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[塑料] 轿车塑料件涂装生产线的规划

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发表于 2013-11-1 23:00:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
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图1  面漆修饰

奇瑞汽车股份有限公司采用最新的3C1B工艺,建设了一条40万套塑料件涂装生产线。该生产线不但为企业节约了大量投资,而且在很大程度上提高了塑料件的涂装质量。
工艺规划
1.塑料件的表面处理
塑料件种类繁多,许多塑料极性小,结晶性大,表面张力小,润湿性差,表面光滑。为提高涂料对塑料的附着力,减少表面缺陷,改善塑料涂层的质量,塑料件涂装前要进行表面处理。
该前处理线采用化学处理方法,经低温脱脂水洗、沥液及高压空气吹水后烘干,工件输送方式为普通悬链连续通过式,变频控制链速。

图2  底漆打磨→面漆喷漆


其主要工艺流程如下:白件检查→手工预清理→白件转挂→预脱脂→沥液→脱脂→沥液→一次水洗→沥液→二次水洗→沥液→循环纯水洗→沥液→新鲜纯水洗→沥液→高压空气吹水→检查→水分烘干→冷却→卸件。
(1)手工预清理:用有机溶剂擦拭塑料能除去塑料表面的各种非晶态部分,使其粗糙化或具有多化性,提高涂料的附着力。
(2)脱脂:塑料表面有油污、脱模剂等,必须除油和脱脂。它主要依靠脱脂剂的浸润、分散和乳化作用达到除去油污的效果,提高表面附着力。
脱脂主要控制参数具体如下:脱脂液PH值在6.0±1.0,总酸控制在4.8±1.0,脱脂温度控制在55±5℃,脱脂时间控制在1.5min。
(3)水洗及表面活化:脱脂后经过4道水洗,每段水洗之间留有1min的沥液时间。前两道为工业水喷洗,工艺时间分别为0.6min。后两道为纯水洗,工艺时间为0.3~0.9min。喷洗压力0.2~0.4MPa。
第三道循环水洗电导率一般控制在30μs/cm以下,槽液中不断补加表面活性剂,新鲜纯水的电导率控制在10μs/cm以下。第四道水洗后留有1.5min的沥液时间。
(4)高压空气吹水:此工序通过风机从车间内进风,将高压空气吹向工件表面,目的是吹净工件表面和边角夹缝中的水珠。吹水时间为2min,吹水压力通过调节板适当调整,一般控制在0.2~0.4MPa。
(5)水分烘干和强冷:工件吹水后经过2~3min的沥水,进入水分烘干室烘干。水分烘干室通过热风循环,将工件表面和内腔内的水吹干。考虑塑料件的耐热性能,烘干温度控制在60~70℃之间,烘干时间在16min左右。
2.塑料件底漆和面漆喷涂
(1)底漆喷涂、晾干:此生产线采用手工空气喷涂,喷涂作业区长度18m,要求手工喷涂区风速控制在0.4~0.5m/s,工艺温度控制在18~30℃,相对湿度在60~70%,工件通过时间为4~5min。
此生产线采用单罐供漆,油漆施工压力一般控制在0.2~0.3MPa,雾化空气压力一般控制在0.5~0.6MPa。两道喷涂,膜厚控制在35~40μm。
底漆喷涂后进入晾干室,由于底漆与面漆采用W/W(湿碰湿)工艺,无底漆烘干,所以底漆的涂料采用双组份快干型涂料,且晾干要充分,表面要达到指干状态。晾干室风速设计为0.2~0.3m/s,工艺时间设计为7.5min。
(2)面漆喷涂、晾干:进入面漆喷漆室前,有4m长的底漆检查室。在喷涂前,可对底漆表面的细小颗粒或缺陷用1200号抛光片进行修磨。
面漆也采用W/W(湿碰湿)工艺,先喷色漆再喷清漆。色漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同,金属色漆一般为12~20μm,素色漆一般为25~35μm。
色漆喷涂后晾干7.5min进入清漆喷漆室。清漆喷涂完后晾干7.5min进入面漆烘干炉。色漆和清漆喷涂时,各参数与底漆相同。
(3)面漆烘干、强冷:面漆烘干室的温度控制在80~90℃,烘干时间为40min。
设备规划
1.前处理设备
前处理设备主要由室体、工作槽、管路系统、温度调节系统、排风系统和供排水等组成。
室体由1.5mm厚的不锈钢板制作,内有维修和保养通道,设置2个保养门。保养门处安装悬臂式探照灯,方便人员检查和保养设备。整个室体安放在1.6m高的支架上,泵及附属设备放在槽侧部。

图3  面漆烘干室


槽体上配有溢流、排净和泵循环管路出入口等。加热槽体外壁板表面覆有保温材料,并用0.7mm厚的镀锌钢板翻边压和保护。管路系统可拆装,用法兰连接,连接长度≤3m。加热和热循环系统相结合,热源为热水(设热水箱,用天然气加热),采用外置板式热交换器。温度采用自动和手动控制。
2.喷漆室设备
喷漆室采用水旋式结构,主要由室体(含动压室、静压室、空调风过滤系统和操作间等)、漆雾收集以及排风系统等组成。在人员休息区还建有洁净间,使喷涂作业人员与车间隔离。
室体侧板用镀锌钢板制成,用型钢骨架加固,两侧壁板嵌有夹胶玻璃门窗,保持喷房内部光滑、平整和不挂灰,易于清洁。
在动压室和静压室之间装有F6袋式过滤器以使空气平稳流动,并有调节风量的控制结构,保持风平衡,并保证各工艺段的风速达到工艺要求。操作间顶棚为控制气流分布的过滤层,过滤层覆盖整个顶棚,严防喷漆室风向纵向飘移。
漆雾收集系统的循环水通过供水管(逐级变径,法兰连接)、可调堰板进入散流板和水旋室后,经回流管道至废漆处理槽。水旋室是气液混合室,能产生高强度的搅拌,使空气和水充分混合,再通过空间容积增大,风速降低,使气水分离。分离空气被排风风机吸到45m高的风道后,排到大气中,带漆渣的水流到废漆处理槽。
所有喷漆室的排风由一个方形大烟囱分成四部位集中排向高空,增大扩散区域。喷漆室排风机集中放在风机房内,叶轮便于拆出检修,喷漆室至风机的排风道采用钢筋混凝土结构,风机房墙壁安装消音板。
3.烘干设备
面漆烘干室采用直通式烘干炉,壁板厚度为100mm,采用插接式结构,接缝处打耐高温密封胶。为防止烘干室热气和烟气外溢,在出入口装有风幕。
烘干室热源为天然气间接加热,设有安全措施和安全结构(天然气自动点火、火焰监控、燃气混合、压力调节、自动调节风阀及自动控制等)。实现温度自动和手动控制,自动数字显示。
废气采用直燃法处理,增加废气焚烧炉,每小时处理废气量6 000Nm3。废气通过交换,使排放温度不大于150℃。
4.空调系统
涂装车间厂房需要保持封闭式微正压,此条涂装线采用空调送风、机械排风方式进行通风换气,厂房换气次数为3次/h。
车间共有3台工艺空调和1台工位空调,各空调风量按照设备风速进行量定。空调安装在空调平台上,新鲜空气从屋顶进风室吸入。进风室两侧设百叶窗、防鸟网,保证百叶窗内不进雨水。
喷漆室空调由进风段、初效过滤段、加热段、加湿段、风机段、中效过滤段和出风段等组成。空调机组加热方式为天然气直接燃烧式,提高了热效率。机组骨架采用热镀锌处理,壁板为聚氨酯夹心彩钢板(燃气加热段为岩棉夹心彩钢板),厚度为50mm。
空调加湿采用高压水喷淋雾化方式,加湿泵为立式机械密封泵,变频控制,喷雾喷嘴交错布置,确保在整个迎风面形成水雾或水幕。加湿段挡水板采用2mm厚的不锈钢板,挡水板处风速≤3m/s,保证正常运行时风机段无水珠出现。
结束语
奇瑞汽车股份有限公司采用最新的3C1B工艺,新建的40万套塑料件涂装生产线在同一工艺平面上布置设备,厂房四周玻璃都是锁闭的,且在喷涂施工区域独立增加洁净间,不但节约了大量投资,降低了运行成本,而且在洁净度和施工环境上有了很大的提高,很大程度上提高了塑料件的涂装质量。随着轿车车身塑料件使用量的不断增加和轿车外观质量要求的不断提高,其防腐性能和外观要求也提高到与车身相同的标准,塑料件的涂装显得愈加重要。
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