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[涂装] 整车色差的影响因素和控制流程

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发表于 2020-3-10 09:29:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

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整车色差的影响因素和控制流程

杨光伟1 张馨月2 王纳新2
(1.长春汽车工业高等专科学校,长春 130011;2.中国第一汽车股份有限公司技术中心,长春 130011)
【中国汽车材料网】摘要:漆膜色差是汽车涂装工艺控制的重要质量检测指标之一。为解决车身与其内、外装非金属件涂装后的色差这一困惑汽车生产厂的难题,从人为因素、涂料配方设计、施工工艺、涂装设备和喷涂工艺等方面分析了导致车身与内、外装非金属件间产生色差的影响因素,介绍了色差控制的关键点和具体的色差控制流程。
关键词:色差 A板 B板

1 前言

随着汽车轻量化进程的推进,非金属件在整车中所占的比例越来越大。随之而来的,金属车身与其内、外装非金属件的涂装色差成为困惑汽车生产厂的一大难题。尽管汽车主机厂都很注意色差的控制,并制定了严格的色差控制标准,但车身与非金属件间的涂装色差控制是一项非常复杂的工作。本文对这一问题的影响因素进行探讨,目的是寻求解决整车色差的可行性办法。


2 色差简介

目前,汽车内、外装非金属件多由不同供应商提供,使用的涂装材料、涂装工艺与主机厂车身的涂装材料、涂装工艺不尽相同。因此,内、外装非金属件与金属车身组装在一起时往往产生色差。另外,进行修补涂装时,修补涂层与原有涂层之间一般也容易存在程度不同的色差。

在国际照明委员会推荐的CIE表色系统LAB(CIE L*a*b*)色度空间(图1)中,L*表示明度,+L*表示白色方向,-L*表示黑色方向;a*和b*表示色度坐标,其中+a*表示红色方向、-a*表示绿色方向,+b*表示黄色方向,-b*表示蓝色方向;色度空间中心表示无色。

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图1 LAB(CIE L*a*b*)色度空间

CIE L*a*b*色空间中两个色度值(L*样品、a*样品、b*样品)和(L*标准、a*标准、b*标准)之间的色差ΔEab*用下式表示。

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式中,ΔL*(明度差异)=L*样品-L*标准,△a*(红/绿差异)=a*样品-a*标准,Δb*(黄/蓝差异)=b*样品-b*标准。

如ΔL*为正值,说明样品颜色偏浅;ΔL*为负值,则样品偏深。Δa*为正值,样品偏红;Δa*为负值,样品偏绿。Δb*为正值,样品偏黄;Δb*为负值,样品偏蓝。一般可用ΔEab*评价色差,ΔEab*值越小表示色差越小。

一般色差仪的光源设定为D65日光光源,从单方向(45°)照射,可同时测量5个角度(15°、25°、45°、75°和110°)的色差(图2)。

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图2 5个角度色差的光路图

3 色差的影响因素

从涂料配方设计、施工过程、色差标准、涂装设备和标准板这5个方面讨论可能导致金属车身与内、外装非金属件产生色差的影响因素(图3),其中几个极其重要的因素分析如下。

3.1 人为因素

通过制定岗位规范,进行严格的管理和培训,提高操作人员的素质及责任心,消除人为因素,及时发现问题、纠正问题,降低出现色差的频率。

3.2 涂料配方设计
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图3 金属车身与内、外装件产生色差的影响因素

涂料生产厂都会根据汽车厂提供的标准颜色样板进行涂料配方设计。在此过程中,控制涂料与标准颜色样板的色差很重要。通常涂料厂通过测量标准色板在CIE L*a*b*色度空间中的光泽、色度值(L*标准、a*标准、b*标准)、ΔEab*等数据,逆向追溯涂料各组分的配比,进行涂料配方的设计。色漆包括本色漆和金属漆,金属漆又分为金属铝粉基色漆和金属珠光基色漆两种。由于组成不同,对色差的控制要求也不尽相同。

本色漆通过颜料粒子反射入射光,由于入射光的主体是散射光且只有单一散射角度,因此色差易于控制。本色漆要初步确定颜料成分及含量,只需控制45°角的色差值。色差控制要求为:一般本色面漆ΔEab*≤1,白本色面漆ΔEab*≤0.7。

金属铝粉基色漆中的片状铝粉像一面面小镜子平行于底材排列。根据光的镜面反射原理,随着观察角度的变化,由于铝粉反射光强度的不同,可以看到程度不同的金属色感和闪烁感。金属铝粉基色漆中铝粉的大小和含量对涂层明度有较大影响:铝粉尺寸越大、含量越高,其反射率越高,则明度越高。金属珠光基色漆中添加的云母片和二氧化钛等珠光粉能够改变漆膜的折光指数,使光线发生多次反射、折射、部分吸收及投射,平行的各种反射光之间互相干涉而产生珍珠般的干涉色彩,珠光粉的含量及其定向排列方式不同影响珠光漆的色差[1]。

所以金属漆的色差一般分5个角度(15°、25°、45°、75°和110°)进行控制。目前较为严格的色差控制标准是:15°的 ΔEab*≤3;25°的 ΔEab*≤2;45°、75°和110°的 ΔEab*≤1。

3.3 施工过程

在汽车厂实际涂装生产过程中,使用的涂料品种基本固定。但因为金属车身与内、外装件的材质不同,且不在同一条生产线上进行涂装,施工中任何环节控制不严都会造成车身与非金属件间产生色差。为此,涂装过程中应尽量避免出现以下问题,如塑料件的涂料颜色与车身色漆颜色不一致,原子灰与塑料件材质间的结合力差,浅色面漆因遮盖力差而无法完全遮盖住底色。

3.4 涂装设备

相同金属基色漆用不同喷涂设备涂装的效果会不同,色差受涂装设备影响很大。在涂料配方调整阶段和试验室检验漆膜性能阶段,通常采用空气喷枪进行涂装;而生产中为了保持稳定的喷涂参数,现场采用高速自动静电喷杯或与自动静电喷枪相结合的方式涂装。这势必导致同种涂装材料在试验室喷涂和现场喷涂的颜色存在色差,因此试验室制备的标准样板不能指导内、外装件的现场喷涂生产。在金属漆整车的实际生产中,应根据不同使用地点和需求选择两套不同的标准颜色样板。本色漆色差受喷涂设备的影响较小。

3.5 喷涂工艺

喷涂方式及喷涂工艺参数对色差也会产生不同程度的影响,主要体现在色差的明度L上,具体见表1。此外,喷涂工艺参数的变化还会导致涂层膜厚的变化、金属粉和金属珠光基色漆里的珠光粉排布方式的变化,从而影响到具体的颜色。

表1 喷涂工艺参数对色差的影响[2]
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4 色差控制的关键点

控制非金属件与车身涂层间色差的关键点是颜色标准样板。根据颜色标准样板的用途,分别讨论其使用范围。

4.1 A板

A板是在试验室使用的颜色标准样板,用于不同批次涂料间的色差控制,一般用空气喷涂法制备A板。A板通常用于汽车厂和零部件厂的涂料进厂检验、涂料供应商的涂料出厂检验等环节。

4.2 B板

B板是在某一特定车身生产线使用的颜色标准样板,用于金属车身与非金属件之间或不同非金属件之间的色差控制,一般是在特定生产线喷涂完成的颜色标准色板。B板通常用于汽车主机厂和零部件厂的整车色差匹配等环节,一般由汽车主机厂提供,零部件厂的涂料供应商调漆时使用。

5 色差控制流程

控制色差具体流程如图4所示,重点注意以下几个方面。

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图4 色差控制流程图

5.1 严格把控入厂材料

从制定新颜色的汽车涂装生产计划开始,就应进行全面的色差评审,将A板发放至涂料生产厂家,使不同批次间的涂料颜色稳定,减少新涂料带来的色差,从涂料出厂就降低色差出现几率。

对进入汽车涂装线的新涂料进行严格的色差检测,对不合格的涂料产品要通知生产厂家及时调整配方,直至完全合格后才能投入生产。

5.2 严格把控内、外装件颜色

当合格涂料进厂后,在制板工艺、设备情况和现场情况完全相同的条件下,随车制备B板。然后,将B板发放至内、外装件的涂料厂家,厂家应严格参照B板进行调漆。对照内、外装件在车身的安装部位,对车身塑料件涂层进行色差检测(仪器和目测),确保合格后才能出厂配套使用。

5.3 色差评审

喷涂后的新颜色车身和供应商提交的内、外装样件装配到车身上后要进行色差评审,涂料厂根据色差评审意见,参照A板对涂料作细微调整直至评审合格;而内、外装件的涂料厂家根据评审意见,参照B板进行微调直至通过色差评审。这样通过提高色差检测频次对车身和内、外装件进行色差评审,以降低二者出现色差的几率。

6 结束语

综上,整车生产过程中的色差控制是一项十分复杂又细致的工作,需要从业人员有丰富的专业知识和很强的责任心;在生产过程中还应保证喷涂设备的稳定性,调控喷涂工艺参数实现对色差的控制。此外,在不同生产环节中需使用不同的标准颜色样板,从涂料源头严格把关,对不同批次的涂料做好色差评审工作,降低整车色差发生频率。


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