou Bo2，Si Jinhua1，Wang Yanli1，Miao Lei1
（1.Huachen Automotive Group Holdings Co.，Ltd.，Shenyang Liaoning，110044，China；2.Zhejiang Geely Holding Group Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang，310015，China）

3C1B technology is a more mature painting process，because to meet the development trend of energysaving and emission-reduction，it gradually become the mainstream technical transformation or design scheme of most automobile factory. Compared with the traditional painting process，3C1B technology is more effective，which combines primer coat，base coat and clear coat，and saves the process of primer baking and sanding. 3C1B technology possesses low investment and operation costs，low emission of VOC and CO2，good appearance and performance and soon.

3C1B process；energy saving and emission reduction；engineering intensive

TQ 639

A

1009-1696（2017）02-0036-04

2016-12-05

李婷婷，女，吉林大学车辆工程专业研究生毕业，华晨汽车集团制造规划部涂装工艺处处长，曾在通用、上汽、华晨三家车企任职，十三年汽车企业涂装行业从业经验。负责新车型涂装全序开发过程控制。主要工作内容：项目规划、同步工程、生产线设计改造、工艺验证、培训生产、质量提升和成本控制。英国、美国、奥地利、俄罗斯等海外工作经历。16篇专利、18篇论文，其中1篇被斯普林格数据库收录。