某次面漆针孔缺陷的原因分析及对策

data-full-width-responsive="true"> 0 引言对于中国家用汽车而言，目前正面临着前所未有的市场竞争。车辆外观对于中国汽车市场而言，又是竞争的重中之重，所以汽车涂层的外观越来越受到整个行业的重视，而保证整体涂层外观优良，也成为汽车涂装工艺最为重要的内涵。对于面漆涂装来说，针孔缺陷是在涂膜烘干过程中空气气泡或者溶剂蒸汽泡留存于漆膜内，表面涂膜快速成形，气泡膨胀并溢出透过漆膜，形成四周鼓起、泡中有孔的现象。它是影响汽车涂层外观质量的重大弊病之一。本文通过一例典型的面漆针孔事故，对针孔缺陷进行了分析解决。1 事故发生背景本公司新建涂装线建于2009 年，采用传统溶剂型涂料涂装工艺。其基本工艺流程为：预处理电泳电泳打磨 PVC 密封中涂打磨色漆，清漆整理报交。2010 年10 月底，笔者接到整理报交线反馈，某车型醇魅红颜色面漆灰粒较多，对正常生产有较大影响。笔者立即至生产线查看，发现灰粒主要集中在侧面区域，数量较多，单车有30 个左右。仔细观察，灰粒大小不一，大的有圆珠笔头大，缺陷较严重。我们召集油漆供应商及生产班组联合分析，从该灰粒的外观形貌初步判断，认为该灰粒可能为涂料积聚颗粒，随后采取了更换供漆系统过滤袋的措施，该问题有了一定程度的好转。2010 年11 月初，笔者再次接到生产线反馈，该灰粒问题恶化，在线各颜色面漆均有灰粒出现。鉴于问题的严重性，我们组织了大批量的在线统计：灰粒集中于左侧面，尤其是左后叶子处特别多，占90%。左后叶子部位单车最高有30 个灰粒，对正常生产的影响较大。通过初步分析得出此缺陷具有位置集中的特征。2 缺陷成因21 初始分析分析1 ：从缺陷位置十分集中这一特点来看，此缺陷应该与系统中某个或某些固定的环节直接关联。通过生产经验，看、摸、磨结合，此缺陷十分类似色漆颗粒积聚。分析2 ：从缺陷位置集中于左后叶子部位来看，立即让人联想到色漆R21 机器人（负责左侧面喷涂）状态一直不佳，色漆积聚于喷杯上的现象十分严重，因而对此机器人产生怀疑。分析3 ：在生产线上进行实验，在色漆喷涂前，对左后叶部位进行十分精细的中涂打磨和吹灰清洁，保证色漆喷涂前车身的彻底清洁，但缺陷仍然存在，从而排除色漆喷涂前的过程问题。分析4 ：在生产线上进行实验，在机器人喷涂色漆后，手工对问题部位进行色漆补喷（目的是覆盖、再溶解之前产生的缺陷），在线跟踪，缺陷减少。经过以上分析，笔者对色漆R21 机器人产生了怀疑，认为很有可能是机器人喷涂过程中产生了此灰粒缺陷。而通过观察缺陷的各种外观形态，认为R21 机器人喷涂雾化不良，造成色漆颗粒积聚，同时色漆过干，造成积聚颗粒无法返溶，可能是造成此缺陷的主要原因。随即，采取针对性的措施：调整色漆喷涂雾化效果和干湿状态，见表1。表1 色漆喷涂雾化效果和干湿状态调整结果分析经过一系列的验证实验和优化措施，笔者之前分析的雾化不良和色漆过干两大因素都在验证实验中呈现相悖的两种结果，不免对之前的分析产生了怀疑，对缺陷数据统计的准确性也有所怀疑。22 科学分析221 统计分析笔者再次安排了在线100% 缺陷统计，仍发现缺陷集中于左后叶子部位，但是缺陷数量在5~30 个之间，存在很大的波动性，而且深颜色车的缺陷状态比浅色车要严重。第一轮实验中得到的缺陷恶化或者减轻的结果，很有可能是本身缺陷数量波动造成的，并不能以此下结论；而且之前对此缺陷定义为灰粒（色漆颗粒积聚）的分析，也要重新考虑。222 微观分析为了从根源上分析此缺陷的类型和成因，笔者利用显微镜等专业设备，对缺陷进行微观分析。检测设备：Phoenix 4000（A1354）；Leica DM4000M（A1464）；Olympus SZX12（A1372）。缺陷微观分析见图1。从微观分析得出结论：此缺陷为针孔，位于清漆层。23 针孔成因分析及解决方案形成针孔的根本原因为：溶剂或者空气未按照涂料挥发梯度自然挥发，而残留在漆膜之中，或者在烘烤过程中剧烈挥发出来。针孔成因分析及解决方案见表2。表2 针孔成因分析及解决方案3 针孔缺陷的解决通过显微镜的微观分析，确定缺陷是位于清漆层的针孔。但是形成针孔的气体具体来源于色漆层还是清漆层，或者二者兼而有之，还需要进一步的研究。笔者采取了一个简单的验证手段：整车不喷色漆，只喷清漆。结果：整车针孔仍然存在，而且数量没有明显减少。说明此针孔与色漆层的关系不大，因此，把主要着眼点集中在清漆的施工过程和材料上。解决方案实施见表3。表3 解决方案通过系统解决方案的实施，在烘烤条件上找出了针孔缺陷的根本原因，从而解决了此问题，生产也得以恢复正常。4 结语针对针孔缺陷，本文研究了控制方案，分别从涂料表干速率、涂膜厚度、喷涂雾化、闪干条件和烘烤条件等方面进行调整。虽然本文案例中的针孔缺陷集中来自烘烤过程，但是在普遍的轿车涂装工艺中，以上各方面都是有可能造成针孔缺陷的重要因素，在实际涂装应用过程中应加以综合考虑。在生产线缺陷分析中，采用专用仪器进行微观分析，是寻找问题根源的利器，对于生产线十分重要。专业的科学分析和经验参数的结合，是解决生产线问题的最佳方案。另外，在缺陷统计中，采用正确而完整的统计方法十分重要，不正确的统计，可能会带来问题分析和解决的困扰。