一种汽车涂装工艺施工条件的控制方法与流程

文档序号:17697830发布日期:2019-05-17 21:48阅读:597来源:国知局

本发明属于汽车涂装工艺领域,具体涉及一种汽车涂装工艺施工条件的控制方法。



背景技术:

汽车涂装面漆水性3c1b(2ph)工艺为:ed底漆层+中涂(1ph预烘烤80±2℃*5±1min)+bc色漆层(2ph预烘烤80±2℃*5±1min)+清漆喷涂完毕后流平7~10min,然后140±5℃*25±3min烤干。

以发明现场使用的涂料的说明书中对于喷涂施工性的要求为例:

1.中涂、色漆和清漆喷涂时,喷涂设备流量分别是:100~350ml/min、150~350ml/min、180~320ml/min。

2.中涂、色漆和清漆喷涂时,旋杯转速分别是:35~60krpm、40~50krpm、20~30krpm。

3.中涂、色漆和清漆喷涂时,喷涂电压分别是:70~80kv、70~80kv、70~80kv。

4.中涂、色漆和清漆喷涂时,喷漆室环境为:温度24~26℃。

5.中涂、色漆喷涂时,喷漆室湿度:60~70%rh;清漆喷涂时喷漆室湿度:50~80%rh。

6.中涂、色漆和清漆的膜厚范围分别是15-25μm、10-15μm、30-40μm。

自然环境温度低于施工要求时,为达到喷涂施工环境条件温度24~26℃,需要使用空调设备对喷涂室进行升温,其存在能耗高且易出现涂膜缺陷等不足。

注:当生产线对于喷涂室的温度控制达不到涂料喷涂要求的温度要求时会导致涂膜烘干后出现针孔、痱子等涂膜外观缺陷。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,提供一种在保证其余施工参数在产品施工要求范围内时,喷涂时的环境温度达不到涂料要求时,能使涂料喷涂达到与环境温度相同时的涂膜效果并且不出现相关的涂膜弊病(例如针孔、痱子、流挂、涂膜外观变差等情况)的汽车涂装工艺施工条件的控制方法。

本发明所引用的原理:通过热力学相平衡原理对涂液喷涂时的挥发速率进行趋势分析,涂液在喷涂时挥发速率与其表面蒸汽压和环境温度均呈正相关,而表面蒸汽压与涂液本身温度成正相关,通过建立理想热力学模型计算涂液温度与环境温度增量相同时,由涂液温度引起的挥发速率增加是环境温度所引起的挥发速率增加的数倍。而针孔、痱子、流挂等缺陷均由于涂液中溶剂挥发不完全而引起,根据此原理推断是可以通过提升涂液温度保证涂液喷涂时的挥发速率从而替代喷涂时的环境温度控制,下文通过实例验证了以上理论推断的合理性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种汽车涂装工艺施工条件的控制方法,是:在保证除环境温度外其余施工参数在产品施工要求范围内时,通过控制输漆系统末端涂液的温度来保证涂液喷涂时的挥发速率从而替代喷涂时的环境温度控制。在生产期间对涂液升温至目标温度(目标温度为降低环境温度对应提升涂料温度后的涂料温度,目标温度应处于产品要求的涂液循环温度范围)进行喷涂施工,停产期间恢复涂液循环时产品推荐的最适循环温度进行循环。涂液温度指标应使用200ml量筒量取输漆系统管道末端涂料100ml并使用量程为0~100℃的水银温度计对其进行温度测量,平行测量三次取平均值,确认其实际温度,通过涂液实际温度和输漆系统控制温度的温差来确定控制温度的设定值。

本发明在传统的水性3c1b(2ph)工艺涂装线上,无须改造只需对涂料输漆系统进行温度控制即可达到不降低涂膜质量而节约能源的目的。

本发明具有易控制,操作难度低,运行能耗低,改动量小,推广性强等优点。

能源消耗计算方法:

1.计算空调加热能耗总量:

w=m*△h*△t

上式中:△h为1℃焓值变化,单位为kj/kg*℃;

m为每小时空调送风总量,单位为kg;

△t为喷涂室温度变化,单位为℃。

2.计算输漆系统加热能耗总量:

w=c*△t*m

上式中:c为涂料比热容,kj/kg*℃;

m为每小时热交换器中流过的涂料总质量,单位为kg;

△t为涂料温度变化,单位为℃。

外观指标测量方法与名词解释:

使用bykwave-scandual外观测量仪器对目标漆膜进行测量,具体操作方法以及参数指标参考该仪器使用说明书。

名词解释1.doi:影像清晰度,主要描述目视的镜面效果。

2.r值:漆膜橘皮值,描述漆膜的目视平整情况。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例l

设置中涂、色漆循环系统温度为25℃与设置中涂、色漆循环系统温度为28℃时,与环境温湿度为以下状态时的各指标对比。

中涂喷房温度:23℃湿度:65%rh

色漆喷房温度:23℃湿度:65%rh

清漆喷房温度:23℃湿度:50%rh

依照说明书所述涂液温度的测量方法对涂液温度进行测量,状态1设置为25℃的中涂、色漆实际测量温度分别为:24.3℃、23.6℃;状态2设置温度为28℃的中涂、色漆实际测量温度分别为:27.4℃、26.8℃

在其余参数均符合涂料产品说明书施工要求范围的情况下以上述条件分别对20台某一颜色车型的量产车进行全工艺生产并测量记录各项指标其结果见表1。

表1状态1与状态2各项指标对比表

从表1可以看出在相同环境温湿度条件下,出车针孔数由15~20个/台降低至0个/台,出车doi水平面上升2.3,垂直面上升4.5,出车r值变化在0.1内可视为基本不变。*涂液处于状态1与状态2温度时,未进行描述的其他涂膜异常以及涂膜状态如色差、膜厚、颗粒状态及流挂等均无异常;涂液的各项指标参数如粘度、ph值、滤袋残渣含量等,经过测量均处于正常范围,涉及相关参数较多且均为正常状态故不进行列举。

上述实例中提升涂液温度3℃后在环境温度未达到施工条件时针孔缺陷消失且外观大幅提升,说明可以通过提升涂液温度等效环境温度。

实施例2

状态1设置中涂、色漆循环系统温度为25℃环境温湿度为以下状态:

中涂喷房温度:24℃,湿度:65%rh;

色漆喷房温度:24℃,湿度:65%rh;

清漆喷房温度:24℃,湿度:50%rh;

状态2设置中涂、色漆循环系统温度为28℃环境温湿度为以下状态:

中涂喷房温度:21℃,湿度:65%rh;

色漆喷房温度:21℃,湿度:65%rh;

清漆喷房温度:22℃,湿度:50%rh;

依照说明书所述涂液温度的测量方法对涂液温度进行测量,设置温度25℃的中涂、色漆实际测量温度分别为:24.7℃、23.5℃;设置温度为28℃的中涂、色漆实际测量温度分别为:27.6℃、26.4℃,现场空调每小时送风总量为1453383kg/h,1℃焓值变化2.5kj/kg*℃,输漆系统流量15l/min,涂料比热3.8kj/kg*℃,涂料密度为1030kg/m3

在其余参数均符合涂料产品说明书施工要求范围的情况下以上述状态1、状态2条件分别对20台某一颜色车型的量产车进行全工艺生产并测量记录各项指标其结果见表2。

表2状态1与状态2各项指标对比表

从表2可以看出状态2时出车均无针孔缺陷,出车外观doi水平面上升3.6,垂直面上升4.2,出车r值水平面上升0.4,垂直面上升0.2。上述实例涂液温度提升3℃等效提高喷涂室环境温度3℃且外观有提升,特别是镜面效果指标doi有显著提升。*涂液处于状态1与状态2温度时,未进行描述的其他涂膜异常以及涂膜状态如色差、膜厚、颗粒状态及流挂等均无异常;涂液的各项指标参数如粘度、ph值、滤袋残渣含量等,经过测量均处于正常范围,涉及相关参数较多且均为正常状态故不进行列举。

状态1与状态2之间空调每小时能耗差计算如下:

w1=m*△h*△t=1453383*2.5*3=10900372.5kj;

状态1与状态2之间输漆系统每小时能耗差计算如下:

换算后输漆系统流量15l/min=0.9m3/h;

w2=c*△t*m=3.8*3*0.9*1030=10567.8kj;

所以以状态2比状态1运行时每小时节约能耗为w1-w2=10889804.7kj。

天然气以甲烷的燃烧热为890kj/mol,计算:标准大气压下1mol天然气的体积为约0.022.4m3,故能耗换算为天然气的体积为:(10889804.7*0.0224)/890=274.08m³。

以重庆的天然气价格为例2.15元/立方米,而输漆系统升温利用废气燃烧余热可视为基本不增加能源消耗成本,由上述情况可以计算:以一个月生产26天计算,每天生产时间为22小时,以状态2相对状态1运行每月节约天然气成本折算为人民币为:

274.08*22*26*2.15=337063.584元。

实施例3

设置中涂、色漆循环系统温度为28℃环境温湿度为以下状态:

中涂喷房温度:18℃,湿度:60%rh;

色漆喷房温度:21℃,湿度:60%rh;

清漆喷房温度:22℃,湿度:50%rh;

依照上述涂液温度的测量方法对涂液温度进行测量,设置温度为28℃的中涂、色漆实际测量温度分别为:27.3℃、26.1℃;

在其余参数均符合涂料产品说明书施工要求范围的情况下以上条件分别对20台某一颜色车型的量产车进行全工艺生产并测量记录各项指标其结果见3。

表3中涂喷涂环境温度由24℃下调至18℃的出车状态

从表3可以看出中涂喷涂环境温度由24℃下调至18℃出车无针孔缺陷,外观与实例2中状态1(正常施工条件下)基本相同。在中涂、色漆涂液温度提升3℃,在保持色漆、清漆喷房温湿度分别为21℃/60%、22℃/50%的情况下,等效中涂喷房的温度下降幅度应≥6℃。

*涂液处于上述温度时,未进行描述的其他涂膜异常以及涂膜状态如色差、膜厚、颗粒状态及流挂等均无异常;涂液的各项指标参数如粘度、ph值、滤袋残渣含量等,经过测量均处于正常范围,涉及相关参数较多且均为正常状态故不进行列举。

补充说明:提升涂液温度后所对应的喷涂室温度下限值低于自然环境温度时无需进一步对喷涂室温度下限值进行验证,可直接使用自然环境温度为下限值此时只需开启湿度控制设备,关闭温控设备进行节能。

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