新技术正在推动飞机喷涂技术创新

■ James Pozzi

当前各种技术创新正在带动周边产业升级发展，如复合材料在新型飞机的占比越来越高、自动化在航空制造业的应用范围日益扩大等，正在推动着飞机的喷涂技术升级。但由于飞机尺寸较大等因素，自动化机器人喷漆很难在售后服务市场中得到广泛应用。相比之下，紫外线（UV）喷涂技术有望成为下一代喷涂技术升级的热点。

随着全球民用航空机队的成熟，传统的金属占比较大的飞机正逐渐到寿。取而代之的是大量采用新型复合材料的飞机开始逐步投入市场。新型飞机的内部和外部都发生了改变，新型复合材料带来了全新的维修需求，因此喷漆涂料也随之换代。

PPG公司表示，复合材料的更广泛使用正在改变行业和客户的要求，尤其是以减轻重量为中心的要求。复合材料比金属轻，为飞机减重创造了条件。而且由于复合材料可以模压成型，所以OEM有机会用更少的时间和不同的安装结构重新设计和制造复杂的部件。

此外，复合材料和金属材料的3D打印应用的不断增多具有非常深远的意

义。但是，3D打印的材料表面非常粗糙，不仅需要保护，而且为了美观还需要进行平滑处理。例如，铝制3D零件的形状需要不同的涂层或不同的表面处理技术。德国涂料制造商Mankewiecz表示，使用3D打印技术后，供应链的周转时间也要求产品的生产流程随之改变。因为客户需要更快速、更准确地获得产品或者更安全、更高效的维修服务。

Magnetic MRO正有意借虚拟现实等新技术增强其喷漆能力。

在过去的十年中，为了保护环境和喷涂人员的安全，涂料制造商改变了产品开发过程，逐渐减少了铬酸盐等危险化学品的使用。但是，该做法削弱了铝表面的抗氧化保护，也促使AkzoNobel、Sherwin-Williams、PPG 和Mankewiecz等涂料制造商继续探索预处理和其他解决方案以解决产品表面的抗氧化保护问题。

几十年来，Mankewiecz一直将水基涂料纳入其涂料产品中，这些产品与之前的溶剂型涂料一样安全和耐用。近日，此类型涂料已经应用于飞机结构部件。Mankewiecz表示，其一直致力于无铬防腐蚀涂料的开发，未来也会将此项目作为首要任务。

Sherwin-Williams在其产品线中也考虑了环境因素，最近扩大了包括预处理和几种无铬环氧底漆等无铬生产线的规模。这些技术可以在不降低产品性能或生产率的情况下，提高其耐用性。

此外，涂料制造商也在更密切关注飞机内饰涂料。Sherwin-Williams公司指出内饰喷涂与机身喷涂在人工和材料成本等方面存在有很大差异，如机身涂料与内饰涂料都必须能够承受环境的影响，机身涂料会受到阳光、液压油、喷气燃料以及极端天气的侵蚀，而内饰涂料不仅要满足阻燃性要求，还要能够承受旅客的汗水、食物、口红侵蚀，以及行李的碰撞。

由于全球机队规模的不断扩大和更大的行业定制化需求，维修企业希望利用新的涂料产品促进喷涂业务需求的增多。Magnetic MRO就是其中一家，该公司于2015年在爱沙尼亚塔林的机库开展了喷漆业务。在过去四年中，Magnetic MRO的窄体飞机喷漆业务源源不断，每年约完成20～25架飞机喷漆。该公司表示，通常情况下飞机租赁到期转租的涂装简单，可以在4天内完成，而稍复杂的、需要褪漆并进行完整再喷涂的工作，需要7～9天才能完成。

Magnetic MRO在发展喷涂能力的过程中也在积极创新其涂料工艺。该公司认为，飞机喷漆的主要挑战是飞机要求有更短的周转时间。但当前航空业的成长速度远远超过技术人员和喷漆人员的成长，所以在喷涂工艺中劳动力也是一大挑战。

Magnetic MRO的喷漆工艺的创新之一是虚拟现实技术。Magnetic正在测试和研发飞机涂装可视化技术。2017年底，该公司开放了一个扩建的喷漆工厂，其中该喷漆机库还接有定制的机坞系统，可为不同类型的飞机提供服务。该系统比临时搭毯或升降吊臂的解决方案更好，因其提供了进入每个飞机区域的完善通道，从而减少了准备和喷漆的时间。

Sherwin-Williams认为，未来涂料的发展将围绕生产率、减重、环境改善和客户体验四个具体领域展开。PPG公司也认同这一观点，并表示PPG的所有研发工作都是基于生产更轻、更环保的产品，同时具有更健康和安全性能，以及更具成本效益的应用。

再有，自动化技术正在提高生产率方面发挥着积极的作用。当然也可以说提高生产率的需求为创新的喷漆方法留出了发展空间，而这种空间会促进应用技术的发展。最近，有的维修企业已经在原有流程中加入越来越多的自动化。Mankewiecz认为，生产过程的自动化无疑是未来几年制造业重大发展的最大推动力。

尽管机器人等自动化概念变得越来越普及，但Magnetic MRO认为，这项技术短期内不会大规模进入售后市场的飞机喷漆领域。在航空领域，只有少数工厂在简单的零部件上会使用喷漆机器人，如为未安装于机身的机翼喷漆。未来，喷漆机器人有可能成为OEM的喷涂设备，但是由于飞机尺寸较大以及考虑到实现成本，售后服务市场很难得以推广。

Magnetic MRO认为，与喷涂机器人相比，紫外线（UV）喷涂技术更有可能取代现有的basecoat和clearcoat系统。紫外线技术可以使油漆和透明漆在不会使飞机失去光泽或外观的情况下5分钟内风干，从而减少飞机因喷漆产生的停场时间，空客公司正在飞机上测试紫外线喷涂技术。该技术有望成为喷漆技术的下一步升级。