铝蒙皮半自动涂胶工艺研究

郭晨皓 刘民东 王景 高晶晶 王晨 张双飞

摘要：为提高产品表面防水胶涂胶效率及涂胶质量，文章经过调研，对比现有涂3种胶方法的优缺点，结合单位生产实际，最终确定对传统手工涂胶方式进行改进，采用半自动涂胶方式。通过参数对比试验，并对试件进行淋雨试验，验证了该产品半自动涂胶工艺方案的可行性，确定了合理的工艺参数。最终证明了半自动涂胶可提升胶层表面质量，提升涂胶效率、节约胶料，可以替代现有涂胶方式。

关键词：半自动涂胶;防水胶

中图分类号：TQ330.4⁺5 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）01-0009-03

0前言

目前众多产品最外侧采用铝蒙皮的形式进行包裹，铝蒙皮间采用抽芯铆钉进行固定，为避免渗水，蒙皮对接位置需要涂防水胶进行防水处理。公司现有涂胶方式为人工手工蘸胶、刷胶，以某产品为例，该产品结构尺寸大，需涂胶长度约300m，要求涂胶3次，单台产品3名工人单次涂胶时长约3h，工作量大、工作效率低、人工成本高。本文针对一种半自动涂胶装置开展工艺研究，确定半自动涂胶工艺方案可行性，确定最优的工艺参数，从胶层外观、质量、效率、成本等方面对比确定自动涂胶方案的优势。

1现状调研

目前，按各行业涂胶设备及方式划分可分为3类：手工涂胶、半自动涂胶、自动涂胶。3种涂胶方式各具优缺点。手工涂胶对设备及场地的要求较低，灵活度高，同时具有设备投资小、维護费用低的特点，但是人工成本高。半自动涂胶目前多采用电动胶枪喷胶的方式进行，效率较手工涂胶高，同样具备设备简单、成本低、灵活度高的特点，但对操作工要求较高。自动涂胶采用机器人喷涂的方式进行，自动化程度高，设备投资大，人工成本低，但要求产品相对固定。

国外工业机器人起步较早，自动涂胶技术较为先进，美国的Adept Technologe公司、瑞典的ABB公司、德国的Kuka Roboter Gmbh公司等均已达到行业领先。国内机器人工业起步迟，涂胶机器人领域与国外存在一定差距-引。国内按行业划分，汽车、高铁行业发展迅速，产品结构相对固定、产量高，自动涂胶机器人应用越来越广泛，采用自动涂胶设备后使涂胶工作效率大幅提高，降低人工成本。航空工业由于其产品自身的批量小、品种多、尺寸大、精度高的特点，也针对自动涂胶的难点进行研究，正朝着智能化方向发展。航天领域各单位也结合产品结构、批量特点，部分产品正逐步由半自动、自动涂胶方式替代传统手工涂胶方式。

结合调研结果，综合考虑我公司产品特点及生产需求，针对半自动涂胶方式进行研究，开展工艺试验。

2试验方案

2.1方案制定

本次试验采用设计要求的防水胶，试件为与产品同材质的缩小样件，如图1所示，8张铝蒙皮进行卷制，卷制后形成筒形，使用条形衬板衬垫后进行铆接，圆柱两端用铝板进行焊接封堵，在蒙皮对接位置及焊缝位置涂设计要求的防水胶进行密封，密封完成后进行淋雨试验，试验后切开样件判定防雨性能，试验件信息如表1所示。

采用流出法对胶的粘度进行测定，经测定该防水胶的较低，该胶固化时间8～10h，完全固化时间约14～16h，固采用电动式手持喷枪，胶料放置于储液筒中，通过旋钮调节流量，工作压力0.1-0.2bar，手动控制开关及前进速度。

2.2试验项目及试验要求

依据试验目的及方案，制定试验项目及试验要求如下：

1）半自动涂胶工艺试验：设定单因素试验，确定半自动涂胶流量、喷涂速度对胶层影响（共9组试验），确定最优工艺参数。试验项目表如表2所示。

2）手工涂胶与半自动涂胶对比试验：对比手工涂胶与半自动涂胶胶层表面质量、防雨性能、涂胶效率、涂胶量。

3试验结果

3.1半自动涂胶工艺试验

根据试验方案及要求，分别对表2中项目2、项目3两变量进行了工艺试验，每组采用2件试料，分别从胶层表面质量、淋雨试验结果等几方面进行评判，试验结果如表3所示。

上述9组试验结果表明，当流量与移动速度不匹配时，表面质量差、胶层会出现过薄的现象如图2（a），也会存在过厚的现象如图2（c），当胶层过薄时，甚至会出现漏雨现象。通过上述9组试验对比，发现序号5、序号9试验结果较为理想，其中序号5的胶层厚度更为合理，如图2（b），序号9的在试验过程中，移动速度过快，出现了胶枪不易控制的情况。综合考虑，工艺参数设定为流量为450mL/min，移动速度为10m/min时，试验效果最优。

3.2手工涂胶与半自动涂胶对比试验

3.2.1外观质量、淋雨检测

选取序号5的半自动涂胶试验件与手工涂胶的试验件进行对比，可以发现当手工涂胶时，沿涂胶方向，铆钉下方存在未挂胶区域，如图3（a）所示。对比表面质量可以看出，半自动涂胶表面胶层更细致、均匀。淋雨试验结果表明，无论手工涂胶还是半自动涂胶，两者均满足要求。

3.2.2涂胶量及涂胶效率

对比手工涂胶及序号5对应参数条件下的半自动涂胶的损耗及效率，结果如表4所示，可以发现半自动涂胶效率约是手工涂胶的2倍，涂胶用量是手工涂胶的85%。

5结语

1）通过工艺试验，确定半自动涂胶的最优工艺参数。

2）对比手工涂胶与半自动涂胶，半自动涂胶胶层表面更细致、均匀，且可以满足淋雨试验的要求。

3）试验参数条件下，半自动涂胶约是手工涂胶效率的2倍，涂胶量是手工涂胶的85%。

4）针对该产品半自动涂胶方式可以替代现有手工涂胶方式。