客车车身表面涂装橘皮表现的改善措施

吴乐芳, 王利民, 唐曌肸, 李玉冰, 谢小元

(比亚迪汽车工业有限公司, 广东 深圳 518118)

随着我国客车事业的不断发展,消费者对客车外观质量的要求也在不断提高。通过调查发现,市场上不同客车产品的车身漆面外观效果差异较大,其主要体现在涂装橘皮表现。有的涂装表面出现不平的橘皮状缺陷,目视都能看见波纹,给车身外观带来不良影响。为了进一步提升客车涂装的表面质量,本文通过分析基材表面粗糙度、刮灰工艺和清漆喷涂工艺等影响因素,提出改善客车涂装橘皮表现的措施[1-3]。

1 橘皮的定义及检测方法

1.1 客车表面橘皮的定义

客车涂装外观效果不佳一般体现在涂膜外观橘皮、光泽度、鲜映性等方面。我司涂层感官不佳主要弊病是橘皮现象较为严重。当光线聚集在漆膜车身凹凸不平的表面时,可以看到光亮区和非光亮区的反差,即漆膜表面会呈现出明暗相间的波纹,这种效应便称为漆膜橘皮。橘皮也可被定义为高光泽表面的波状结构。光泽越高表明物体表面对光的反射能力越强。低光泽状态橘皮客观存在,但肉眼几乎看不出。橘皮使漆层表面产生斑纹及未流平的视觉外观[4]。

1.2 橘皮的检测方法

1) 主观检测方法。用肉眼在涂装车身上找到反射光源(一般是在双管荧光灯下),定性分析反射光的清晰度,就可以从视觉上评估漆膜的流平效果[5],即橘皮效应情况。如流平性差,则2个荧光灯管看起来模糊,荧光的边界有不同程度的扭曲,橘皮效应较重;如流平性好,则可获得清晰的反射光,荧光的边界显示较为平滑,橘皮效应轻微。

2) 橘皮仪测量法。目前涂装行业普遍采用橘皮仪来测量橘皮的严重程度。橘皮仪测量的指标一般有长波、短波和鲜映性。

①长波代表漆膜表面的大结构,即远距离可以观测到的漆膜表面橘皮结构,主要受涂料的流平性、膜厚及车身外观设计的影响。长波数值越大,表明橘皮现象越严重。

②短波代表漆膜表面的微小结构,即近距离可以观测到的漆膜表面橘皮结构,受底材表面粗糙度的影响较大。短波数值越大,表明橘皮现象越严重。

③鲜映性指涂层表面结构反射影像清晰度,表征与涂层装饰性相关的一些性能(如光泽、平滑度、丰满度),是涂层细微纹理造成的光散射和漫反射的综合结果。鲜映性数值越大,表明漆膜的流平性越好,橘皮现象越不明显。

④橘皮仪使用60°的激光作为点光源照射被测表面,并缓慢匀速移动,在光源反射面同侧,以反射点为中心,在光源对射面以同样角度通过狭缝滤波的方法测量反射光。由于表面存在波纹,当光线照射在波峰或波谷时,反射光最强,仪器检出最大信号;光线照在斜坡时,由于反射角的变化,反射光偏离60°角,仪器检出信号最小。测量原理如图1所示。

图1 测量原理示意图

2 橘皮的影响因素

2.1 基材表面粗糙度

基材表面粗糙度是影响涂装表现的重要因素之一。为了解基材表面粗糙度对正常涂装后表面橘皮效果的影响,按正常工艺对3种不同表面粗糙度的基材(每种基材取6个样本)采用同种涂装工艺流程(底漆、中涂漆、面漆后喷二次清漆),测量最终的橘皮效果(不刮灰),具体见表1。

表1 不同表面粗糙度基材(不刮灰)橘皮测量值

由表1可知,铝板基材的表面粗糙度最小,涂覆后表面波纹越小,涂装橘皮表现越好;双环戊二烯树脂材料表面粗糙度较大,橘皮现象较严重;拉挤玻璃钢的表面粗糙度最大,其表面波纹较大,涂装橘皮表现最差。这是因为表面粗糙度会影响喷涂过程中涂料的流动性,粗糙度越小(即表面越平滑)的基材,越有利于涂料的流平,涂层表面则不易出现橘皮现象。因此,为了提高客车涂装表现,应选用表面粗糙度较小的基材[6]。

2.2 刮灰工艺

刮灰是指在涂装前对基材表面进行磨砂处理,以提高涂装附着力和表现,但是刮灰处理对涂装橘皮的影响较大。3种不同表面粗糙度的基材(每种基材取6个样本)采用同种涂装工艺流程(刮灰、底漆、中涂漆、面漆后喷二次清漆)后测量最终的橘皮效果,具体见表2。

表2 刮灰处理后的橘皮测量值

从表2可以看出,对于基材表面粗糙度较小的铝板,刮灰会增加表面粗糙度,不刮灰的比刮灰的橘皮表现好。但基材表面粗糙度本来就较大的,刮灰可在一定程度上填补基材表面的细微缺陷及不平处,提高涂装的橘皮表现。因此,为了提高客车涂装表现,对于铝板等表面状态较好的基材,应尽可能减少刮灰处理,而对于本身表面状态相对较差的双环戊二烯树脂、拉挤玻璃钢等基材,应采取刮灰处理,提升橘皮效果,整体需要综合评估。

2.3 清漆喷涂道数

橘皮为底漆/中涂漆/面漆和清漆综合作用产生的结果,清漆的喷涂工艺也是影响涂装橘皮的因素之一。共2块样板采用如下工艺制作:底漆→中涂漆→面漆→一次清漆→二次清漆。一块喷二次清漆,另一块只喷一次清漆,如图2所示。清漆喷涂二次比喷涂一次效果好。第一次喷涂时,清漆略薄喷,以便清漆均匀流平。在第一次基础上使用砂纸打磨,再进行第二次清漆喷涂,清漆压实,且稍厚喷,并控制好喷涂厚度,以避免涂层出现明显橘皮现象[7]。

(a) 一次清漆(橘皮严重)

(b) 二次清漆(橘皮减轻)图2 不同清漆喷涂道数橘皮测量图

2.4 其他影响因素

橘皮的影响因素还有[8-9]:①喷涂工具:喷枪口径大小;②涂料的黏度;③表干及烘干流平时间;④涂料稀释剂的比例;⑤喷涂手法,喷涂距离等;⑥环境温度;⑦雾化不良。

3 实车橘皮改善

根据样板试验验证经验以及各因素的影响结果综合分析,现对实车进行改善对比,采用2辆实车(1号车为改善前,按原工艺处理。2号车为改善后,采取改善措施处理)进行对比,施行表3中的改善措施,改善后的橘皮测量结果见表4(表中级数是一种评价指标,是长短波的综合值,数值越大指标越好)。

表3 实车橘皮改善措施

表4 实车改善前后橘皮测量值

根据表4中的橘皮测量结果可知,改善后的数据均优于改善前的数据,改善效果明显(长波提升尤为明显)。改善后漆膜外观效果整体提升,但仍存在局部橘皮过大的问题。

4 结束语

客车油漆橘皮是影响涂装表现的重要因素之一,主要包括基材本身的表面粗糙度、清漆喷涂道数、刮灰工艺等因素,为了提高客车的涂装表现,应采用二次清漆喷涂工艺,对于表面粗糙度较好的基材应避免/减少刮灰处理,而表面粗糙度较差的基材,则采用刮灰来填补表面缺陷。影响橘皮的因素还有如流平时间、喷枪口径、黏度等,需要综合评估考虑来提升客车涂装的橘皮表现,提高车身漆膜外观质量。