涂裝中常要求涂裝雙色,為獲得雙色涂裝效果而采用耐高溫袋罩可以節省涂裝材料。以下介紹這種方法:
雙色調涂裝的輕型汽車如體育用車在市場上非常盛行,但常使人們覺得太貴。這是因為它們常按傳統方法涂裝,費用高,增加了汽車生產成本。
1 傳統涂裝方法
要求雙色時,在涂裝車間里標準操作程序是:
( 1 )涂裝輔助色,烘烤;
( 2 )用聚丙烯材料遮蓋輔助色 區域;
( 3 )再將其通過噴涂室涂裝主色。
這種方法的缺點是成本高。光是涂裝,估計一輛小噸位或體育用車成本約 280 美元,還不包括勞務費及企業一般經費。所以,做雙色涂裝工作的標準程序,將是 280 美元的 2 倍,即 560 美元,且這些涂膜只有部分可以看到。
2 反向遮蔽工藝
3M 公司將技術路線改變為稱之“反向遮蔽工藝”的工藝。在此工藝中,汽車仍須通過噴漆室 2 次,但差別是只有一部分區域涂裝第二種顏色涂料。
汽車先涂裝主色,烘后用一 3/4 英寸寬的細線膠帶粘貼為顏色邊界線,然后,將車輛置于一巨型袋中,常為可卷起的塑料袋,但也有用紙質的。
如“ 7300 防靜電 OEM 涂裝修補袋及修補薄膜”,用軟 PP 膜制成,能經受烘烤循環到 310 ℉( 154 ℃) /1 h ,這種袋可根據要涂的車的尺寸定制。片狀也可用,最大寬度高達 89 英寸。
方法是:首先取一塊 6 英寸高溫遮蔽膜粘貼到車頂和車底部,讓約 1/4 英寸的細線膠帶在底部露出,這主要起過渡作用。然后將袋置于車頂上方, 2 個人分別于車的每一面將此袋放在車上。此袋由于其抗靜電性能而不起皺,而且用粘膠帶固定,當車在烘爐時,熱空氣循環不會使袋飄動。
一旦車輛裝袋及粘膠帶后,進入噴涂室噴第 2 種顏色,然后進入烘爐。要注意的是,任何過噴進到袋中粘到袋上,均會產生意外,即當車在烘爐時會有少量漆片落到剛涂過的表面。 3M 設計的遮蓋材料可防止這種現象發生。
3 應用前景
從成本觀點來看,好處相當直接,車上的第二種顏色漆的用量直接與面積有關,而不是完全涂第二遍,每個袋的價格是 4~6 美元,大大節省了成本。
除了用于 OEM 在線涂裝雙色外,最大好處是用于修補涂裝,通常整車必須重新涂裝;而更經濟的做法是,需修補的區域以外的區域,可用此類袋或板來遮擋。
某些戶外件對熱太敏感而不能經受烘烤,車輛不能卸下部件反送回到烘爐,而是如許多修補車間主所熟悉的進行局部修補涂裝。為保護這些不能耐熱的部件(如側護板、保險杠、輪胎、塑料輪),涂膜通過用 IR 燈照射固化。這樣的材料可以反射 70% 的熱可經受 340 ℉( 171 ℃)紅外達 1h 。
涂裝高技術“武器”——激光制導噴槍
為減少涂料消耗提高部件涂裝質量,涂裝人員有多種解決途徑,但你曾想象過激光制導噴槍也是其中之一嗎?
一般人們可能通過幻想小說或電影如《星球大戰》來了解激光,在這些神話故事中激光制導武器是很平常的,但激光制導武器不再是夢想,美國人已經目睹在海灣戰爭中激光是如何引領導彈攻擊目標的。現在,涂裝工業的“神槍手”也有他們自己的高科技武器——激光制導噴槍。
1 涂裝挑戰
過去, OMJC Signal 公司使用快干磁漆,磁漆中含有重金屬,隨著環保法規出臺,只能改用符合環保法規的涂料,客戶要求耐久性好價格低的產品,因而轉向自干 2K PUR ,因而可以繼續用已有 HVLP 噴槍和其他設備,但是這種新涂料成本是原來的涂料產品的 6~10 倍,由于新漆成本提高, OMJC 只得尋求減少涂料用量的新途徑。
不同的噴漆人員噴涂質量會不同,這是由于接受訓練、才能及經驗的不同,而噴涂出不一致的涂裝質量。即采用不同噴槍、不同的壓力、切斷輸漆方式、不同的走速和距離以及不一致的重疊量等。實際上,即使同一個人操作也會有某些變化。
2 激光解救措施
為了應付所面臨的挑戰, OMJC 開始使用 Laser Touch ,一種由 Laser Touch and Technologies 生產的激光制導目標裝置。這種噴涂裝置可以減少涂料用量、維持涂膜質量、減少空氣污染,也強調涂裝一致性。這種系統可與大多數噴槍匹配。
3 工作原理
目標系統設計為出現在工件表面的分離的 2 束激光,握住噴槍以最佳距離直接指向目標, 2 個激光束聚焦在要涂的工件表面形成單個點,噴槍最佳距離和角度若產生偏差,會形成 2 個分離的激光點,噴涂者可以據此變更或調整,以獲得最大轉移效率的噴槍 - 目標距離。
另外,為幫助操作者調整噴槍 - 目標距和噴槍角度,也可以讓激光制導目標系統獲得每次重疊 50% 漆霧的一致性,為使工件上產生厚度均勻連續涂膜分布,優化涂膜厚度效率也可減少涂料用量, 50% 的重疊是必要的。目標系統也減少了“斑馬紋”或條紋的發生,要獲得 50% 重疊,操作者只需將激光點沿著前一槍掃過的濕邊行進。
目標系統的另一個特征是操作者對于窄的工件或枝節部件也能優化或減少噴涂幅面,通過激光束集中于噴涂圖案的“心臟”部位,減少過噴,這可以保證整個噴涂圖案達到目標區域。
4 激光制導噴槍的效果
通過增加激光制導目標裝置,可以克服所面臨的噴涂問題,大大減少涂料用量提高涂層質量和涂層質量一致性,涂料用量可減少到原來的 1/3 ,涂裝質量可以改進 30%~40% 。
機器人涂裝
1 機器人涂裝適應性
如果一個公司正在考慮采用機器人進行涂裝,需回答 2 個問題:涂裝機器人確是施工自動化的正確選擇嗎?如果是,機器人對涂裝系統整體設計和操作有影響嗎?
噴涂方法一般有 3 種最普遍類型:手動,由人操作噴槍;硬件自動化如往復機、旋轉機或三軸定位器;機器人,通常是一種能進行復雜的臂和腕移動的 6 軸程序化裝置。
曾多次建議用機器人作為解決涂裝問題的途徑,但這常常是沒有對施工要求進行充分分析而得出的,對具體施工業務來說,機器人并非最佳解決方案。
有時用戶是那么著迷于機器人,以至于不考慮他們的工件少用外來技術更快更省就可以解決。
1.1工件形狀
帶凹陷處及曲面及圖形框架狀特征的復雜工件是機器人涂裝的最好選擇,其他如平板或具有簡單幾何形狀的工件用更便宜的機械更容易。
1.2 工件多樣性
工件形狀和尺寸的多樣性大大影響最佳涂裝效果。對于無 2 種相同的要涂裝工件的情況,機器人則用處不大,在高速生產線上機器人涂裝一系列不相似的工件,如某些汽車制造商要求同時涂裝顏色匹配更好的所有部件時采用機器人施工比較理想。
硬件自動化涂裝機適宜涂裝小型類似工件,因為對噴涂 15 和 16 英寸直徑的鋁制車輪允許對一些固定槍作小的調整,通過增加上游感應設備,推薦采用硬件自動化設備用于混合工件成本相對低,但是,如果新工件或式樣變化增加,或槍不易改變位置則可能還得采用機器人。
1.3 周期
機器人速度快可能是誤導,因為機器人噴涂比槍快,最大因素是噴涂速度,機器人可以配備一支或 2 支噴槍,在一種硬件自動化系統中則有多支槍很普遍,可以在很少時間噴更多的工件。
周期差別的一個例子是衛生潔具陶瓷上釉的施工,用 2 支噴槍的上釉的機器人由于要上大量的釉每件需要 70 s 時間,用硬件自動化通過采用 20 支以上自由伸縮的噴槍和固定槍每小時可完成 180 塊,相比機器人完成 180 塊要 3.5 h 。
在周期計算時線速度也起重要的作用,因為機器人只涂裝通過包封區域,另一個考慮是某些涂裝要求高膜厚,機器人只能用復雜噴涂路徑,交替噴涂工件不同區域形成無流掛的涂膜。
噴涂試驗決定了要求獲得適當覆蓋和成膜的時間,但是單純機器人可能不是涂得很快,好的方式是用固定或移動槍來涂漆于某些表面,而機器人則處理復雜區域。
1.4 資金和操作成本
根據機器人供應商觀點,購買涂裝機器人的主要原因是減少勞動成本,但是得出用機器人取代人總能節省資金的結論是過于簡單化了,對簡單變換操作涂裝少批量部件,涂裝一種小體積工件光是簡單變換操作就需要數以百計的程序,調整機器人可能太貴。另外,機器人售價在 10 萬美元,而高檔往復機也不過 1.5 萬美元。
1.5 涂料節省
一個人可以象機器人涂得那樣細致,但是,自動噴涂的重復性好且更節省涂料,機器人一旦程序化,涂裝數以百萬計工件變化很小,人操作涂裝可靠性和效率差。人們常常扣扳機確認是否起作用而造成涂料浪費,但人工噴涂常常不可避免,為了特別噴涂某個部位而導致另一處過噴。
可以少噴漆,同時也意味著維護、清洗、過濾費用低, VOC 釋放少,與人工操作比估計自動化
雙色調涂裝的輕型汽車如體育用車在市場上非常盛行,但常使人們覺得太貴。這是因為它們常按傳統方法涂裝,費用高,增加了汽車生產成本。
1 傳統涂裝方法
要求雙色時,在涂裝車間里標準操作程序是:
( 1 )涂裝輔助色,烘烤;
( 2 )用聚丙烯材料遮蓋輔助色 區域;
( 3 )再將其通過噴涂室涂裝主色。
這種方法的缺點是成本高。光是涂裝,估計一輛小噸位或體育用車成本約 280 美元,還不包括勞務費及企業一般經費。所以,做雙色涂裝工作的標準程序,將是 280 美元的 2 倍,即 560 美元,且這些涂膜只有部分可以看到。
2 反向遮蔽工藝
3M 公司將技術路線改變為稱之“反向遮蔽工藝”的工藝。在此工藝中,汽車仍須通過噴漆室 2 次,但差別是只有一部分區域涂裝第二種顏色涂料。
汽車先涂裝主色,烘后用一 3/4 英寸寬的細線膠帶粘貼為顏色邊界線,然后,將車輛置于一巨型袋中,常為可卷起的塑料袋,但也有用紙質的。
如“ 7300 防靜電 OEM 涂裝修補袋及修補薄膜”,用軟 PP 膜制成,能經受烘烤循環到 310 ℉( 154 ℃) /1 h ,這種袋可根據要涂的車的尺寸定制。片狀也可用,最大寬度高達 89 英寸。
方法是:首先取一塊 6 英寸高溫遮蔽膜粘貼到車頂和車底部,讓約 1/4 英寸的細線膠帶在底部露出,這主要起過渡作用。然后將袋置于車頂上方, 2 個人分別于車的每一面將此袋放在車上。此袋由于其抗靜電性能而不起皺,而且用粘膠帶固定,當車在烘爐時,熱空氣循環不會使袋飄動。
一旦車輛裝袋及粘膠帶后,進入噴涂室噴第 2 種顏色,然后進入烘爐。要注意的是,任何過噴進到袋中粘到袋上,均會產生意外,即當車在烘爐時會有少量漆片落到剛涂過的表面。 3M 設計的遮蓋材料可防止這種現象發生。
3 應用前景
從成本觀點來看,好處相當直接,車上的第二種顏色漆的用量直接與面積有關,而不是完全涂第二遍,每個袋的價格是 4~6 美元,大大節省了成本。
除了用于 OEM 在線涂裝雙色外,最大好處是用于修補涂裝,通常整車必須重新涂裝;而更經濟的做法是,需修補的區域以外的區域,可用此類袋或板來遮擋。
某些戶外件對熱太敏感而不能經受烘烤,車輛不能卸下部件反送回到烘爐,而是如許多修補車間主所熟悉的進行局部修補涂裝。為保護這些不能耐熱的部件(如側護板、保險杠、輪胎、塑料輪),涂膜通過用 IR 燈照射固化。這樣的材料可以反射 70% 的熱可經受 340 ℉( 171 ℃)紅外達 1h 。
涂裝高技術“武器”——激光制導噴槍
為減少涂料消耗提高部件涂裝質量,涂裝人員有多種解決途徑,但你曾想象過激光制導噴槍也是其中之一嗎?
一般人們可能通過幻想小說或電影如《星球大戰》來了解激光,在這些神話故事中激光制導武器是很平常的,但激光制導武器不再是夢想,美國人已經目睹在海灣戰爭中激光是如何引領導彈攻擊目標的。現在,涂裝工業的“神槍手”也有他們自己的高科技武器——激光制導噴槍。
1 涂裝挑戰
過去, OMJC Signal 公司使用快干磁漆,磁漆中含有重金屬,隨著環保法規出臺,只能改用符合環保法規的涂料,客戶要求耐久性好價格低的產品,因而轉向自干 2K PUR ,因而可以繼續用已有 HVLP 噴槍和其他設備,但是這種新涂料成本是原來的涂料產品的 6~10 倍,由于新漆成本提高, OMJC 只得尋求減少涂料用量的新途徑。
不同的噴漆人員噴涂質量會不同,這是由于接受訓練、才能及經驗的不同,而噴涂出不一致的涂裝質量。即采用不同噴槍、不同的壓力、切斷輸漆方式、不同的走速和距離以及不一致的重疊量等。實際上,即使同一個人操作也會有某些變化。
2 激光解救措施
為了應付所面臨的挑戰, OMJC 開始使用 Laser Touch ,一種由 Laser Touch and Technologies 生產的激光制導目標裝置。這種噴涂裝置可以減少涂料用量、維持涂膜質量、減少空氣污染,也強調涂裝一致性。這種系統可與大多數噴槍匹配。
3 工作原理
目標系統設計為出現在工件表面的分離的 2 束激光,握住噴槍以最佳距離直接指向目標, 2 個激光束聚焦在要涂的工件表面形成單個點,噴槍最佳距離和角度若產生偏差,會形成 2 個分離的激光點,噴涂者可以據此變更或調整,以獲得最大轉移效率的噴槍 - 目標距離。
另外,為幫助操作者調整噴槍 - 目標距和噴槍角度,也可以讓激光制導目標系統獲得每次重疊 50% 漆霧的一致性,為使工件上產生厚度均勻連續涂膜分布,優化涂膜厚度效率也可減少涂料用量, 50% 的重疊是必要的。目標系統也減少了“斑馬紋”或條紋的發生,要獲得 50% 重疊,操作者只需將激光點沿著前一槍掃過的濕邊行進。
目標系統的另一個特征是操作者對于窄的工件或枝節部件也能優化或減少噴涂幅面,通過激光束集中于噴涂圖案的“心臟”部位,減少過噴,這可以保證整個噴涂圖案達到目標區域。
4 激光制導噴槍的效果
通過增加激光制導目標裝置,可以克服所面臨的噴涂問題,大大減少涂料用量提高涂層質量和涂層質量一致性,涂料用量可減少到原來的 1/3 ,涂裝質量可以改進 30%~40% 。
機器人涂裝
1 機器人涂裝適應性
如果一個公司正在考慮采用機器人進行涂裝,需回答 2 個問題:涂裝機器人確是施工自動化的正確選擇嗎?如果是,機器人對涂裝系統整體設計和操作有影響嗎?
噴涂方法一般有 3 種最普遍類型:手動,由人操作噴槍;硬件自動化如往復機、旋轉機或三軸定位器;機器人,通常是一種能進行復雜的臂和腕移動的 6 軸程序化裝置。
曾多次建議用機器人作為解決涂裝問題的途徑,但這常常是沒有對施工要求進行充分分析而得出的,對具體施工業務來說,機器人并非最佳解決方案。
有時用戶是那么著迷于機器人,以至于不考慮他們的工件少用外來技術更快更省就可以解決。
1.1工件形狀
帶凹陷處及曲面及圖形框架狀特征的復雜工件是機器人涂裝的最好選擇,其他如平板或具有簡單幾何形狀的工件用更便宜的機械更容易。
1.2 工件多樣性
工件形狀和尺寸的多樣性大大影響最佳涂裝效果。對于無 2 種相同的要涂裝工件的情況,機器人則用處不大,在高速生產線上機器人涂裝一系列不相似的工件,如某些汽車制造商要求同時涂裝顏色匹配更好的所有部件時采用機器人施工比較理想。
硬件自動化涂裝機適宜涂裝小型類似工件,因為對噴涂 15 和 16 英寸直徑的鋁制車輪允許對一些固定槍作小的調整,通過增加上游感應設備,推薦采用硬件自動化設備用于混合工件成本相對低,但是,如果新工件或式樣變化增加,或槍不易改變位置則可能還得采用機器人。
1.3 周期
機器人速度快可能是誤導,因為機器人噴涂比槍快,最大因素是噴涂速度,機器人可以配備一支或 2 支噴槍,在一種硬件自動化系統中則有多支槍很普遍,可以在很少時間噴更多的工件。
周期差別的一個例子是衛生潔具陶瓷上釉的施工,用 2 支噴槍的上釉的機器人由于要上大量的釉每件需要 70 s 時間,用硬件自動化通過采用 20 支以上自由伸縮的噴槍和固定槍每小時可完成 180 塊,相比機器人完成 180 塊要 3.5 h 。
在周期計算時線速度也起重要的作用,因為機器人只涂裝通過包封區域,另一個考慮是某些涂裝要求高膜厚,機器人只能用復雜噴涂路徑,交替噴涂工件不同區域形成無流掛的涂膜。
噴涂試驗決定了要求獲得適當覆蓋和成膜的時間,但是單純機器人可能不是涂得很快,好的方式是用固定或移動槍來涂漆于某些表面,而機器人則處理復雜區域。
1.4 資金和操作成本
根據機器人供應商觀點,購買涂裝機器人的主要原因是減少勞動成本,但是得出用機器人取代人總能節省資金的結論是過于簡單化了,對簡單變換操作涂裝少批量部件,涂裝一種小體積工件光是簡單變換操作就需要數以百計的程序,調整機器人可能太貴。另外,機器人售價在 10 萬美元,而高檔往復機也不過 1.5 萬美元。
1.5 涂料節省
一個人可以象機器人涂得那樣細致,但是,自動噴涂的重復性好且更節省涂料,機器人一旦程序化,涂裝數以百萬計工件變化很小,人操作涂裝可靠性和效率差。人們常常扣扳機確認是否起作用而造成涂料浪費,但人工噴涂常常不可避免,為了特別噴涂某個部位而導致另一處過噴。
可以少噴漆,同時也意味著維護、清洗、過濾費用低, VOC 釋放少,與人工操作比估計自動化