杨学岩， 单国华
（ 一汽轿车股份有限公司，长春 130012）
摘要：主要介绍了汽车涂料三涂层珠光漆生产调试过程中出现的色差问题，并简要分析了问题产生的原因及其解决办法。三涂层珠光漆的调试和生产是一个复杂的过程，需要从人、机、料、法、环等多方面进行控制和管理，才能确保三涂层珠光漆色差等漆膜性能的稳定。
关键词：汽车涂料； 三涂层珠光漆； 色差
0 引言
随着汽车工业的发展，汽车性能逐渐提高，车身颜色的种类也逐渐增多，人们对汽车面漆的装饰性要求越来越高。近年来，使用珠光漆的汽车越来越多，珠光漆中含有珍珠云母颜料，具有珍珠般的光泽，给人一种炫彩夺目的感觉。
由于珠光漆的种类较多，不同厂家施工方法也有所不同，本文主要探讨我公司三涂层珠光漆生产调试过程中的色差问题及解决方法。
1 珠光漆及色差
1.1 珠光漆
珠光漆，又叫云母漆，是目前流行的一种汽车面漆。珠光漆一般为双涂层结构，双涂层珠光漆指其面漆是两层结构：珠光漆层和清漆层。
三涂层珠光漆指其面漆是三层结构：底色漆层（本色漆）、珠光漆层和清漆层。珠光层中含有珍珠云母颜料，具有像珍珠般的光泽感。由于珍珠是半透明或透明的，光线可到达底色漆层，所以三涂层珠光漆的颜色是珍珠云母与底色漆层所反射的颜色的混合，深受人们喜爱。
1.2 色差
色差指所测颜色与该颜色标准色或已作要求颜色之间的差异。具体从汽车车身涂膜色差可以分为：同一车身不同部位的色差、不同车身之间的色差、车身与塑料件之间的色差等。
2 三涂层珠光漆生产工艺及难度分析
三涂层珠光漆生产工艺较复杂，色差等各项漆膜性能控制难度大，本节以我公司现生产珠光漆为例，简要介绍其生产工艺及生产难度。
2.1 珠光漆的生产工艺
不同厂家，珠光漆的生产工艺有所不同，我公司现生产的珠光漆主要分为双涂层和三涂层2种。
2.1.1 双涂层珠光漆的生产工艺
双涂层珠光漆层为两站式喷涂，一站为高速旋杯静电雾化喷涂，二站利用静电模拟空气雾化喷涂，两站喷涂同种珠光漆。双涂层珠光漆的调试及生产相对容易，因为两站喷涂的是同种油漆，同种油漆之间相互作用小，两站喷涂的涂层之间影响因素更少，油漆材料（黏度、干湿度等）和工艺参数配置（喷涂流量、成形空气、电压、旋杯转速）等调整相对简单，只需要考虑一种油漆。
2.1.2 三涂层珠光漆的生产工艺
通常三涂层珠光漆的生产为多站式喷涂，但由于设备的限制，我们这里讨论的三涂层喷涂只能采用两站式喷涂。三涂层珠光漆采用两站喷涂，但油漆材料不同，一站喷涂底色漆（本色漆），不含珠光粉；二站喷涂珠光漆，珠光粉含量高。一站膜厚较大，二站膜厚较小，且需要控制两站的膜厚比例适当，一站膜厚为二站的3 ~ 4倍，且底色漆层完成喷涂后，必须有适当的干燥时间。因此，三涂层珠光漆生产难度较大。
2.2 三涂层珠光漆色差控制难度分析
三涂层珠光漆膜厚不易控制，且珠光漆涂层膜厚比较薄，容易受喷涂设备、油漆材料、喷涂环境等因素影响，受到干扰后色差变化明显。
2.2.1 喷涂设备稳定性要求高
为了保证色差，两站膜厚控制非常严格，这就要求机器人的出漆流量、电压、成形空气、转速等影响膜厚的参数非常精确，因此，三涂层珠光漆的施工对喷涂设备稳定性的要求较高。
2.2.2 油漆材料要求严格
漆膜过湿会产生咬合和回溶现象，造成色差值超差；漆膜过干，会造成鲜映性差。因此，必须保证油漆材料本身满足喷涂要求，才能保证色差的稳定性。
2.2.3 喷涂环境清洁度要求高
由于珠光漆涂层较薄，车身颗粒、纤维毛等容易打磨露底，且修补困难，容易导致修补位置与周围车身颜色不一致，导致色差目视不合格，因此，喷涂环境必须有较高的清洁度。
3 三涂层珠光漆工艺调试
三涂层珠光漆工艺调试主要经过以下几个阶段：输漆系统清洗、各个涂层漆膜厚度调试、车身色差调试、车身与保险杠色差匹配等。
3.1 输漆系统清洗
输漆系统清洗效果的好坏直接影响车身漆膜质量，影响整车色差。为了保证清洗效果，对珠光漆输漆系统先后进行两次溶剂清洗、一次树脂液清洗。对清洗效果进行确认，确保过滤袋内无漆皮等杂质，喷板试验无缩孔，确认输漆系统压力、泵频等主要参数合格后进行油漆投罐。由于珍珠云母颜料密度大，沉淀很快，用稀释剂稀释后，这种倾向变得更明显。因此，在喷涂前，必须保证珠光漆在输漆系统内的充分搅拌和循环。
3.2 各个涂层漆膜厚度调试
膜厚是色差的基础，膜厚达到控制要求可以减少色差的发生。利用现生产车身资源，通过贴板调试，测量层间膜厚，优化喷涂参数。经过调试，底色漆层、珠光漆层、清漆层整车膜厚满足要求。
3.3 车身色差调试
在稳定层间膜厚的基础上，进行现场车身的喷涂，对现场车身色差分析，制定色差控制标准。
由于三涂层珠光漆色差控制难度大，故较现生产双涂层珠光漆色差控制标准更为严格。目前制定的三涂层珠光漆色差标准从25°、45°、75° 3个角度的ΔL、Δa、Δb 对其色差进行工艺控制。而双涂层珠光漆的色差控制只有一个角度的ΔL、Δa、Δb值。
4 三涂层珠光漆生产环节控制
为了降低生产难度，减少生产过程中的漆膜问题，根据三涂层珠光漆的生产工艺并结合现场实际喷涂情况，制定如下工艺管理措施，以便在生产环节对车身色差等漆膜性能进行控制。
4.1 定期点检喷涂机器人
由于两站之间的膜厚比例控制严格，因此对机器人的喷涂稳定性要求高。这就需要定期点检机器人喷涂流量、转速、高压、成形空气等参数，及时记录，及时维修，一般检测频次为1次/周。
4.2 定期查看油漆参数
底色漆和珠光漆两种油漆的特性（黏度、干湿度等）对车身色差、光泽等影响较大，因此需要每天定时测量油漆黏度等参数，一般为2 h 1次；一站和二站喷涂完成后，分别查看漆膜干湿程度，一般为4 h 1次，根据干湿度不同，补加不同比例的助剂。
4.3 严格控制喷涂环境
喷涂环境的温度和湿度会影响漆膜性能，稳定的温度和湿度才能保证良好的漆膜性能；环境的清洁度差，会导致车身颗粒多，返修率高。因此，需要定期点检喷漆室清洁度，严格控制车间清洁度，喷漆室不能出现直径大于5 μm的灰尘。
4.4 漆膜性能检测
针对三涂层珠光漆车身，检测每台三涂层珠光漆车身的膜厚、色差、橘皮等漆膜性能，做好数据记录，当出现明显变化时，及时找出原因，解决问题，防止出现批量问题。
4.5 定期进行车身与保险杠匹配
车身与保险杠色差数据必须在色差控制要求范围内，且满足二者色差匹配目视可接受。
5 三涂层珠光漆的色差问题及解决办法
我公司涂装色漆工艺采用两站式喷涂，一站（6台机器人）静电旋杯雾化喷涂，二站（4台机器人）利用静电旋杯模拟空气雾化喷涂，既能提高油漆利用率，又能满足漆膜外观质量要求。三涂层珠光漆，一站喷涂底色漆（本色漆），二站喷涂珠光漆，即在底色漆上覆盖一层珠光漆。因此，三涂层珠光漆喷涂工艺的不同直接导致其色差控制难度大。
5.1 设备问题导致的色差
设备稳定性是色差等各项漆膜性能的基础，本节就调试过程中出现的影响车身色差的设备问题进行简要分析。
5.1.1 机器人成形空气问题
问题描述：色差调试过程中，右侧车身所有部位小角度b值负向超差。现场观察，发现喷涂右侧车身的机器人，喷涂扇面忽大忽小，非常不稳定，且该机器人喷涂其他颜色时无此问题。
解决办法：经过分析，发现控制珠光漆喷涂的成形空气管接头松动，成形空气忽大忽小，导致色差问题。重新连接成形空气管，问题得到解决。
5.1.2 机器人清洗程序问题
问题描述：车身前盖混色，目视效果明显。前面为紫色车身时，珠光漆车身前盖目视发紫；前面为黑色车身时，珠光漆车身前盖目视发黑。
机器人有两组换色块，深颜色喷涂后，打开1#换色块控制阀进行管路清洗；浅颜色喷涂后，打开2#换色块控制阀进行管路清洗；换色过程中，机器人换色块控制阀打开错误，深颜色喷涂后，没有执行1#换色块管路清洗，导致管路残留深颜色油漆，珠光漆车身跟在深颜色车身后喷涂发生混色。
解决办法：更改清洗程序，机器人混色导致的色差问题消除。
5.1.3 珠光漆喷涂顺序问题
问题描述：珠光漆车身跟在红色车身后喷涂时，珠光漆车身前盖色差超差，目视发红，且珠光漆车身跟在其他颜色后面喷涂时未发生混色。通过更换机器人的换色块微阀，效果不明显；检查清洗程序无问题；在生产节拍允许的范围内，增加机器人的换色清洗时间，混色现象有所减轻，但仍未消除。红色油漆不易清洗，在管路内容易残留，导致混色。
解决办法：通过生产排产及面漆前编组，要求珠光漆车身不能排在红色车身后喷涂。
5.1.4 机器人油漆控制阀问题
问题描述：色差检测发现，所有珠光漆车身右前翼子板三个角度的色差超差；分析发现，前面为黑色车身时，珠光漆车身右前翼子板L值、a值负向超差，且目视发黑；前面为蓝色车身时，珠光漆车身右前翼子板a值、b值负向超差，详见表1 ~ 2。
解决办法：经过检查，发现机器人油漆排放阀泄漏，更换排放阀后，混色现象消失，色差合格。
5.2 喷涂参数问题
颜色调试表明，当底色漆层膜厚过低时，车身颜色目视偏蓝；当底色漆层膜厚过高时，车身颜色目视偏黄。此外，底色漆涂层主要影响大角度色差值，珠光漆涂层对小角度色差值影响较大。
问题描述：颜色调试初期，由于左侧机器人珠光漆喷涂流量较大，导致左侧车身部位目视颜色偏黄，尤其是左前翼子板，影响保险杠与车身的匹配。
解决办法：将左侧机器人的喷涂流量降低10%，色差合格。
珠光漆层愈厚，则珠光漆层的颜色就变得更亮，因为有较多的珍珠云母颜料反射可见光的缘故，此时车身颜色目视偏黄。珠光漆层愈薄时，则颜色层的颜色就变得更强，此时车身颜色目视偏蓝。
双涂层珠光漆调试过程中，则不存在此类问题，因为两站喷涂同种油漆，只需满足一站和二站喷涂的膜厚比例，达到该颜色遮盖所需的最小膜厚即可满足色差要求。
5.3 油漆材料问题
油漆颜料的成分、含量、粒径大小对色差会有一定的影响。着色颜料主要决定油漆的色相，效应颜料的粒径大小和含量多少主要影响油漆明度。效应颜料含量越高、粒径越大，油漆的明度越高，反之则明度越低。在油漆颜料一定的情况下，油漆的黏度、助剂含量也会对色差产生较大影响。
5.3.1 油漆黏度
问题描述：调试初期，底色漆黏度控制在（22.8±0.5） s（25 ℃），珠光漆黏度控制在（20.1±0.5） s，喷涂车身后，整车b值正向超差较多，且返修车超差严重。通过调整一站和二站的膜厚比例，效果不明显，色差值仍然不合格；调整底色漆黏度，色差变化不明显，且车身出现失光现象。
解决办法：在其他参数不变的情况下，通过逐步调整珠光漆油漆黏度，将油漆黏度由（22.5±0.5） s（25 ℃）降低到（20.1±0.5） s，最终整车色差值合格，返修车色差数据可以接受。
双涂层珠光漆调试过程中，整车色差不合格时，一般通过调整油漆黏度或补加色浆等方式，即可满足色差要求；而三涂层珠光漆色差的影响因素较多，需要从不同角度进行分析，多个方面进行现场调试和验证，才能满足色差等漆膜性能要求。
5.3.2 干湿度
问题描述：夏季高温条件下，为了降低油漆中溶剂的挥发速度，保证车身漆膜质量，油漆中需要加入慢干助剂。根据油漆材料及喷漆室温度不同，慢干助剂加入量不同；底色漆油漆中加入2.0%的慢干助剂，珠光漆油漆中加入4.0%慢干助剂。加入助剂后，色差值b值整车负向超差。
解决办法：调整助剂加入量，将底色漆油漆中助剂加入量降低为1.0%，珠光漆油漆中助剂加入量降低为2.0%，车身色差恢复正常。
高温条件下，现生产双涂层珠光漆慢干助剂加入量一般为4.0%，可以保证车身漆膜质量，满足生产要求；三涂层珠光漆调试过程中，由于对底色漆层和珠光漆层之间存在相互作用考虑不足，导致慢干助剂加入过量，影响整车色差。因此，需要调试人员逐渐积累现场调试经验，掌握三涂层珠光漆色差等漆膜性能的影响因素，才能及时准确地做出判断，有效控制其色差。
6 车身与保险杠的色差匹配
随着人们对汽车外观装饰性能要求的逐步提高，不但要求车身外饰件与车身金属件一样，都要进行涂装，而且要求塑料外饰件的涂膜颜色与车身金属件的涂膜颜色一致，目视不能出现色差，以保持车身整体外观的协调美观。
由于塑料和金属材料在物化性能上有着很大的差异，因此，塑料件和车身钣金件的涂装在工艺、涂装材料等方面有较大的不同。车身采用机器人自动喷涂，而保险杠采用空气喷涂；车身用油漆是高温烘烤（一般为140 ~ 150 ℃，30 min），而保险杠油漆是低温烘烤（一般为80 ℃，30 min）。
6.1 色差匹配要求
整车色差调试合格，进行保险杠与车身的色差匹配，要求两者色差数据接近，目视效果可接受。
6.2 色差匹配结果
保险杠色差数据不合格，且目视效果发蓝，与车身匹配不可接受。
在技术人员的指导下，保险杠厂家调整工艺，重新喷涂保险杠；最终，保险杠色差数据合格，且与珠光漆标准色板和车身对比，目视效果可接受，保险杠与车身的色差匹配合格。
色差的防治与管理密不可分，需每天对所有颜色的车身进行色差测量，并记录色差数据，存入色差数据管理系统，色差变化情况一目了然。只有长时间地跟踪色差的变化情况，及时调整各方面的影响因素，才能有效地减少色差，保证生产的顺利进行。
7 结语
三涂层珠光漆施工相对复杂，色差控制难度大。为保证三涂层珠光漆的稳定性，必须对油漆原材料进行严格的质量控制，不合格的油漆产品绝不允许流入生产线；为确保现场工艺参数的准确性，必须对喷涂设备进行定期点检、维护，定期备份工艺参数（生产稳定后尽量避免参数改动）；通过与油漆供应商、工艺人员及外协件技术人员合作，制定切实可操作的方案并加以完善，在流程制度等方面进行管理控制。总之，三涂层珠光漆的调试和生产是一个复杂的过程，需要从人、机、料、法、环等多方面进行控制和管理，才能确保三涂层珠光漆色差等漆膜性能的稳定。
（详情见《现代涂料与涂装》2015-01期）
