汽车绿色涂装技术浅析
时间：2023-02-19 19:30:07 来源：千叶帆 本文已影响人
牛广平
（漯河技师学院）
（一）汽车涂装技术
对轿车、公共汽车、卡车和客车等汽车的车身、相关零部件进行涂装喷漆，这一过程我们成为汽车涂装。由于汽车涂装工作在装饰性方面有严格的要求，有必要对汽车涂料技术展开系统性分析。汽车是人们运输、出行非常重要的交通工具，汽车在行驶时会遇到各种恶劣的气候条件以及天气变化，例如暴晒、雨水、大风等恶劣天气条件，经过涂装工艺处理后的汽车具有一定的保护性能，同时保持汽车原有的光泽和颜色，防止出现粉化、剥落、起泡、生锈等问题，并具有一定的耐侵蚀性和耐腐蚀性。随着生活水平的提升，人们在汽车装置方面的需求也在逐渐提升，而汽车涂装有不同的颜色，可以根据人们不同的需求合理选择。汽车涂装技术主要应用包括涂装前汽车金属表面的处理与汽车涂装生产工艺。涂装前汽车金属表面的处理主要进行汽车涂装表面的油污、灰尘、锈迹进行处理，改善汽车表面状况。在汽车涂装生产过程中，可以根据实际情况实施机械加工与化学处理。
（二）汽车涂装技术特点
在实施汽车涂装生产之前，应优先进行汽车车身制造设计以及零部件制造工作，全面分析汽车制造焊接点。实际上，汽车焊接质量对于涂装工艺质量具有一定的影响，进行汽车车身制造时应综合考虑汽车涂装生产的整体性能。因此，汽车涂装技术具有实用性、集成性以及系统性特点。
1.实用性
汽车作为人们日常生活一项重要的消费品，人们对汽车的审美要求和个性化要求明显提升，而汽车美观程度也是汽车制造设计中需要重点考虑的内容。在实际的汽车制造技术中，主要确保汽车的使用性能，通过提高汽车使用技术的性能，保障汽车本身的特性，促进汽车制造行业多元化发展。
2.集成性
随着汽车制造行业的快速发展，汽车制造本身就涉及许多方面，如信息传输、材料管理、电子机械技术等。我国计算机技术发展迅速，汽车涂装技术在计算机技术的支持下不断提高，汽车制造领域不同学科之间的界限也逐渐模糊淡化，各个专业之间相互渗透。汽车涂装技术集成化已经成为我国汽车制造领域一大优势，能够有效保证汽车制造行业的发展，同时能够提高汽车使用性能。
3.系统性
汽车涂装技术应对汽车制造设计展开综合性分析，直接影响到汽车的美观性和舒适性。汽车制造过程中相应确保汽车涂装的美观性，应在汽车生产过程中加强各项先进设备的应用，以此来提升汽车制造效率。汽车涂装技术系统性特征比较明显，将对汽车制造系统工作综合效率有明显的促进作用。
（三）汽车涂装工艺
1.前处理工艺
在汽车涂装过程中，通常在上漆前使用低温以及低锌三元磷化处理技术，去除汽车表面油污、灰尘、锈迹，突出汽车涂装技术少渣化和快速化、长效化与无烙钝化优势，同时实现了节能环保生产效果。然而，在汽车涂装前处理过程中仍然存在一些问题：在进行汽车表面磷化处理时，处理液中有少量F、Mn、Ni 等有害物质。同时，汽车涂装前处理工艺资源利用率相对较低，大约有1/2 的化学药剂会转化为磷酸盐沉积物。进行磷化处理时要及时清除沉积物，防止电泳涂膜、磷化膜质量产生影响。不仅如此，汽车涂装前处理过程要注意节约用水。在正常情况下，汽车涂装前处理过程需要消耗大量的水，占整个汽车涂装技术总水量的90%以上，而且在逆工序补水、预清洗及再生循环利用技术欠缺的情况下，用水量成倍翻增，甚至存在水清洗不彻底的情况。此外，汽车涂装前处理阶段作为汽车涂装技术中耗水量最大、废水产出量最多的阶段，能够利用汽相关膜技术进行创新优化，以此来实现预期的生产效果。例如：利用膜分离技术来回收脱脂液，并针对废水与清洗水回收、处理，以便可切实电泳闭路清洗的目的。
2.二次电泳工艺
在二次电泳工艺过程中，可以将两种电泳材料进行混合使用，不仅可以代替中涂材料，而且能够确保汽车涂装技术效果的稳定性和可靠性。二次电泳工艺技术具有高质量、高利用率的应用优势，并且工艺应用成本比较低，并且能够降低挥发性有机物排放、降低中涂漆渣现象，减少维修次数。另外，通过控制二次电泳工艺实际工艺参数以及电泳漆配方，不仅能够保证耐紫外线电泳漆的耐腐蚀性能和耐石击性能。而且，二次电泳工艺与“电泳+中涂”呈现相通体系，能够有效节约能源，并降低投资成本。
3.中涂面喷涂工艺
在二次电泳工艺支持下，可以将电泳涂层作为技术，利用“湿碰湿”工艺，喷涂中涂与罩光清漆效果的一次性烘干工艺，即为三涂一烘工艺。中涂面喷涂工艺与以往的汽车涂装技术相比，能够在取消烘干工序的基础之上，将打磨、清理以及烘干等多个程序进行简化。这样的汽车涂装方式能够有效降低涂装工艺成本，减少空间占有量，并有效增强汽车涂装技术的生产质量以及生产效率，降低能源消耗。除此之外，三涂一烘工艺在应用过程中使用高韧性聚酯树脂、丙烯酸树脂，通过合理调节树脂结构、溶剂等固化效率，提升“湿碰湿”工艺的汽车涂装性能，提升触变性以及黏度。在该工艺的发展优化过程中涉及高固体分中涂、色漆、清漆等内容，能够有效提升汽车涂装效率，降低汽车涂装混溶性，降低挥发性有机物排放量。
4.面漆工艺
面漆工艺是汽车涂装技术工艺中最终应用的提料。汽车面漆工艺将直接影响汽车的装饰性和美观程度。目前，有三种类型的油漆饰面可以满足起初耐候性、耐腐蚀性以及汽车装饰外观要求，即：氨基烘漆、双组分脂肪族聚氨酯以及丙烯酸烘漆。进行汽车涂装技术工艺，在不添加染料的情况下进行汽车表层涂装，会选择清漆、罩光漆，如果需要添加颜料或是金属粉，则会选择静电喷涂工艺。随着环境要求的变化，汽车面漆涂料在涂料阵发性要求下逐渐创新、优化，从以往的有机溶剂型涂料逐渐转变为水性涂料、固体分涂料以及粉末涂料。在汽车面漆涂料发展过程中，水性涂料可以将水作为载体，改变传统涂料中易蒸发、易燃易爆的弊端，降低对人们身体健康带来的危害，拒绝使用芳香剂，降低对生态环境产生的负面影响。高固体分涂料实际上是在传统成膜物质材料的基础上，降低涂料分子质量以及黏合度，提升涂料的溶解性，结合交联反应来改善涂料膜的形成过程，将固体分提升到60%以上。近年来，高固体分涂料使用逐渐增加，发展速度也逐渐加快。
随着汽车经济的快速发展，汽车行业的竞争日趋激烈。汽车绿色涂装技术的应用能够增强企业竞争力，促进汽车涂装技术快速发展。目前，汽车绿色涂装技术主要通过预热回收再利用技术、预烘干设备节能减排技术以及空调回风再利用工艺技术来提升资源利用率，合理控制挥发性有机化合物的排放量。
（一）预热回收再利用技术
在汽车涂装技术车间内，各种烟气排放中温度一般在180℃到200℃，在二次电泳以及中涂面喷涂环节中，烘干炉的温度将逐渐升高，大量烟雾不断排出，热量也随之流失。不仅如此，在汽车涂装前处理阶段又将吸收大量热量，导致槽内热度逐渐升高。预热回收再利用技术可以将这些热量适当运用在涂装前汽车表面清理阶段，以此来节约能源，避免热量大量排出，实现热量回收再利用。
（二）预烘干设备节能减排技术
在汽车涂装技术车间内，可以通过控制干湿度的方式来控制烘干环节中能源的消耗，进而达到节约能源的目的。事实上，如果外界空气进入烘干室内，外界空气湿度将影响烘干室的温度。在烘干过程中，外界空气进入烘干室，将影响烘干室升温时间，导致升温时间延长，这不仅对汽车车身的维护与保养带来不利影响，而且会增加能耗。较低维度强力冷旋风可以解决这个问题，因此在注入新风时，直接注入强冷循环风，从而有效地节约能源。
（三）空调回风再利用工艺技术
汽车喷涂作为汽车涂装技术的重要组成部分，对汽车涂装工艺生产质量有很大的影响。相关调查数据显示，在整个汽车涂装生产中汽车喷涂环节的能源消耗占总耗能的70%到85%。因此，控制汽车喷涂过程中的资源消耗，对节约能源、减少汽车涂装中挥发性有机化合物排放尤为重要。现阶段，汽车喷涂部门可以选择缩短喷涂室的长度和宽度，开发和引进各项先进技术，顺应时代发展潮流。汽车喷涂室在春天和夏天是，空气温度与空气湿度基本相同，空调回风再利用工艺技术能够将喷涂室内的空气进一步净化、除尘，在空气净化后通过后续调整，有效匹配喷涂室内的温度和湿度。
涂装设备节能性对于汽车绿色涂装技术应用效果具有直接性的影响。1992 年的世界环境和发展大会以“可持续发展”为指导方针，正式提出了可持续发展战略。自此，各项新型节能技术层出不穷，节能技术水平也不断提升，各种节能措施应用于汽车涂装设备节能改造中，能够有效提升汽车涂装工艺的经济效益与生态效益。
（一）烘干设备
烘干设备是汽车涂装车间中比较常用的一种机械设备，是高质量涂装过程中的重要因素。由于整个汽车涂装系统中，烘干设备的能耗都较高，为了能够发挥绿色涂装技术的应用效果，更好地节约能源、降低能源消耗，应加强烘干设备改造工作。烘干设备的改造期间，可以在有机废气处理过程中使用活性炭，也可以直接进行废气燃烧处理。直接燃烧法目前广泛应用于汽车涂装生产中废弃处理工作，在燃煤设备中将有机废气进行加热，以确保有机废弃完全燃烧，在节约能源的基础上实现热能量的交换过程中，同时借助于蓄热设备进行热量回收。利用蓄热热力焚化炉，能够使废弃物进行充分燃烧，在焚化炉内集中进行废弃物燃烧。目前，许多汽车制造企业涂装车间将车间内产生的废气未经处理直接排放，对周边环境产生严重的负面影响，同时导致大量的热能浪费。废气燃烧产生的热量可以通过搪瓷发热体进行收集，经过必要的加工处理后再次利用。
利用废弃燃烧回收热炉，可以将废物中回收热量的气体转移到预热器中进行热量交换，废气经过加热释放出热量，通过废气燃烧回收热炉对燃烧产生的热量回收后加热新鲜空气，降低废气排出时的温度，直到将废气温度降到240℃以下为止。废气燃烧回收热炉能够为汽车涂装生产车间提供有效的热能，并进行有机废气处理，能够有效处理涂装车间废气，同时向其他车间提供热能量，以达到节能减排的目的，因此节省了大量的投资资金。从设备本身来看，该设备能够有效收集自身产生的热量，为其他设备功能，从而达到环保节能的目的。并且可以在设备运行过程中进行设备利用和控制管理。为了达到使用热能高效利用的目标，还可以选择多级热量回收的方式，少量的资金投入就可以实现，维护成本小，效果更好。
（二）空调节能设备
从汽车涂装生产车间总能耗来看，空调系统占整个涂装工艺总能耗的1/3，因此改进空调设备，提升空调设备的节能性是保证绿色涂装技术应用效果的有效措施。选择缩小涂装车间的空间，通过循环利用的方式提升空调运行效果，将空调热泵技术应用其中。合理控制汽车涂装车间温度和湿度，从而提高汽车装饰性能的整体质量，保证绿色涂装技术生产质量以及应用效果。以汽车涂装生产车间能源消耗情况来看，空调设备送风系统能量消耗比较大，相关技术人员可以利用以下措施来控制空调设备能源消耗。首先，确保空调设备送风界面合理性，科学控制送风界面。将挂壁式机器人应用到汽车涂装生产中，发挥挂壁式机器人灵活性与喷涂柔性优势，能够有效节约汽车喷涂面积；
其次，合理设计空调系统，确保空调设备送风科学性。根据汽车涂装工艺的生产要求，合理划分涂装工艺，确保风能在汽车涂装生产车间内部合理化循环利用，特别是在涂装水性涂料环节，可以先将废气物化，然后再排放，以此来降低挥发性有机气体的排放量。在各种节能措施合理化改造利用下，提高汽车涂装环保性，减少废气排放，可尽可能降低废气排放时挥发性气体的含量。
（一）数字化管理
随着新能源的使用，在绿色环保的前提下，汽车工业产业发展也就提出了更高的要求，在信息化技术的发展下，汽车涂装工艺融合了信息化技术，科学设计汽车涂装工艺，在提高汽车涂装效果的前提下全面满足汽车涂装技术数字化管理发展要求。在产品数字仿真指导下，优化资金流以及汽车涂装技术流程，从而实现汽车涂装工艺数字化管理。
（二）智能化系统
在汽车机械技术发展带动下，汽车涂装技术发展速度不断加快，在汽车涂装过程中运用智能化系统能够有效解决汽车涂装技术中面临的各种问题。将智能化系统与模糊控制技术等多种先进技术有机融合，使汽车涂装智能化系统具有更强的适应性，增强智能化系统使用过程中的友好性。近年来，电子技术不断应用于汽车行业，汽车车载信息系统和网络技术使汽车改革速度加快，汽车行业呈现出多元化发展趋势，逐渐向网络技术和一体化方向发展。
（三）虚拟化设计
虚拟汽车设计是实现汽车制造生产中虚拟转配以及虚拟化加工的过程，利用计算机技术在虚拟化空间中模拟汽车整个涂装生产过程，及时发现其中存在的问题，并有效处理问题，降低汽车涂装生产成本，缩短汽车生产周期，提高汽车制造企业市场竞争力。
社会在发展，科技在进步，在科技发展推动下我国工业产业进步飞快。在汽车工业制造领域，汽车涂装技术水平的提升将有效提高汽车性能。近年来，人们对于汽车产品的需求越来越高，在实际的汽车涂装生产过程中，我们要重视各项先进技术的引入，坚持节能环保的生产原则，积极发展绿色涂装技术，通过优化汽车涂装材料，创新汽车涂装工艺来提升汽车涂装设备生产效率，以满足汽车工业可持续发展需要。未来的汽车涂装技术将在保证汽车涂膜的耐腐蚀性、抗石击性以及装饰性的基础上，朝着环保、节能的方向继续发展，为汽车行业的发展提供强大的动力。
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