工程机械整机免喷涂工艺的应用研究

导读:
整机免喷涂比现有工艺减少了整机刮腻子、打磨、屏蔽、喷面漆和烘干等工序,这是因为在现有工艺中,多个零部件喷涂完面漆后,由于各种原因在整机涂装线又需要将面漆打磨掉重新喷涂,这其中的直接材料消耗有面漆、稀料、腻子和砂纸等,此外还有喷漆、烘干设备电耗及工时消耗等,浪费的人力、物力和财力不言而喻。成功实施整机免喷涂工艺后,这部分费用即可得到很大程度降低,必然会降低成本。

0   引言

工程机械整机免喷涂工艺是指所有零部件在整车装配之前达到整车要求的面漆水平,并且要求转运、装配及调试等过程的防护控制,最终装配后仅对局部进行修补处理,而不再进行整机喷涂。整机免喷涂是目前行业内较为先进的涂装施工工艺,适用于生产规模大、技术与管理水平高的企业。该工艺的实施是一项系统工程,不仅考验企业工艺技术水平,而且更加考验企业对生产过程的控制、管理水平以及与外部协作厂家的工艺协作能力,其成功实施必将显著提高产品涂装质量并极大拉动整个制造体系的保证能力和管理水平。

1   整机免喷涂工艺的应用现状

工程机械由于其恶劣的作业环境和庞大复杂的产品结构,产品涂装工艺体系与汽车行业明显不同。卡车、客车和轿车都是独立车身,部件喷涂完面漆再进行装配。但工程机械产品结构复杂,一般先进行结构件涂装,装配完成后再进行一遍整机涂装,过程控制影响因素多,导致工程机械行业整机免喷涂实施难度较大。行业内除部分挖掘机和装载机等小型工程机械实现整机免喷涂外,其余工程机械大多采用传统涂装工艺。为进一步提高工程机械整机的涂装质量和系统的管理水平及效率,降低生产成本,整机免喷涂成为工程机械行业的一大发展趋势。

目前我公司起重机的底盘基本实现了整机免喷涂,驾驶室、围板、发动机罩、操纵室、多路阀罩、吊臂支架、备胎支架、走台板、电瓶箱、贮气筒、燃油箱、液压油箱、工具箱、安全护栏和挡泥板等外观部件都已实现整机免喷涂,目前正在积极推进车架、基本臂、副臂和配重等部件的免喷涂工作,预计年底整机免喷涂率能达到80 %左右。

2   整机免喷涂工艺成本分析

整机免喷涂能否降低生产成本,是许多人关注和质疑的。从工序设置的角度来看毫无疑问会减少消耗,但外协厂看似确实有费用增加,因此有必要讨论推行整机免喷涂到底能否降低成本。

工程机械行业涂装的传统工艺是在零部件涂装线仅喷涂底漆,但最大问题是装配后有些部位喷不到面漆,20世纪90年代以后很多工程机械企业零部件涂装都逐步发展为两喷两烘工艺,目前工程机械行业涂装较为广泛的流程如下: 

工程机械整机免喷涂工艺的应用研究

整机免喷涂工艺流程如下:

工程机械整机免喷涂工艺的应用研究

整机免喷涂比现有工艺减少了整机刮腻子、打磨、屏蔽、喷面漆和烘干等工序,这是因为在现有工艺中,多个零部件喷涂完面漆后,由于各种原因在整机涂装线又需要将面漆打磨掉重新喷涂,这其中的直接材料消耗有面漆、稀料、腻子和砂纸等,此外还有喷漆、烘干设备电耗及工时消耗等,浪费的人力、物力和财力不言而喻。成功实施整机免喷涂工艺后,这部分费用即可得到很大程度降低,必然会降低成本。

但是,推行免喷涂期间部分外协厂家称其费用是增加的,也因此要求我公司进行重新核算,增加的费用主要包括:为提高前处理质量增加一遍抛丸费用;增加清瘤、打磨时间;保证膜厚而增加的油漆费用;人工增加费用;烘干增加费用;运输增加费用;运输工装和防护增加费用等。值得注意的是,增加的消耗主要是外协件质量不合格所致。以砂纸消耗为例,原有工艺中我们整机涂装前处理工序所消耗费用的20 %左右,正是为外协件质量不合格而买单的。

3   整机免喷涂工程开展方法和措施

目前制约我公司整机免喷涂工艺推进的因素主要来自三方面:一是公司自制结构件的涂装质量缺陷,二是外协外购件的涂装质量缺陷,三是转运、装配和调试过程造成的漆膜损坏。因此,整机免喷涂的推行要分段控制,分别从以上三个方面入手,不同方面落实到具体责任人,各部门协同合作,实现各环节无缝对接,生产过程全面管控。

3.1   自制件涂装质量管控

公司自制件的涂装外观缺陷主要表现为局部流挂、橘皮、光泽差、颗粒、虚喷漏喷和不平整等。其中流挂、橘皮和光泽低等与涂料本身、粘度、固化剂比例、枪距、空气压力等工艺参数及操作者技能有关;颗粒与现场施工环境有关,包括现场的清洁度差以及抛丸后清灰不彻底,或者涂料中混入杂质等;虚喷漏喷与工件结构形式和操作者责任心有关;而不平整与底材有很大关系。

人员是影响涂装质量的首要因素,包括其技能水平、熟练程度和责任心等都会对涂装质量产生重要影响,因此提升自制件的涂装质量首先要重视对操作人员的培训,使其严格按照《零部件涂装标准化作业指导书》进行喷涂作业;并建立激励技能人才快速成长的机制,逐步改善技能人才队伍结构,使中级工和高级工成为主体;经过对现场涂装线运行情况和漆膜外观质量的实时跟踪,涂装过程中出现的一些涂料和施工问题得到解决。目前自制件的涂装质量有了很大提升,但偶尔仍存在桔皮、颗粒、光泽度差等问题,需要加强对涂装工的培训,提高其技能和责任心,此外还要加强涂装现场管理与控制,督促涂料的检验与质量提升,推动零部件面漆化,进而推动整机免喷涂的开展。

3.2   外协、外购件涂装质量管控

工程机械零部件数量多,结构复杂,大部分零部件由外协厂家生产,部分零部件直接外购。而各个外协厂家在涂装设备、工艺、现场管理及人员操作水平方面参差不齐,难以保障所有的外协外购件达到面漆化水平。

为进一步提高外协外购件涂装质量、提升供应商关于免喷涂的综合管理水平,公司组织工艺技术部、品质控制部、采购部及供应公司指派经验丰富的人员联合成立外协外购件现场指导小组,调研各厂家前处理、喷涂工序、人员操作、现场管理、仓储、装卸转运防护和检验等方面的薄弱点,针对调研发现的关键问题,联合厂家共同确定整改措施,并现场进行指导。通过多方努力,目前外协件的质量有所提升,但对于长期的质量控制上,要坚持严格按照《外协、外购件涂装验收技术条件》对外协外购件进行进厂检验,并加强厂家的生产过程管控,严格按照《外协、外购件涂装操作指导书》进行操作,最终提高与外部协作厂家的工艺协作能力,形成良好的供应关系。

3.3   转运、装配、调试过程防护控制

零部件在运输、装卸、装配及调试过程中容易出现磕碰、划伤的问题,一旦出现这些问题又得打磨后重新喷漆,影响整机免喷涂的推进。通过对55台进入整机涂装线的起重机产品的跟踪统计,推行整机免喷涂前期,平均单台产品的磕碰处竟多达77个,磕碰划伤最严重的部位是活动支腿、垂直油缸、走台板和安全护栏等。

整机免喷涂工艺实现的另一个关键是装配工艺的精细化管理和操作,以及工件的转运和调试。在零部件运输防护方面,要针对各类零部件的个性特征,设计制作专用工位器具并加装防护胶皮,保证工件不与工位器具发生硬性接触,而且工件之间要相互隔开,此外还应制定装卸及转运操作规程并指导具体作业。装配过程中要推行清洁文明生产,需要踩在零部件上装配时,应使用保护垫,吊装时的吊索改用布带或设置专门的吊装孔;并逐步完善现场过程管理,实现无磕碰装配。有些部位目前无法避免磕碰划伤,例如调试过程中吊钩和支腿磕碰划伤、紧固螺丝时产生的漆膜破损、销轴装配时敲打震动对漆膜的损害等。重点是要提高装配中员工对漆膜保护的意识,并改变通常错误的操作习惯,使一些能够避免磕碰划伤的部位得到有效的防护。

4   展望

随着整机免喷涂工程的推广实施,越来越多的外观部件在整机装配前就进行了面漆喷涂,并达到了面漆化要求,而且磕碰划伤也明显减少。工程机械整机涂装的工作量逐渐减少,整机大面积涂装正在被局部修补逐渐取代,修补工艺的重要性也因此得到从未有过的体现,并对修补工艺水平和操作者的技能提出更高的要求。因为目前乃至今后相当长时期内,工程机械整车的修补涂装是不可避免的[4]。如何对损伤漆膜进行局部修补,而使修补区域与原漆喷涂区域无明显颜色和光泽差异,就成了工程机械免喷涂面临的新问题。目前使用较广泛的是采用喷涂接口水的方式来掩饰、过渡修补边界,但会存在旧漆不易溶解的问题。因此,研究适用于工程机械产品涂装的局部修补工艺和修补材料是今后工程机械涂装技术的一个发展方向。

5   结语

整机免喷涂工程的成功实施有利于提高产品涂装质量和体系管理水平,并降低生产成本,但中大型工程机械要完全实现整机免喷涂还有很长的路要走。整机免喷涂是一项系统工程,集工艺、质量、管理于一体,而且不仅仅是涂装单元的工艺、质量和管理问题,下料、焊接、机加工、装配等工序都会影响到涂装外观质量,阻碍免喷涂的推进。因此,在策划实施免喷涂工作前,必须根据企业自身情况,系统梳理整体工艺流程,确定控制要素,全面分析项目实施可行性,制定适合企业的整体涂装工艺方案;在确定项目实施后,更应着眼全局,稳步推进,实现从量到质的提高。

工程机械整机免喷涂工艺的应用研究

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