新能源汽车涂装工艺及生产线设计与规划

李亮亮

摘要：随着人们生活水平的提高，对汽车的需求量也在逐年增多。新能源汽车迅猛发展全国各地遍地开花出现各种新能源汽车基地。节能与新能源汽车是“中国制造2025”拟重点突破发展的十大领域之一，是未来国际汽车技术竞争的焦点，更是我国汽车产业转型升级、实现汽车强国梦想的必经之路和难得的战略机遇。同时在能源制约、环境污染等大背景下，我国政府把发展新能源汽车作为解决能源及环境问题、建设资源节约、环境友好型社会及实现可持续发展的重大举措。而其中，轻量化、多材质车身则代表着新能源汽车的主要发展方向。降低汽车车身重量，采用结构改进及新材料应用等减重措施的轻量化车身设计，正在改变车身结构，并集多种材料于一身，这必然带来涂装工艺和生产方式的变化。本文就新能源汽车涂装工艺及生产线设计与规划展开探讨。

关键词：新能源汽车;涂装工艺;生产线规划

引言

国民经济的不断发展改变了人们日常生活中的出行方式。随着人们认识到汽车是运输的重要手段，使得越来越多的车辆被使用，从而在极大程度上增加了人们对汽车外部审美要求。因此，对汽车车身涂装工艺的研究也具有重要意义。为了满足所有人的审美需求，汽车制造公司有必要加强整车工艺和有效的质量控制。

1新能源汽车分类

新能源汽车包括：纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车（如超级电容器、飞轮等高效储能器、空气动力、甲醇汽车、太阳能汽车）等。在中国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。

2汽车车身涂装工艺的作用

汽车涂料是指将流中或粉末中的有机物施加到另一个物体上时形成的薄膜。通常，我们将此膜称为涂层，然后将其涂抹在干净的车身上，然后执行相关的过程，例如干燥等步骤形成的膜就是汽车涂抹的整个过程。涂漆汽车表面的原因有很多，最重要的是，它在车辆中起装饰作用。通过绘画车身，我们可以显示汽车的不同颜色，并使车身更具三维感和出色感，从而在极大程度上满足人们当前个人需求的美丽愉悦感。其次，给汽车上油漆可以形成保护层，对汽车表面起到保护的作用，但同时这也是汽车喷油漆最重要的一个目标。

3新能源汽车的涂装工艺

3.1合并涂装工序，降低环境污染

车身涂装车间原有生产流程使用溶剂型油漆手工喷涂、喷漆及烘干废气经文丘里处理后排出，前处理由磷化工艺车间完成，车身由驾驶员驾驶运输小车根据需要送货。该工艺存在废气处理不完全、材料利用率低、废水难处理、运输效率低的缺点。通过合并整合涂装工序，前处理增加水洗输送轨道系统，硅烷锆化预处理，喷涂工艺由溶剂型喷涂工艺切换为水性喷涂工艺、喷涂方式由外板人工喷涂更改为自动喷涂，并配合沸石转轮浓缩系统+RTO焚烧技术对废气进行处理，新增预热室、底漆室和流平室。本流程旨在从原料代替、生產过程控制、末端处理等环节进行合并整合，将独立设计的子系统或者模块组合起来，形成复杂的大系统，最大程度地减少挥发性有机物（VOCs）的产生和排放，提高了车身喷涂产能，保证了废气和废水的排放满足行业标准。

3.2分体涂装

（一）铝合金骨架+非金属覆盖件的分体车身涂装工艺。铝合金骨架+非金属覆盖件的分体车身（车舱体或骨架为铝合金型材、车身覆盖件为塑料件、碳纤维（CFRP）、纤维增强复合材料（FRP）、片状模塑料（SMC）等，该种车身一般采用分体涂装，涂装后送到总装车间进行装配。（1）铝骨架（或车架）涂装工艺。铝骨架（或车架）涂装工艺：对于新能源车来讲，铝骨架为非外露件，铝合金件车架位于车底部，仅需要考虑防腐、耐油或耐热即可，无需考虑外观质量，故工艺比较简单，仅电泳底漆即可。其中前处理采用铝件专用薄膜（钝化）工艺，电泳采用中厚膜底面合一阴极电泳工艺即可。（2）非金属覆盖件的涂装工艺。非金属覆盖件的涂装工艺：外覆盖件（车门、翼子板、引擎盖、行李箱盖、顶盖）为非金属，因此涂装车间省去了复杂的前处理等工序。目前国内对碳纤维件的制作关键技术还没有完全掌握，外观质量还不能得到保证，所以对于碳纤维覆盖件，目前推荐采用溶剂型3C2B工艺。随着技术的发展，材料的改进，碳纤维制作工艺的成熟，未来工艺发展趋势为紧凑型3C1B（B1B2）工艺。另外在前处理使用化学清洗与干冰清洗上，优先推荐采用干冰清洗或化学清洗。（二）铝车架+CFRP车舱+非金属覆盖件的分体车身。涂装工艺CFRP车舱+非金属覆盖件的分体车身（仅有小车架为铝合金件）。这种车身一般也采用分体涂装，涂装后送到总装车间进行装配。车身由“铝车架+CFRP车舱+非金属覆盖件”构成，3种部件分别涂装，其中碳纤维车舱一般采用原色，不进行涂装;铝车架，仅需进行电泳涂装;非金属覆盖件单独涂装，类似保险杠涂装线。

4新能源汽车涂装生产线设计及规划

4.1涂装生产线过程质量信息管理优化

涂装生产线的基础统计工具和分析工具是各类不同质量、工艺报表，能有效帮助促进涂装生产线及相关系统的进一步完善，其中质量信息管理系统主要负责采集生产线的相关数据，若采集到的数据不准确，不完整，那么质量管理信息系统建设的再好，也没有了存在的意义。因为不完整的数据不能为生产质量以及生产效率的改进提供任何的有效支持，所以能够采集有效、完整的数据是质量信息管理系统完善的必要条件。

4.2智能化设计理念

就涂装工厂而言，实现智能化，就需要从以下几个方面建立相关的功能：（1）在新工厂规划阶段，通过仿真实现软件优化布局、减少运营瓶颈的风险、避免设计错误的风险的功能;（2）通过建筑信息模型（BIM）技术手段，实现工艺土建方案设计、建筑性能分析、管线综合分析、工程量统计等功能;（3）通过强度计算、流体分析、热力分析等实现设备状态和工况的计算、优化设备结构，确保最优工况及效果;（4）以模拟仿真软硬件为平台，在实验室实现各类设备动作流程仿真，模拟各类工况、故障发生和验证和处理，实现数字化设备预调试;（5）数据采集及分析功能：通过对车间各种数据的采集，例如产能、质量、能耗、设备参数、并与工序、工作人员进行关联，实现生产过程的可追溯，可优化;（6）楼宇自动化系统，通过对建筑物内的设备、能源使用、环境、安全设施进行监测、控制等，以提供一个既安全可靠，又节约能源，而且舒适的工作环境;（7）智能管理功能：包括设备管理、能源管理、质量管理、生产管理、备件管理、权限管理、无纸化管理、安全管理等。随着人工智能技术的发展与创新，越来越多的人工智能技术也在被不断地应用到智能管理、故障诊断、质量监控等方面，在未来十几年里，关于人工智能技术的开发及在涂装车间的应用将是一大课题与挑战。

结语

最近，我国的新能源汽车工业发展迅速。在生产新车的过程中，人们对材料、设备和技术的需求不断增长，并逐渐向环境保护方向发展。车企、涂装设备厂家和涂装材料厂家应紧密合作，联合开展涂装新技术的跟踪及技术创新研究，开发出满足新能源汽车需求的绿色涂装技术。

参考文献

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[3]刘磊.基于计算机视觉技术的汽车涂膜缺陷检测方法的研究[D].天津：天津大学，2018.