0 引言
高装饰性乘用车面漆漆膜一般要求外观平整光滑、丰满度好、光泽高、鲜映性高,视觉上能给人以光亮如镜的感觉,有“深度的透明感”和“陶瓷镜面效果”。
漆膜的外观一般包括颜色、雾影、光泽、鲜映性和桔皮,目前国内外各汽车整车厂多采用BYK-4186 桔皮仪对车身漆膜的桔皮和鲜映性行进行测量,对漆膜的外观进行评价,一般以长波、短波、DOI、R 等为评价指标。长波(Longwave)简写为L,表示的是1.2~12 mm 间的波长,数值越小外观越好中国机械网okmao.com。
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。鲜映性(Distinctness of Image)简写为 DOI,表示的是成像清晰度,数值越大外观越好。评价值(Rating)简写为R,多用于美国汽车厂,表示外观的评价等级,从1~10 各级别,数值越大外观越好。本文用L18(2×37)正交试验分别考察烘烤位置、吐出量、旋杯转速、成型空气、静电电压、中涂(不同型号)、流平时间、清漆(不同型号)等因素对面漆外观(长波、短波、DOI、R)的影响程度,并找出最优水平的参数组合。
1 试验方案
1.1 试验指标的确定
将短波、长波、鲜映性和评价值作为试验的4 个指标。其中漆膜的短波和长波测量值越小表明漆膜外观越好,在试验中是望小值;鲜映性和评价值的测量值越大表明漆膜外观越好,在试验中是望大值。
1.2 试验因子的确定
烘烤位置、吐出量、旋杯转速、成型空气压力、静电电压、中涂(不同型号)、流平时间、清漆(不同型号)作为试验的因子。
1.3 试验水平确定(表1)

注:表中的L、D、P、B 分别代表不同型号的产品 。
1.4 试验安排(表2)

2 试验过程及试验数据分析
2.1 实验过程
2.1.1 中涂试板的制作
将30块(每种型号中涂板各10块)400 mm×100 mm×0.8 mm 的车身外板用钢板试板,随涂装车间生产线进行前处理、电泳,随后挂于车身,采用机器人喷涂中涂漆,将试板烘干,测量其长短波(具体数据见表3)。此次试验共需18 块试板,其余的试板用于较优水平的验证、留样及试验失误情况的备用。

2.1.2 色漆喷涂
试验色漆用同一型号珠光黑金属漆,调整粘度为15 s(20℃,福特4# 杯),采用CSE-164-Z 自动往复涂装机BINKS喷枪喷涂2道,2道喷涂之间闪干时间为80 s,膜厚控制在15 μm 左右,喷涂清漆前均闪干6 min。
2.1.3 清漆喷涂
不同型号的清漆按最佳施工粘度(具体数据见表4)进行调漆,采用AUTOMAITON 机器人及65 mm 口径SAMES 的PPH607 旋杯喷涂1 道,除L18(2×37)正交试验表中的参数,其他施工参数按表5 进行设定,试验过程中均保持一致。

2.2 试验结果数据分析
试板烘干后每块板测量3 次数据,取算术平均值进行数据分析,具体分析结果见表6。


3 最终方案确定和再现性验证试验
3.1 验证试验
根据上述实验分析结果综合考虑,对漆膜外观的4 项指标影响因子主次确定以下2 组较优水平(表7),并进行再现验证试验,试验结果见表8。

3.2 试验结果分析
(1) 从表8 试验结果分析,2 组较优水平的再现验证试验均能达到较好的外观效果,说明正交试验分析的结果正确,达到预期效果。综合考虑各因素对漆膜外观的影响,最终确定最优水平:A1 水平烘烤、H2清漆(D)、B3 吐出量300 mL、F2 底材中涂(D)、C3 旋杯转速34 kr/min、G3 流平时间10 min、E2 静电电压65 kV、D2 成型空气18 NL/min。
(2) 影响面漆外观的主要因素中,清漆材料即清漆本身的流平性能对面漆外观影响最大,可见选用高性能的清漆对于面漆的外观至关重要;其次是旋杯的涂料吐出量,即清漆层的膜厚,在保证不流漆的前提下尽可能地提高清漆膜厚是提升面漆外观行之有效的方法;再次是底材(不同中涂)即中涂层的平整程度对于面漆外观的影响也相当重要。次要因素旋杯转速、清漆流平时间、静电电压,成型空气、烘烤位置均对面漆的外观影响不大。在车身漆膜外观的调整中可以根据影响因素的主次确定调整的方向,以使漆膜尽快达到最佳的外观状态。
(3) 从上述试验结果分析,对试验指标L 长波和R 值 、S 短波和DOI 值的影响因素和程度基本上一致,说明漆膜的长波主要影响R 值,短波主要影响DOI 值。
4 结语
正交试验是1 种多因素优选分析的试验方法,可广泛应用于解决问题、提高效率、提升品质、优化工艺的工作中,是一种高效率、快速、经济的实验设计方法,值得在工作实践中推广应用。