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      淺談氮氣噴涂技術在商用車涂裝線的應用,涂料在線,coatingol.com
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      淺談氮氣噴涂技術在商用車涂裝線的應用
      2022年03月31日    閱讀量:     新聞來源:涂料在線 coatingol.com  |  投稿

      傳統的噴涂過程是將過濾后的壓縮空氣作為涂料載體,其涂料過噴和液滴反彈現象嚴重,導致涂料和溶劑消耗量增大,成本較高。改良型氮氣噴涂技術則是用高純度、恒溫且攜帶電離電荷的氮氣替代壓縮空氣作為涂料載體。目前氮氣噴涂技術在國外汽車涂裝已經有了比較廣泛的應用,意大利Ferrari車身生產線、美國Nissan車身生產線和豐田汽車在英、美等國的保險杠生產線,無論是手工噴涂還是旋杯噴涂均有成熟應用,在國內雖也有應用實例,但并不廣泛,只在小型零部件廠有應用涂料在線coatingol.com。2018年2月,氮氣噴涂技術在一汽解放涂裝車間開始應用,一汽解放成為國內率先應用氮氣噴涂技術的商用車廠。


      1 氮氣噴涂概述


      1.1 氮氣制備流程


      壓縮空氣首先通過過濾器,過濾后的壓縮空氣再經過氮氣生成裝置生成純度在95%以上的氮氣,多余氮氣可以儲存在氮氣緩沖罐中,氮氣經過加熱后用于噴涂。電離版的氮氣設備需要經過消靜電裝置生成電離的氮氣,然后再經加熱生成加溫氮氣。


      1.2 氮氣生成原理


      傳統的壓縮空氣通過氮氣噴涂設備聚合纖維膜時,各種氣體分子在膜中溶解度和擴散系數的差別,導致不同氣體分子在膜中相對滲透速率不同。當壓縮空氣進入膜后,單位時間內氧氣、水蒸氣等滲透速率相對高的氣體分子透過管壁并排空,而氮氣則在管中富集從管的另一端輸出。


      1.3 氮氣輔助加熱系統


      將分離出的高純度氮氣加熱到一定溫度,保證氮氣噴涂過程中涂料溫度恒定,不易受噴涂環境溫度的影響,參照涂料的施工溫度設置加熱溫度,最大程度地保證涂料最佳施工溫度。氮氣加熱到一定溫度后,涂料施工黏度也相應降低,從而減少稀釋劑用量,降低VOC排放。


      1.4 氮氣電離裝置


      氮氣電離裝置一般用于噴涂非金屬工件,因為對于金屬件表面產生的靜電電荷可以通過接地消除,而對于非金屬工件來說,其表面不僅很容易產生靜電電荷,而且表面的靜電電荷很難通過接地消除,嚴重的還會與周圍的金屬導體(支架或人體)發生靜電放電。工件表面產生的靜電電荷由于靜電吸附作用會吸附懸浮的顆?;蛎级鴮е鲁霈F漆面質量缺陷,電離裝置可以電離氮氣分子,通過電荷同性相斥異性相吸的原理,使得工件表面吸附相應的電荷以達到中和,中和后的工件減少了環境中顆粒毛屑的吸附,提高噴涂質量,同時有效降低過噴。


      2 氮氣噴涂優勢


      2.1 穩定單一的涂料載體


      壓縮空氣中含有多種分子,且各分子的粒徑和速度都不相同,在噴涂過程中會出現紊流現象,造成涂料過噴浪費。但在氮氣噴涂中,氮氣純度高達95%以上,涂料載體分子單一穩定,不會產生紊流現象,既節約了涂料,又保證了噴涂的穩定性,提升涂層噴涂質量。


      2.2 涂料霧化更均勻


      氮氣分子運動速度比空氣分子快1倍(0.1 MPa),體積比空氣分子更小,在同等噴涂質量條件下,氮氣噴涂使用更低的涂料霧化壓力,壓力的降低不僅節約壓縮空氣使用量,而且減少涂料液滴的過噴和反彈,減少噴房內漆霧,改善噴涂環境,從而可延長噴房內過濾濾芯的使用壽命。


      2.3 涂料流平效果更好


      氮氣設備有集成加熱功能,可以間接降低涂料黏度,而且氮氣幾乎不溶于有機溶劑,不與涂料發生任何反應。因此相比空氣噴涂,氮氣更有助于涂料噴涂后的流平,提高涂層外觀目視效果。


      2.4 提高良品率


      氮氣通過氣體選擇性滲透原理生成,壓縮空氣在滲透之前需要經過三道過濾系統,保證了生成的氮氣更加潔凈,而且電離的氮氣分子通過異性電荷的中和作用,能夠消除工件表面的靜電,減少顆粒和毛屑的吸附,從而降低纖維毛、顆粒等缺陷,提高良品率。


      3 氮氣設備在一汽解放的應用


      一汽解放駕駛室涂裝線主要生產J6、J7及相關軍品駕駛室,目前涂裝工藝采用溶劑型3C2B工藝。為了進一步提升駕駛室的漆面質量,提高手工噴涂的效率,降低涂料的消耗,2018年初,氮氣技術在一汽解放涂裝車間開始應用,安裝在面漆線罩光噴涂4個手工噴涂工位,采用氮氣為“一拖一”型,設備型號為Nitro master,該型號的氮氣設備體積小巧,便于移動。


      3.1 設備安裝調試


      改良型氮氣設備安裝在涂裝車間面漆線罩光段手工噴涂工位,通過三通閥將原有壓縮空氣進氣管及出口接頭保留,并將氮氣噴涂設備進氣管連接,分出一個恒溫且高純度的氮氣出口接頭,保證該工位可以切換壓縮空氣和氮氣噴涂兩種方式。由于氮氣設備安裝在潔凈間,因此要求氮氣設備為二級防爆產品,且設備接地性能良好,安裝符合國家相關標準及法規要求,保證使用安全。氮氣設備的安裝較為簡單,主要是對壓縮空氣管路的改造以及工位氮氣接頭的安裝,建議采用三通閥保留壓縮空氣的接頭,可以保證在氮氣設備出現問題時隨時切換到壓縮空氣狀態,保證生產。


      氮氣設備的調試主要是調整氮氣的壓力和溫度,針對不同的生產現場條件,尋求最優的壓力和溫度,達到最佳的使用效果,目前設備的壓力為0.5 MPa,溫度為50 ℃,效果是最佳的。


      3.2 氮氣噴涂效果跟蹤


      在設備調試完成后,對氮氣噴涂后的漆面橘皮、節約涂料和膜厚提升進行跟蹤和統計,分析氮氣作為涂料載體后的漆面質量效果。


      3.2.1 漆面橘皮


      分別跟蹤和統計空氣噴涂和氮氣噴涂后駕駛室漆面橘皮度(LW和SW)


      結論:氮氣噴涂的漆面橘皮度優于空氣噴涂,LW值降低3 ~ 5個點,SW值降低4 ~ 7個點,且氮氣噴涂駕駛室漆面目視效果明顯優于空氣噴涂。


      3.2.2 節約涂料


      在相同噴涂條件下,在生產線上進行小批量噴涂試驗,對比空氣和氮氣噴涂的涂料消耗情況,得出相應的載體的單臺涂料消耗。


      結論:相比于空氣噴涂,氮氣噴涂涂料利用率更高,可節約涂料8.6%。

      氮氣設備投產并批量穩定生產后,對現場涂料消耗連續跟蹤了3個月,驗證空氣和氮氣噴涂的涂料消耗情況,得出相應載體涂料消耗數據。


      結論:經生產線噴涂驗證,相比空氣噴涂,氮氣噴涂技術可節約涂料10.4%,具備生產線推廣應用前景。


      3.2.3 膜厚提升


      在相同噴涂條件下,對空氣和氮氣載體進行噴涂試驗,得出相應載體同一點位置的膜厚數據。


      結論:在相同噴涂條件下,氮氣噴涂的膜厚有上升趨勢,比空氣噴涂膜厚提高了約7%,可見在保證噴涂一定膜厚的前提下,采用氮氣噴涂技術,可以適當降低噴涂壓力,從而實現節約涂料、降低VOC排放的目標。


      4 結語


      駕駛室漆面外觀質量的提升一直是涂裝工藝研究的重要課題,通過氮氣噴涂技術在生產線的應用來看,氮氣噴涂不僅能改善漆面外觀質量,還能節約涂料,達到提質降本的效果,氮氣噴涂值得推廣應用,而且氮氣技術不僅能應用于手動或自動噴槍,也能應用于溶劑型涂料或水性涂料,在未來新增機器人或改造水性漆后仍可繼續使用,具有前瞻性。


      標簽:工業涂料,輔料與設備,今日頭條,涂裝應用,技術中心,汽車漆,涂裝,涂料設備
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