0 引言
汽车涂层的主要作用是防护性和装饰性，而清漆层是实现防护性和装饰性的最重要的涂层，其对整体涂层的耐候性和鲜映性、丰满度等外观指标至关重要。一般清漆层越厚其外观效果越好，但不同型号的清漆，其膜厚对外观效果的影响程度存在一定差异。
在清漆材料的开发中，用试验手段选择最佳性价比的清漆产品，根据产品设计的要求确定清漆最佳的膜厚工艺控制范围，做到最优化涂层设计中国机械网okmao.com。
1 原理
按汽车涂装整体涂层制备试验样板，排除清漆厚度外的其他外观影响因素，即试验过程中烘烤位置及时间、底材（中涂之前）、流平时间、涂料温度、喷漆室温湿度、风速等均采用固定值。制备清漆的梯度膜厚试验样板，将清漆在经前处理、电泳、中涂、喷涂色漆的试板上喷成厚度按从薄到厚的规律均匀递增的区域，要求清漆层的最高和最低厚度超过其实际的应用厚度范围（20 ～ 60 μm）。用橘皮仪测试不同清漆膜厚区域的外观数据，并绘制厚度-外观曲线图，分析每种型号漆膜的厚度对外观影响及不同型号清漆间的对比。
2 试验部分
2.1 仪器和材料
自动喷涂设备或手工喷枪：口径0.8 ～ 1.2 mm；钢板：尺寸297 mm × 420 mm × 0.7/0.8 mm 的车身外板用钢板；膜厚仪；橘皮仪：BYK-4816；高温纸胶带（用于遮蔽）；鼓风干燥箱；喷漆室（温湿度可调）；A、B、C、D、E 5 个型号的清漆及与其配套的水性黑色金属漆。
2.2 样板制备
2.2.1 电泳板
将铁板挂在车身上随线进行前处理电泳并烘干后，按图1 所示用高温胶带将试板的一侧的A、B、C 区域进行遮蔽。
2.2.2 中涂板
将喷漆室环境调整到温度（23±2）℃、湿度（65±5）%，5 块板放到喷涂架上，统一喷涂同一型号的水性中涂漆，然后水平放置在80 ℃鼓风干燥箱内进行水分热闪干6 min，然后在150 ℃下烤干25 min，保证漆膜厚度为（40±5）μm，为保证底材一致性，用800# 水砂纸对中涂漆膜湿打磨至无光泽，擦净后取下A 区的遮蔽胶带备用。
2.2.3 色漆喷涂
将5 块板分别喷涂与清漆配套使用的水性黑色金属漆，膜厚统一控制在12 ～ 15 μm，然后水平放置在80 ℃鼓风干燥箱内进行水分热闪干6 min，然后冷却后取下B 区的遮蔽胶带备用。
2.2.4 清漆喷涂
1）将测试样板垂直放置，采用喷枪在温度（23±2）℃、相对湿度（60±10）%的环境下进行喷涂；
2）将5 种清漆样品按温黏曲线稀释至最佳喷涂黏度，调好枪压、喷幅、枪速和气体流量、油漆流量、枪物距，确认喷涂的雾化状态；
3）喷涂过程采用梯度喷涂从上部开始，垂直地喷涂清漆，每喷涂1 遍向下错开1 个区域，以便获得从小到大均匀增加的呈梯度分布的清漆涂层, 要求每50mm 左右为1 个梯度，相邻2 个区域厚度差应控制在5μm 左右。第1 道全喷，第2 道喷3/4，第3 道喷1/2，第四道喷1/4；
4）如果膜厚高的部位还达不到预定厚度，可再根据情况调整喷涂参数全喷1 遍，直至达到要求；
5）喷涂完成后，在水平且无灰尘的状态下闪干8min，然后水平放置在150 ℃烘箱内中烘干25 min，冷却后取下C 区域的遮蔽胶带。
2.2.5 膜厚测定和质量确认
1）从清漆厚度从小到大的方向（见图1）每隔50mm 左右用测厚仪测量试板的A、B、C 区域厚度并记录厚度，色漆膜厚=A 区域膜厚－B 区域膜厚，清漆膜厚=B 区域膜厚－C 区域膜厚；
2）根据计算结果确认试板的色漆厚度是否相对均匀，清漆层膜厚区间应在20 ～ 60 μm，同时膜厚应呈梯度均匀递增，否则试板作废，调整喷涂参数后重新制作试板。
2.2.6 外观橘皮测量
沿清漆膜厚递增方向找到每增加5 μm 左右的位置，并将清漆层厚度用记号笔记录在对应的D 区，然后用橘皮仪在每个记录位置沿水平方向（见图1）测量3 次，结果取平均值。
3 结果与讨论
目前国内外各汽车厂对车身漆膜外观评价方式是采用橘皮仪进行测量，一般以长波、短波、DOI、评价值（R）等标尺做为评价指标。
3.1 长波
长波（longwave）简写为L，表示的是1.2 ～ 12.0 mm间的波长，数值越小外观越好。从膜厚与长波的关系（见图2）分析，随着5 种型号的清漆层膜厚的增大，长波值减小，外观变好，总的趋势基本一致。清漆层膜厚对长波值的影响程度由大到小的顺序是D、E、B、A、C，其中B、A、C 3 个型号较为接近。性价比从优到差的顺序是C、A、B、E、D，其中B、A、C 3 个型号较为接近，性价比好的清漆能以较低的膜厚（涂料消耗量）得到较好的长波值，即清漆层膜厚对长波值的影响程度越小的清漆性价比越高。
3.2 短波
短波（shortwave）简写为S，表示的是0.3 ～ 1.2 mm间的波长，数值越小外观越好。从膜厚与短波的关系（见图3）分析，除D 外，其他型号的清漆层膜厚增大，短波值减小不太明显。清漆层膜厚对短波值的影响程度由大到小的顺序是D、E、B、C、A，其中E、B、C、A 并未像长波一样随清漆层膜厚增大而减小，也从一个侧面反映了对短波影响程度最大的是底材及底色漆，而非清漆。性价比从优到差的顺序是A、C、D、B、E。
3.3 鲜映性
鲜映性简写为DOI，从47（差）到96（好）表示的是成像清晰度。从膜厚与鲜映性的关系（见图4）分析，除E 和B 的局部外，随着清漆层膜厚增大，鲜映性增大，外观变好，总的趋势比较一致。清漆层膜厚对鲜映性的影响程度由大到小的顺序是C、D、E、B、A，其中B、A、C 3 个型号较为接近。性价比从优到差的顺序是A、B、E、D、C，性价比好的清漆能以较低的膜厚（涂料消耗量）得到较高的鲜映性，即清漆层膜厚对鲜映性的影响程度越小的清漆性价比越高。
3.4 评价值
评价值（rating）简写为R，表示外观的评价等级从3（差）到10.5（好）各级别。从膜厚与评价值的关系（见图5）分析，随着5 种清漆层膜厚增大，评价值增大，外观变好，总的趋势基本一致。清漆层膜厚对评价值的影响程度由大到小的顺序是D、E、B、A、C，其中B、A、C 3个型号较为接近。性价比上从优到差的顺序是C、A、B、E、D，其中B、A、C 3 个型号较为接近，性价比好的
型号清漆能以较低的膜厚（涂料消耗量）得到较高的评价值，即清漆层膜厚对评价值的影响程度越小的清漆性价比越高。
3.5 试验结论
综上所述，清漆层厚度对于漆膜外观影响是清漆层膜厚越大外观越好，在总体外观数据差别不大的前提下，清漆层膜厚对外观的影响程度越小的清漆性价比越高。
4 结语
产品质量是设计出来的，成本也是设计出来的，涂装成本控制也应从产品设计阶段着手，即从涂层设计、材料选择上予以考虑。本文从清漆涂层对整车涂层外观影响的角度对如何选择最佳性价比的清漆及确定清漆层的最小喷涂厚度（需结合耐候性对膜厚的需求）的试验方法进行了初步探讨，该方法的使用，可有效地控制清漆的使用成本，具有明显的经济效益。
清漆膜厚与漆膜外观之间关系的试验研究及探讨
边春利1，贾金辉2
（1.济南吉利汽车有限公司涂装厂，济南250109；2.长城汽车股份有限公司，河北保定071000）