VW2010标准化油漆车间特点浅析

作者:周 杰 曹 轶 魏由洋 文章来源:上海大众汽车有限公司 发布时间:2014-10-15
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VW2010油漆工艺是德国大众与涂料供应商合作开发的新型水性漆喷涂工艺。基于此工艺,德国大众在世界范围内推广建造标准化的油漆车间。本文结合上海大众的标准化油漆车间对该工艺及其设备特点进行介绍。

VW2010油漆工艺(简称“2010工艺”)是德国大众与Dupont、BASF两大汽车涂料生产巨头合作开发的新型水性漆喷涂工艺。相比于传统涂装工艺,2010工艺具有以下几点优势:取消中涂工艺,大大节约了能源;采用水性漆替代溶剂型漆,更加绿色环保,挥发性有机化合物(VOC)排放小于25g/m2,达到国际先进水平;根据新工艺特点设计的喷漆室及烘房可以降低约30%的能耗。

基于2010工艺,德国大众在世界范围内开始建造标准化的油漆车间,先在美国查塔努加市建造了首个试验性质的油漆车间后,在中国陆续展开了2010工艺的广泛推广。目前,上海大众的南京、仪征和宁波的油漆车间都是以2010工艺标准建造并已投产,长沙油漆车间和安亭汽车二厂新油漆车间也正在以2010工艺标准进行建设。

在VW2010标准化油漆车间,使用了许多拥有世界领先技术的工艺和设备,它们在质量提升、绿色环保和节能降耗等方面发挥了重大的作用。本文对2010工艺标准化油漆车间内的典型工艺及设备特点进行了详细介绍。

典型工艺及设备

1. RoDip输送技术

为了追求完美的电泳品质,标准化油漆车间全部采用德国杜尔公司的RoDip技术(见图1)。这种先进的输送方式具有诸多优点:可以使车身在槽内进行360°翻转,充分翻转使槽液产生湍流效应,从而增加车身内腔的电泳膜厚,提高整车电泳膜厚的均匀性,改善防腐蚀性能;可以有效消除车顶和前后盖内残留的气泡,避免不可视位置的质量缺陷;可使槽体体积减小,既降低了设备投资费用和使用成本,又减少了化学品的使用量和废水处理量,满足了环保需要。

2. PVC内腔喷涂机器人及喷涂摄像系统

内腔PVC的密封对于车身缝隙的防腐至关重要。为此,上海大众采用世界领先、国内一流的内腔PVC机器人喷涂技术(见图2),以保证密封质量的稳定性,从而大幅减少了质量缺陷。为了保证密封位置的精确性,上海大众还采用VMT喷涂摄像系统(见图3),对车身缝隙位置进行检测,一旦位置出现偏差,VMT就会把偏差值反馈给机器人来修正喷涂轨迹,从而确保每条缝隙的PVC密封质量。

3. 激光焊检测机器人

激光焊接是大众车型的优势工艺,上海大众的车身也采用了激光焊接工艺。这种技术可以提供更为可靠的车身刚性,但在激光焊过程中有可能产生气孔、空洞等缺陷,虽然不影响车身刚性,但在油漆过后这种缺陷会更加明显,影响防腐蚀性能。上海大众应用行业内的先进技术,以完善对细节的追求。在经过电泳后,用一台激光焊检测机器人检测激光焊缺陷(见图4),该机器人带有激光检测仪,可以发现微米级的激光焊缝缺陷。每一台车的检测信息都可以在显示屏上看到,当发现大于1mm的缺陷时将返回车身车间进行返工,小于1mm的缺陷则通过PVC来修补。

4. 全车身机器人喷涂技术

上海大众发展至今,经历了不断变革的喷涂技术,最早采用手工喷涂技术,耗时耗力、上漆效率低且喷涂节拍慢,而且喷涂质量非常不稳定。1996年,上海大众在国内率先引入了第一台高转速静电旋杯(ESTA)喷涂机(见图5),这种喷涂技术使喷涂效率和喷涂节拍都有所提高,但由于受设备运动的限制,不能完全依照车身外表的形状进行仿形,因此遗留的喷涂缺陷仍然需要依靠人工来修补。而且这种技术只能应用在车身外表面,车身内腔仍然采用人工喷涂方式。2007年在汽车二厂,上海大众第一次采用了机器人喷涂车身外表面(见图6),由于这种喷涂机器人采用了多轴运动结构,能够根据车身的形状进行仿形喷涂,因此上漆效率高、喷涂节拍快,并且喷涂质量也大幅提高。

到了2010年,上海大众陆续在后续的2010标准化油漆车间中采用全车身机器人喷涂,即外表和内腔均采用机器人喷涂(见图7),成为国内汽车行业中最先采用该技术的企业之一。全车身机器人喷涂采用国际领先的EcoBell2技术,喷涂的扇面可以根据车身复杂的形状进行自动调节,减少喷涂过程中产生的质量缺陷。目前,国内大部分汽车生产企业为节约成本,仍然采用外表面机器人喷涂加内腔人工喷涂的方式,因此内腔的油漆质量十分不稳定。

5. 湿膜厚度检测机器人

油漆膜厚是衡量油漆质量的重要指标,表面质量要保证其耐候性、耐污染性、抗划伤性和耐酸雨性等要求,因此均匀的油漆膜厚至关重要。在上海大众标准化油漆车间,应用了机器人在线监测漆膜膜厚的技术(见图8)。该机器人能够在90s内自动对每台油漆车身上50个点的湿膜厚度进行检测,确保膜厚的均匀性和厚度要求,整车外表面膜厚偏差小于10mm,可以为用户提供质量稳定、可靠的油漆车身。

6. 干式漆雾吸收系统

干式漆雾吸收系统采用了德国杜尔公司的最新设计。针对喷漆过程中的过量喷涂现象,通过在喷漆室外安装风机,使整个喷漆室产生微风沉降,将漆雾沉降到喷漆室底部。以往的传统工艺是在喷漆室底部利用循环水对漆雾进行收集,加大量的化学药剂使漆雾集结成漆渣,再对漆渣进行收集处理。沉降到底部的风带有一定的温度与湿度,但在传统工艺中就被排放掉了,喷漆室需再吸收外面的新风,并重新加热加湿后再送往喷漆室。在2010标准化油漆车间,采用了干式漆雾吸收系统(见图9),在喷漆室底部利用石灰石吸收过喷的漆雾,沉降风经过过滤后可以再回到喷漆室进行循环利用。这样大约有80%的空气可以不必再进行加热直接回用,只需20%的新风补充就可以满足生产需要。这种新设备可以节约60%的能源消耗。同时,对废漆的处理不再使用化学药剂,吸附有漆雾的石灰石可以被建材行业再利用,不产生有害废弃物,真正做到了“清洁造车”。

结语

上海大众2010标准化油漆车间秉承德国品质的“大众DNA”,具有精致靓丽、经久耐用、严谨细致和清洁造车等特点,处于世界领先、国内一流的地位。虽然取消了中涂工艺,但2010工艺与传统工艺相比,在预防紫外线穿透以及耐候性、耐腐蚀和耐石击等方面性能相当,符合德国大众质量规范。此外,2010标准化油漆车间还有许多世界领先的环保节能设备,如直通式烘房的设计,烘烤温度更低,大幅节约了能源。烘烤所产生的废气都将经过焚烧炉700℃的焚烧后才进行排放,有害物质浓度仅为国标的十分之一,处于世界领先水平。

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