汽车涂装过程的洁净度管控与提升

李抗战

（宝鸡吉利汽车部件有限公司，陕西 宝鸡 721000）

随着汽车的普及，人们对汽车的外观要求越来越高。在涂装生产过程中，影响涂装外观质量的主要因素是颗粒、漆渣、纤维等缺陷。汽车涂装生产工序繁多，涂装外观出现不良时需要小修或返工，影响生产效率，并且大幅增加能耗和成本，因此提高涂装质量和效率一直是涂装生产管理者关注的主要问题。解决这些问题的根本就是要提升涂装过程的洁净度，从涂装车间和汽车产品的规划开始就要考虑降低灰尘和颗粒的影响。从车间布局、白车身洁净度、辅料质量、工装工具、涂装工艺等方面入手进行全方位的规划，提升涂装生产的过程管控，减少涂装打磨点，减少涂装不良的发生，最终实现涂装整体外观质量的提升。

1 涂装车间不同洁净度区域的管理要求

汽车涂装过程工序多，分布空间大，因此不同区域对洁净度等级的要求不同[1]，具体见表1。

表1 涂装洁净度区域控制要求Table 1 Cleanliness control requirements for different areas in painting workshop

那么涂装车间洁净度具体如何管理？如图1 所示，建议从以下几个方面进行预防和管控：(1)被涂工件表面(车身)清洁度，主要包括焊渣和油污；(2)油漆材料，主要包括杂质、污染物(如油、汗渍、化妆品等，下同)；(3)作业区域环境，主要包括灰尘、杂质；(4)与产品有直接或间接接触的物料，主要包括纤维、污染物；(5)涂装公用系统的水和压缩空气，主要包括油污和含水率[2]。

图1 涂装洁净度管理示意图Figure 1 Sketch showing how to control the cleanliness during painting process

2 提升涂装洁净度的相关设计

2. 1 涂装车间厂房和设备的设计

在涂装厂房设计之初就应综合考虑涂装洁净度的管控和预防，提升涂装车间的密封性，降低设备使用过程中的颗粒和污染。具体可以从人流、物流和设备选型来考虑。

2. 1. 1 人流

人流的洁净度预防就是要控制人员进出车间带入的灰尘、纤维。如图2 所示，在车间大门前布置水盘和粘尘垫，可以对人员鞋底的灰尘进行清洗和擦拭，减少人员带入的灰尘。进入人员穿戴防静电连体服，并通过车间风淋门，可以减少人员带入的纤维。风淋门尽可能设计成L 型或Z 型，避免直通式结构，减少风淋门打开过程中外界灰尘的进入。

图2 涂装车间入口设置洗鞋水盘Figure 2 Shoe washing tray placed at the entrance of painting workshop

2. 1. 2 物流

物流的洁净度主要考虑预防进出物料、车身通过及前后工序交接过程中的灰尘颗粒。如图3 所示，涂装车间物料进出通道应设置为双层隔离门，物料进入隔离通道后，关闭第一道门，再打开第二道门，避免外界灰尘的直接带入。

图3 涂装车间物料输送双道门Figure 3 Double-door path for material conveying in painting workshop

车身从焊装区进入涂装区，以及从涂装区去往总装区的通道进口和出口增加隔离风幕和围蔽，避免两区域通廊形成的穿堂风将焊装和总装低洁净度区域的灰尘纤维吹入涂装区，如图4 所示。

图4 焊装区到涂装区入口的围蔽Figure 4 Enclosure between welding area and painting area

影响车身表面洁净度的涂装车间内部区域也要进行围蔽防护，例如电泳储存区在生产过程中有送排风，空气洁净度较高，生产流动快，车身不易积尘，但在停产期间送排风停止，储存区内车身表面就会飘落浮尘，需对储存区做封闭。汽车涂装车间一般有两层操作区，两层之间通过升降机转运，在升降过程中升降机后部形成负压而带动周边灰尘流动，并飘落到车身表面，影响涂装质量，因此要对升降机进行围蔽，如图5 所示。

图5 涂装车间内的升降机围蔽Figure 5 Enclosure of elevator in painting workshop

2. 1. 3 设备选型

涂装工艺室体设计应考虑密封性和操作便利性。喷漆室属于高洁净区，人员进出口通常设置有风淋门，但喷漆室内的格栅清理搬运需要从喷漆室侧门进行。如图6 所示，在喷漆室侧门安装回形门，以避免搬运格栅时车间内的送风直接吹到喷漆室。闪干炉、烘干炉的出入口安装隔离门，以便隔离停产期间外界的灰尘。工艺室体设计还应结合室体的使用功能来选用合适的设备材质，例如：对于闪干室体，挥发的水分多，应选择不锈钢材质的送风风机和风管，避免发生图7 所示的锈蚀现象。

图6 喷房回形门设计Figure 6 Design of looped door in spray booth

图7 锈蚀的闪干炉送风管Figure 7 Rust on air supply pipeline of flash furnace

2. 2 车身/工件的结构设计

工件在涂装前要经过水洗、脱脂、表调、磷化、电泳等工序，因此需要考虑车身沥液性，尽可能减少工件积液，避免工件表面出现流痕。沥液孔设计在车身部件最低点(如四门裙边边缘、机盖最前端等)。根据沥液量和节拍计算沥液孔直径，让液体尽可能从工件表面快速排出。四门两盖的包边应密封严实，控制折边胶的幅度和包边距离，充分填充包边缝隙，控制包边缝隙在0.1 mm 以下，减少胶泡(见图8 和图9)的产生[3]。

图8 密封胶泡产生原因示意图Figure 8 Sketch showing the causes of blistering on sealant

图9 车门包边胶泡Figure 9 Blistering on sealant at the edge of automobile door

2. 3 工装设计

为保证在涂装电泳和喷漆过程中车身上的涂膜完整，应安装四门两盖的工装，以避免车门、机盖与车身本体发生碰撞。设计工装时主要考虑以下几个方面：

(1) 拆装简便、快速；

(2) 安装面和接触面应在车身内外饰装配后的遮蔽区；

(3) 应便于清理和维护。

3 提升涂装洁净度的过程管控

通过优化厂房设备的布局和设计、车身/工件的结构以及工装结构等，能够从前端规避可能影响车身洁净度的各种不利因素，显著减少后期的维护和清理工作量。但在涂装运营过程中，还应从人、机、料、法、环、测等方面予以充分、全面和细致的管控，才能保证涂装洁净度。

3. 1 人员管控

减少人员带入的纤维和污染是首要的管控问题。人员进入涂装车间必须严格遵守劳保穿戴规定，做好全面防护。对进入高洁净区的人员还应进行衣服粘尘。与车身有接触的人员禁止涂抹护肤品和化妆品，且上线操作前应洗手，避免汗渍污染。

3. 2 设备管控

重点关注影响漆膜质量的设备保洁。例如：机器人旋杯和雾化器应有明确的保洁规范和流程，外加电极要采用防护胶管防护，减少电极的污染；空调送风系统的风机、消音罩等长时间处于高湿环境，容易锈蚀，应定期进行除锈和防护；空调表冷器容易堵塞，应定期采用脱漆剂清洗，提高通风效率。涂装各工艺区域设备过滤器更换、壁板及风嘴的保养和清洁等都要有明确的管理规范。

3. 3 物料管控

涂装使用的辅料非常多，与产品直接或间接接触的物料应进行检测，确认其是否容易掉纤维以及是否含有污染性物质。过滤器、擦拭纸、粘尘布、机器人衣服等应进行潜纤维测试，常规要求潜纤维不超过3 根/cm2。

3. 4 工艺管控

对于可能产生灰尘和影响洁净度的工序工位，可采取适当的改进和优化措施。例如：打磨室容易产生灰尘，需安装喷雾加湿系统，减少灰尘漂浮，并将吹扫和擦净工位进行隔离，减少打磨灰飘散到擦净工位；编色区、喷漆区的壁板和地板可涂抹粘尘剂，以减少漂浮的灰尘；在打磨室出口和擦净室入口加装静电除尘设备，减少车身对纤维和灰尘的吸附。

3. 5 环境管控

涂装环境维护应做好送排风的管控。送风系统需要过滤清洁，可在公用区域的出口安装过滤器，避免因设备长期使用过程中产生的锈渣颗粒影响涂装车间洁净度。另外，对于供应的压缩空气，必须严格控制含尘量和含油量，定期对压缩空气进行缩孔检测。

3. 6 检测管控

为了管控涂装洁净度，对于进入涂装的主料和辅料要进行相应的物料进货确认。在常规涂装生产过程中，由专业保洁分析员对涂装车身表面的颗粒、纤维缺陷进行采样分析，确认其来源，并且通过长时间的检测累积，建立颗粒纤维缺陷来源样本库，便于后期比对，提高检测效率，如图10 和图11 所示。

图10 涂装潜纤维缺陷样本库Figure 10 Sample database of latent fibers existing during painting process

图11 涂装潜纤维检测比对图Figure 11 Diagram for comparison of the detection results of latent fibers existing during painting process

4 结语

涂装洁净度对涂装质量的影响巨大，涂装管理水平集中体现在洁净度管控的好坏和打磨点的多少两方面。但管控涂装洁净度是一项系统性、长期性的工作，需要关注影响洁净度的每个细节，落实洁净度的管控要求。只有这样，涂装质量才能稳步提高。