专利名称：一种具有两台扩容箱的汽车外壳涂装系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂装系统，尤其是涉及一种具有两台扩容箱的汽车外壳涂装系统。
背景技术：
汽车需要进行多层涂装才能达到优美、漂亮的外观效果。汽车外壳的整个涂层包括底层、中间层和面层。这些涂层不仅可以使汽车外壳与外界环境隔绝、免遭腐蚀，同时还可以保护车体。目前的汽车涂装工艺是在不同的涂装站分别将涂层涂装到外壳上，在每个涂装站不同的预混涂料供应源上连接一只或多只自动静电喷涂旋杯。这套工艺的缺点为，需要大面积的场地来容纳各个涂装站，并装载不同的自动静电喷涂旋杯，这样势必造成建造厂房和购买设备的资金投入过大。
常规的涂装系统中，自动静电喷涂旋杯基本上都连接在许多体积较大(如容积为760~2280升)的涂料供应管系统或类似的回路上，每一个回路提供单预混的主色调颜料。在这些系统中，由于各个涂料供应回路中大型储液罐和循环系统的容积有限，大约为760~2280升，故选用的颜料或色彩数量受到限制，使汽车制造商只能为一种型号的汽车选择六种或七种颜色，一旦某一种颜色不流行，制造商就会由于不再使用该颜色而造成浪费，使成本增加。另外，需要不停的搅动涂料回路中预先混合的颜料或者使其循环才能防止沉降，但是长时间的搅动循环会影响涂料的质量，最终影响涂装后的质感。如对于很多含有金属鳞片的涂料，经过长时间的循环之后，这些鳞片的颗粒表面就会被扭曲或破坏，从而改变了混合颜料的特性，降低了涂料的最终应用性能。
发明内容
本发明可以减少涂装站个数及自动静电喷涂旋杯的数量，在传统的汽车涂装工艺基础上，提供了一套先进的涂装系统，本发明使汽车制造商再也不必依靠增加颜料储液罐来获得更多可选择的颜色。
本发明的涂装系统包拈预涂区域、电镀区域、涂装基层区域、涂装底层区域、涂装透明涂料区域和干燥站，其中涂装底层区域包含一个第一层底漆涂装站、一套第一扩容箱和一个第二层底漆涂装站，涂装透明涂料区域包含一个第一层透明涂装站、一套第二扩容箱和一个第二层透明涂装站。
整个涂层涂装步骤如下喷涂水性颜色的复合组分，将选定的颜色进行动态混合以形成复合涂层，将不同的颜料分配到不同的自动静电喷涂旋杯，再将不同的涂料涂装到车身上。本发明中第一层和第二层底漆都是液态原料，尤其是水性涂料。所谓水性涂料，是指涂料使用的溶剂主要由水构成。第一层底漆涂料通常包括一个成膜材料或粘合剂和一个挥发性材料，可以包含一个特殊颜色的材料。第一层底漆实际上也可以不含主色调颜料。主色调颜料是指一种能够提供多色彩变化效果的涂料，多色彩变化效果是指在视角变化下显示显著的彩色或黑色的涂料。特定的多色彩效果是要求经过涂装的外壳在直视下呈彩色，而在60~80度视角下呈现暗色，首选从直观到有视角观察色彩有变化的材料。典型的主色调颜料包括云母片、铝片、青铜片、加膜云母、镍片、锡片、银片、铜片以及它们的混合物。不含主色调颜料，实际是指材料中主色调颜料的含量低于涂料总重量的3％。
本发明的设备适用于涂装金属、聚合物(包括热固性材料和热塑性材料)以及复合材料的汽车外壳。本发明的涂装工艺可以喷涂含铁的金属外壳如铁、钢及其合金等，另外非铁质材料如铝、锌、镁及其合金、化合物等也可使用该工艺。如果汽车外壳是冷轧钢、镀锌钢、铝和镁材质，则效果更佳。
图1为本发明的结构示意图。
图中1.预涂区域 2.电镀区域 3.涂装基层区域 4.涂装底层区域5.第一层底漆涂装站 6.自动静电喷涂旋杯 7.第一层底漆供应源8.第二层底漆涂装站 9.自动静电喷涂旋杯 10.第二层底漆供应源11.第一扩容箱 12干燥站 13.涂装透明涂料区域14.第一层透明涂装站 15.第二层透明涂装站 16.自动静电喷涂旋杯17.透明涂料供应源 18.第二扩容箱 19.干燥站 20.鼓风机21.汽车外壳以下通过附图对本发明做进一步的详细说明。
在喷涂前，预涂区域1先对汽车外壳21的表面沉淀物进行清洗、脱脂以及涂装前预处理，在电镀区域2，金属外壳21的至少一部分可以运用一种或多种电镀涂料组分进行电镀处理。比较优良的电镀工艺是传统的阴离子或阳离子电镀涂装，电镀涂料包括环氧树脂和聚氨酯类涂料。预涂的汽车外壳21先要进行清洗、加热以及冷却，然后在涂装基层区域3涂装上第一层，涂装完第一层之后，还要进行清洗、烘干、冷却、打磨和密封操作。第一层涂装的可以足液态、悬浮浆料、粉末等，汽车外壳21上喷涂液态和悬浮浆料的方法在技术上比较成熟，如浸漆、直接辊式涂装、反向辊式涂装、屏蔽涂装等；粉末涂料一般是使用电镀。如附图1所示，汽车外壳21通过多步骤涂装方法在涂装底层区域4涂装底漆，该区域包含两个涂装站。其中第一层底漆涂装站5配备两只自动静电喷涂旋杯6，并配有两套第一层底漆供应源7，该供应源提供至少一种第一层底漆原料或组分到自动静电喷涂旋杯6上；第二层底漆涂装站8配备两只自动静电喷涂旋杯9，并配有两套第二层底漆供应源10，该供应源提供至少一种第二层底漆原料或组分到自动静电喷涂旋杯9上。第一层底漆涂装站5运用两只自动静电喷涂旋杯6经过多个工序在汽车外壳21上喷涂第一层底漆，然后第二层底漆涂装站8运用两只自动静电喷涂旋杯9经过多个工序在第一层底漆上喷涂第二层底漆。本发明的涂装系统至少经过一层第一层底漆、一层第二层底漆才能形成复合底层。如附图1所示，第一层底漆涂装站5运用两只自动静电喷涂旋杯6给汽车外壳21涂装第一层底漆。第一层底漆可根据需要，厚度控制在在5~30微米之间。第一层底漆可以是预混的水性材料，该材料可不含主色调颜料，并在第一层底漆涂装站5以常规的方式通过计量泵输送到自动静电喷涂旋杯6中。
本发明还有另一种涂装方法在第一层底漆涂装站5上，第一层底漆涂料能对至少两个独立的组分进行动态混合并喷涂到汽车外壳21上。此处所指的动态混合，是指混合或搅拌至少两个组分以形成一种混合的材料，并作为组分流向一只自动静电喷涂旋杯。第一层底漆涂装站5可用来在汽车外壳21上喷涂第一层底漆涂料，该涂装站利用了一个带有环境控制系统的喷射室，此系统可以控制多个温度、相对湿度和喷射室中空气的流速等参数。本发明中，第一层底漆涂装站5在喷涂第一层底漆涂层时可不要求特定的温度或湿度控制。除首选水溶性涂装材料之外，第一层涂装材料还可以选一种或多种其它挥发性材料如有机溶剂和胺类。如果需要，第一层涂装材料应包括其他添加剂如紫外线吸收剂、流变剂或者表面活性剂。另外，第一层涂装材料还包括非主色调颜料或染色剂以形成所需的颜色，可用的颜料包括氧化铁、氧化铅、炭黑、二氧化钛和染色的有机颜料如酞菁染料。在第一层底漆涂装站5经过喷涂第一底层以后，汽车外壳21进入第一扩容箱11。我们通过控制第一扩容箱11中空气的流速、温度、湿度进而控制沉积的第一底层的蒸发量，构成具有适度含水量的第一涂装层，以便于形成一个没有流挂现象而且实际上光滑、厚度均匀的水平薄膜。外壳21完成第一底层的涂装以后大约15～45秒钟，到达第一扩容箱11的入口处，并在装配线上以某一速度缓慢移动，这一速度会促进第一底层的挥发和稳定。汽车外壳21在第一扩容箱11中的移动速度部分地取决于扩容箱11的长度和结构，汽车外壳21在扩容箱11中的持续时间大约为10～180秒钟，通过鼓风机20可以把空气送入第一扩容箱11中。涂装涂料期间，与常规的喷射室内的温度和湿度相比，涂料沉积的质量更多地取决于运用喷涂之后喷雾方法和烘干条件的作用。
本发明的涂装系统利用了两个底漆涂装站之间的一台第一扩容箱11。与以前的涂装方法相比，本发明的涂装方法更多地把焦点集中在温度和湿度的控制上(此处指的是带有小液滴的薄膜的温度和湿度)，而不是集中在喷射过程本身中环境的控制上。
具体实施例方式
以下通过几个实施例来具体阐述本发明的实际应用。
实施例1预涂区域1先对汽车外壳21的表面沉淀物进行清洗、脱脂以及涂装前预处理，在电镀区域2、汽车外壳21用聚氨酯类涂料进行电镀处理。电镀工艺采用传统阴离子涂装。预涂汽车外壳21清洗、加热以及冷却后在涂装基层区域3涂装上第一层，第一层涂装的是粉末涂料。涂装完第一层之后，还要进行清洗、烘干、冷却、打磨和密封操作。第二层底漆涂装站8配备两只自动静电喷涂旋杯9，并配有两套第二层底漆供应源10，该供应源提供一种第二层底漆原料到自动静电喷涂旋杯9上，然后第二层底漆涂装站8运用两只自动静电喷涂旋杯9在第一层底漆上喷涂第二层底漆。汽车外壳21完成第一底层的涂装以后40秒钟，到达第一扩容箱11的入口处，并在装配线上以100cm/min的速度缓慢移动，这一速度会促进第一底层的挥发和稳定。外壳21在第一扩容箱11中的移动速度部分地取决于扩容箱11的长度和结构，外壳21上的第一和第二底层的组合厚度，随着外壳和外壳所处的环境以及所接触材料的特性而变化，整个底层的厚度为30微米。常规的喷射室喷涂第二底层材料时，通常不需要设置专门的温度和湿度控制装置。第二底层中的主色调颜料可适应进而提供所需的多色彩效果。汽车外壳21喷涂第二底层后，在进行下一步处理前复合底层快速地进入第一扩容箱11。在喷涂第二底层以后，外壳21表面的复合底层在一个常规干燥站12里进行干燥固化。干燥站12包含一台红外线辐射烘箱。外壳21上的底层在干燥站12进行干燥(根据需要可固化或冷却)以后，在包含透明涂装站的涂装透明涂料区域13中，可在底层喷涂透明涂料，第一和第二层透明涂装站14和15分别有两只自动静电喷涂旋杯16连接在供应源17上，分别在已干燥的底层上喷涂透明涂料材料以形成透明涂层，供应源17中的透明涂料材料可以相同也可以不同。第二扩容箱18(类似于扩容箱11)设置在第一和第二层透明涂装站14和15之间，以致于第一层透明涂装站14上的透明涂料材料能构成具有适度含水量的第一透明涂层，在类似条件下能快速进入第二层透明涂装站15喷涂第二层透明涂料，进而形成一个没有流挂现象而且实际上光滑、厚度均匀的水平薄膜。干燥的复合涂层的厚度为120微米。实际上在干燥站19固化以前，干燥站12可以干燥复合底层，透明涂层区域13可进行透明涂装。
权利要求
1.本发明一种具有两台扩容箱的汽车外壳涂装系统，该系统包括预涂区域、电镀区域、涂装基层区域、涂装底层区域、涂装透明涂料区域和干燥站。
2.根据权利要求1所述的涂装底层区域，其特征在于它包括一个第一层底漆涂装站、一套第一扩容箱和一个第二层底漆涂装站；
3.根据权利要求1所述的涂装透明涂料区域，其特征在于它包括一个第一层透明涂装站、一套第二扩容箱和一个第二层透明涂装站。
4.根据权利要求1所述的涂装底层区域，其特征在于在其下游设置有一个干燥站
5.根据权利要求1所述的干燥站，其特征在于它包含一台红外线辐射烘箱。
6.根据权利要求3所述的一套第二扩容箱，其特征在于它设置在第一层透明涂装站和第二层透明涂装站之间。
全文摘要
本发明一种具有两台扩容箱的汽车外壳涂装系统，该涂装系统包括预涂区域、电镀区域、涂装基层区域、涂装底层区域、涂装透明涂料区域和干燥站。其中涂装底层区域包含一个第一层底漆涂装站、一套第一扩容箱和一个第二层底漆涂装站；涂装透明涂料区域包含一个第一层透明涂装站、一套第二扩容箱和一个第二层透明涂装站。本发明提供的涂装系统不仅适用于涂装金属、聚合物(包括热固性材料和热塑性材料)以及复合材料的汽车外壳，还可以喷涂含铁的金属外壳如铁、钢及其合金等，另外非铁质材料如铝、锌、镁及其合金、化合物等也可使用该系统。如果汽车外壳是冷轧钢、镀锌钢、铝和镁材质，则效果更佳。
文档编号B05C9/00GK1689707SQ20041003674
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者张坤, 鲁红春, 赵欣平, 何唯平 申请人:深圳市海川实业股份有限公司