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整车车身和外饰件涂装色差管理与控制

[来源:现代涂料与涂装][作者:现代涂料与涂装][日期:20-12-28][热度:]

  随着汽车消费市场的发展和消费者审美水平的提高,消费者对汽车的要求不再局限于使用性和功能性,对整车外观质量也越来越重视。如果整车车身和外饰件存在色差,消费者很容易在目视上产生直观不良感受。另外,随着汽车产业升级,许多主机厂开始使用水性漆,而外饰件厂家仍然使用溶剂型漆,无疑给整车外饰色差的质量控制带来了诸多挑战。因此,如何有效管理好整车色差既十分重要又充满挑战,本文主要从色差评价方法、影响因素和管理方法等方面进行研究。

  1、色差评价

 色差评价可分为目视评价和仪器测量两个部分,其中以目视评价为主,仪器测量为辅。目视评价评审员需要经过专业培训方可上岗,仪器测量目前行业内主要采用BYK公司的色差仪和BASF公司的色差处理软件,有了通用的测量设备和处理软件,才可能让不同生产厂的色差控制得以实现。

 1.1.色差模型

 1976年国际照明委员会CIE建立了颜色空间模型,颜色被定义分布在一个球形模型上,依据此球形模型为基础来不断优化矫正算法,逐步达到仪器与人眼观察颜色的基本一致。该球状模型将自然界的可视颜色进行了归纳,色度球中任一点的三坐标值即代表一种颜色属性。其中,定义X轴正负边界分别用“红-绿”a值代表,Y轴的正负边界分别用“黄-蓝”b值代表,Z轴正负边界分别用“白-黑”L值代表,中心点为灰色。

 1.2.色差测量

 色差仪模仿D65光源,光源单方向(45°)照明,可从多个角度(-15°、15°、25°、45°、75°及110°)同时测量单色漆或闪光漆的颜色。对于单色漆,由于不含金属铝粉,光入射到该种色漆之后各个角度的反射光强度差不多,各个角度目视没有差别,色差测量结果仅用45°表示即可。金属漆或珠光漆因各个角度的光反射情况不一样,目视会存在差别,各角度的测量结果都需监控。色差的测量点需要根据每个车型的特点来选取测量点,测量点位置尽量靠近匹配区域,曲率不能过大。目前,主机厂普遍采用一个测量区域的6次算数平均值来进行数据采集。另外,为了减少人员因素引起的测量误差,检测人员使用色差仪时的方式方法应该保持一致。

 1.3.目视色差

 在目视方面主机厂成立色差联合小组,在拥有足够能量的光照条件下进行颜色审核。晴天上午10点到下午2点观测的结果是最好的,观测的角度(正、侧面)取决于定向光源。如果是阴天,需要推迟观测,或在专门设计的标准光源间进行颜色评估,标准光源间需要保证灯泡覆盖所有光源(D65、D75等),并确保光强充足。某主机厂的目视评价标准见表1。

 1.4.色差监控一致性

 整车外饰件色差的目视评价较为主观且易受其他影响因素的干扰。因此,在日常的监控过程中,除了关注色差数据外,还需要相关部门对色差仪、色差软件及颜色标准数据等进行统一维护。另外,每个人对每种颜色的主观目视评价会存在一些差异,也需经常一起对标,最终保障评价的准确性及一致性,有利于下一步措施的正确实施。

  2、色差控制

 2.1.车身色差控制

 2.1.1.油漆原材料

 涂装车间需对每种颜色每批次的油漆原材料进行入口检测,主要针对油漆的黏度、遮盖力、膜厚等性能进行检测,检验合格方可入库。白色、黄色和红色的遮盖力较差,要实现完全遮盖,色漆厚度一般需达到30 ~ 40 μm, 在涂料遮盖力指标较低时,底色涂膜即使达到厚度要求,仍不能完全遮盖底材。另外,油漆厂家还需提供每批次油漆试喷的色板,用于与上个批次提供的试喷板进行色差目视对比,监控各批次的油漆色差是否保持一致。

 2.1.2.喷涂过程

 在喷涂过程中对喷涂参数进行全面的监控,包括喷漆量、喷幅、枪距、喷涂气压、 循环压力等,如清漆膜厚增加会使得黄相(Δb)增加。喷涂环境也需要每班次点检一次,主要包括调漆间和喷房的温度和湿度,在低温低湿和高温高湿季节时,油漆中需要加入不同的稀释剂品种,比例也不尽相同,根据现场条件随时调整。面漆烘干炉的烘干曲线(包括烘干时间和烘干温度)同样需要每班次测量一次,确定其在烘干工艺设定的烘干窗口内,油漆的干燥时间也会影响色差。

 2.1.3.产品检验

 对于喷涂烘干完成后的车身,涂装车间实验室需要对其在修饰大线上进行目视和数据抽检,每天的抽检范围需要覆盖当天生产的所有颜色。涂装车间修饰岗位是涂装车间对色差的第一道检查关口,也是进入总装车间的最后一道关口,如果有色差问题的车身从涂装车间发至总装并进行装配,则每台车的财务损失将是车身的10倍。

 2.2.外饰件色差控制

 2.2.1.试喷调试

 对于一些长时间未喷涂的颜色在重新批量喷涂前需要进行试喷调试,即将保险杠在小系统中进行喷涂,喷涂完成后对保险杠进行目视评价和数据测量,都合格后才在大系统中进行批量喷涂。特别是对一些金属漆,长时间未喷涂后闪烁粒子都沉积在油漆罐的下方,如果不进行试喷,则无法发现闪烁因子沉积的问题。

 2.2.2 下线检测

 对于大颜色需每班每批抽取首、末车各6件并按照挂位进行检测,如果检测结果合格则全部放行,如果发现不合格品时,隔离同一挂位的漆件,执行百分百检测,筛选合格件。而对于小颜色需要执行百分百检测,筛选合格件。

 2.2.3 出口管控

 对于合格件、偏差合格件和不合格件需要分别进行标记,合格件标识“A”,偏差合格件标识“S”,不合格件标识“H”。装配取件人员要对标记“A”件优先使用,优先发货,如“A”件发完则发“S”件。当装配出口发现有色差异常情况时,通知色差检测员进行数据复测,异常件与车身挂板进行目视对比,由质量工程师进行判定是否放行。

 2.3 整车外饰色差控制

 对于已经装配完成的整车,主机厂质量保证工位需要对其车身和外饰件的色差情况做好监控,监控点设置在质量保证整车百检工位。监控主要包括数据测量和目视评价两个部分,每周覆盖所有生产颜色。数据测量指的是将在线测量的结果与色差匹配认可报告的数据进行对比,如果发现数据测量结果超过了控制范围或者明显偏离认可报告,需要通知责任方进行零件更换或优化。目视评价发现有严重色差问题的车辆须及时进行滞留处理,如果问题件来自外饰件,则需要外饰件更换相应零件并在后续零件上进行优化;如果问题件来自于车身,则需要涂装车间协调外饰件配合车身特调配一批件装车,再偏差放行。

  2.4 整车色差问题促进

 2.4.1 色差促进平台

 整车外饰色差问题涉及到生产质保、外饰件质保、外饰件厂、涂装车间及油漆供应商等多个部门,因此需要由公立方生产质保牵头成立整车色差小组。该小组须形成周例会制度,针对当周发现的色差问题和生产过程中影响色差的变化点进行讨论,形成解决色差问题和预防变化点影响的措施。生产质保还需要定期组织室外评车活动,邀请各相关方对室外整车色差目视情况进行评价,对整车色差目视情况形成统一意见,促进色差问题优化。

 2.4.2 色差专项审核

 定期对外饰件厂家和涂装车间进行色差审核,审核主要从原材料输入、喷涂及烘干设备、人员能力、喷涂参数设置、问题优化、产品输出质量等方面进行。通过专项审核可以了解各零件生产厂的过程薄弱环节,通过提高过程能力达到提高产品质量的目的。

 3、金属漆对色差的影响

 金属漆是用金属粉(如铝粉、铜粉等)作为颜料所配制的一种高档涂料,是目前很流行的一种汽车面漆。因为这种漆里掺配了金属粉末,如在漆基中加有细微的铝粒,光线射到铝粒后,又被铝粒透过漆膜反射出来,看上去闪闪发光,所以叫金属粉。金属漆硬度高、附着力强,具有极强的抗紫外线和耐腐蚀性,金属闪光质感强,能够表现车体层次美,让整车外观造型看起来更丰富、更高档。

 3.1 金属漆的闪烁效果

 一般衡量金属漆的特征主要看它的闪烁效果,而闪烁效果由两个因素决定:闪烁密度(Sa)和闪烁强度(Si)。在实际应用中发现闪烁密度(Sa)对目视的影响较大。

 利用BYK的色差仪可以对金属漆闪烁的强度和密度进行测量,一般在15°、45°以及75°这3个光线角度下进行,测量结果如所示,其中15°对目视的影响较大。图中红色代表理论目标值,红点所在的紫色等级线代表理论目标等级线,绿色代表实际测量值,在同一条红色曲线上的点代表闪烁值相等。金属漆的目视评价需要在阳光直射下进行,最好是在上午10点至下午2点之间。

 3.2 金属漆对色差的影响

 闪烁效果的主要影响因素包括金属颗粒的尺寸、大小、排列方向和喷涂方法。粗大的颗粒或银元状颗粒对光线的散射很少,车身表面会呈现出明显的金属质感。细小的颗粒或麦片状颗粒对光线的散射很多,车身表面的金属质感降低,呈现为灰色。如果颗粒排列方向一致,会形成镜面散射,车身的反射角度会非常明亮,对车身有很好的遮盖效果,不同的角度之间则呈现出很强烈的明暗变化。如果颗粒排列方向不一致,就会形成漫反射,车身表面形成一种灰蒙的视觉效果,不同的角度之间的明暗变化较弱。如果采用静电喷涂,理论上由于电场的作用,涂膜中的铝粉与被涂物呈垂直状态,反射光有损失,因而目视评价发暗。非静电喷涂,涂膜中的铝粉与被涂物呈平行排列状态,涂膜的明度值高,目视评价发亮。

 3.3 金属闪烁对色差优化的实际应用

 玛雅红属于金属漆系列,也属于彩色漆系列,铝粉的含量及颜色的纯度、色相对色差均会有影响。保险杠较车身目视偏暗,色差报告中保险杠的亮度及黄蓝相均较低,可能是目视偏暗的主因。通过减少静电旋杯的出漆量,同时增加色漆中铝粉的含量,使得保险杠的亮度上升,色差目视得到了优化。

 车身和保险杠的闪烁值示意见。由可以看到,在改进前,车身和保险杠的闪烁密度15°相差5个单位左右,而45°及75°分别相差3个和2个单位左右。在改进后,车身和保险杠在3个角度上的闪烁密度都比较接近。

  整车外饰色差质量管理是一项较为复杂的系统工作,只有涂装车间和外饰件厂家对生产过程实现有效控制,对出口质量做好监控,质保部门在生产实践中不断摸索和总结经验规律,形成完善的管理办法,才能最终实现对色差问题的良好管控。


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