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      新能源汽車涂裝工藝及生產線設計與規劃

      發布時間:2020-09-25 09:37所屬分類:能源加入收藏

      摘要:隨著人們生活水平的提高,對汽車的需求量也在逐年增多。新能源汽車迅猛發展全國各地遍地開花出現各種新能源汽車基地。節能與新能源汽車是中

        摘要:隨著人們生活水平的提高,對汽車的需求量也在逐年增多。新能源汽車迅猛發展全國各地遍地開花出現各種新能源汽車基地。節能與新能源汽車是“中國制造2025”擬重點突破發展的十大領域之一,是未來國際汽車技術競爭的焦點,更是我國汽車產業轉型升級、實現汽車強國夢想的必經之路和難得的戰略機遇。同時在能源制約、環境污染等大背景下,我國政府把發展新能源汽車作為解決能源及環境問題、建設資源節約、環境友好型社會及實現可持續發展的重大舉措。而其中,輕量化、多材質車身則代表著新能源汽車的主要發展方向。降低汽車車身重量,采用結構改進及新材料應用等減重措施的輕量化車身設計,正在改變車身結構,并集多種材料于一身,這必然帶來涂裝工藝和生產方式的變化。本文就新能源汽車涂裝工藝及生產線設計與規劃展開探討。

        關鍵詞:新能源汽車;涂裝工藝;生產線規劃

      新能源汽車論文

        引言

        國民經濟的不斷發展改變了人們日常生活中的出行方式。隨著人們認識到汽車是運輸的重要手段,使得越來越多的車輛被使用,從而在極大程度上增加了人們對汽車外部審美要求。因此,對汽車車身涂裝工藝的研究也具有重要意義。為了滿足所有人的審美需求,汽車制造公司有必要加強整車工藝和有效的質量控制。

        1新能源汽車分類

        新能源汽車包括:純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車(如超級電容器、飛輪等高效儲能器、空氣動力、甲醇汽車、太陽能汽車)等。在中國,新能源汽車主要是指純電動汽車、增程式電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池電動汽車,常規混合動力汽車被劃分為節能汽車。

        2汽車車身涂裝工藝的作用

        汽車涂料是指將流中或粉末中的有機物施加到另一個物體上時形成的薄膜。通常,我們將此膜稱為涂層,然后將其涂抹在干凈的車身上,然后執行相關的過程,例如干燥等步驟形成的膜就是汽車涂抹的整個過程。涂漆汽車表面的原因有很多,最重要的是,它在車輛中起裝飾作用。通過繪畫車身,我們可以顯示汽車的不同顏色,并使車身更具三維感和出色感,從而在極大程度上滿足人們當前個人需求的美麗愉悅感。其次,給汽車上油漆可以形成保護層,對汽車表面起到保護的作用,但同時這也是汽車噴油漆最重要的一個目標。

        3新能源汽車的涂裝工藝

        3.1合并涂裝工序,降低環境污染

        車身涂裝車間原有生產流程使用溶劑型油漆手工噴涂、噴漆及烘干廢氣經文丘里處理后排出,前處理由磷化工藝車間完成,車身由駕駛員駕駛運輸小車根據需要送貨。該工藝存在廢氣處理不完全、材料利用率低、廢水難處理、運輸效率低的缺點。通過合并整合涂裝工序,前處理增加水洗輸送軌道系統,硅烷鋯化預處理,噴涂工藝由溶劑型噴涂工藝切換為水性噴涂工藝、噴涂方式由外板人工噴涂更改為自動噴涂,并配合沸石轉輪濃縮系統+RTO焚燒技術對廢氣進行處理,新增預熱室、底漆室和流平室。本流程旨在從原料代替、生產過程控制、末端處理等環節進行合并整合,將獨立設計的子系統或者模塊組合起來,形成復雜的大系統,最大程度地減少揮發性有機物(VOCs)的產生和排放,提高了車身噴涂產能,保證了廢氣和廢水的排放滿足行業標準。

        3.2分體涂裝

        (一)鋁合金骨架+非金屬覆蓋件的分體車身涂裝工藝。鋁合金骨架+非金屬覆蓋件的分體車身(車艙體或骨架為鋁合金型材、車身覆蓋件為塑料件、碳纖維(CFRP)、纖維增強復合材料(FRP)、片狀模塑料(SMC)等,該種車身一般采用分體涂裝,涂裝后送到總裝車間進行裝配。(1)鋁骨架(或車架)涂裝工藝。鋁骨架(或車架)涂裝工藝:對于新能源車來講,鋁骨架為非外露件,鋁合金件車架位于車底部,僅需要考慮防腐、耐油或耐熱即可,無需考慮外觀質量,故工藝比較簡單,僅電泳底漆即可。其中前處理采用鋁件專用薄膜(鈍化)工藝,電泳采用中厚膜底面合一陰極電泳工藝即可。(2)非金屬覆蓋件的涂裝工藝。非金屬覆蓋件的涂裝工藝:外覆蓋件(車門、翼子板、引擎蓋、行李箱蓋、頂蓋)為非金屬,因此涂裝車間省去了復雜的前處理等工序。目前國內對碳纖維件的制作關鍵技術還沒有完全掌握,外觀質量還不能得到保證,所以對于碳纖維覆蓋件,目前推薦采用溶劑型3C2B工藝。隨著技術的發展,材料的改進,碳纖維制作工藝的成熟,未來工藝發展趨勢為緊湊型3C1B(B1B2)工藝。另外在前處理使用化學清洗與干冰清洗上,優先推薦采用干冰清洗或化學清洗。(二)鋁車架+CFRP車艙+非金屬覆蓋件的分體車身。涂裝工藝CFRP車艙+非金屬覆蓋件的分體車身(僅有小車架為鋁合金件)。這種車身一般也采用分體涂裝,涂裝后送到總裝車間進行裝配。車身由“鋁車架+CFRP車艙+非金屬覆蓋件”構成,3種部件分別涂裝,其中碳纖維車艙一般采用原色,不進行涂裝;鋁車架,僅需進行電泳涂裝;非金屬覆蓋件單獨涂裝,類似保險杠涂裝線。

        4新能源汽車涂裝生產線設計及規劃

        4.1涂裝生產線過程質量信息管理優化

        涂裝生產線的基礎統計工具和分析工具是各類不同質量、工藝報表,能有效幫助促進涂裝生產線及相關系統的進一步完善,其中質量信息管理系統主要負責采集生產線的相關數據,若采集到的數據不準確,不完整,那么質量管理信息系統建設的再好,也沒有了存在的意義。因為不完整的數據不能為生產質量以及生產效率的改進提供任何的有效支持,所以能夠采集有效、完整的數據是質量信息管理系統完善的必要條件。

        4.2智能化設計理念

        就涂裝工廠而言,實現智能化,就需要從以下幾個方面建立相關的功能:(1)在新工廠規劃階段,通過仿真實現軟件優化布局、減少運營瓶頸的風險、避免設計錯誤的風險的功能;(2)通過建筑信息模型(BIM)技術手段,實現工藝土建方案設計、建筑性能分析、管線綜合分析、工程量統計等功能;(3)通過強度計算、流體分析、熱力分析等實現設備狀態和工況的計算、優化設備結構,確保最優工況及效果;(4)以模擬仿真軟硬件為平臺,在實驗室實現各類設備動作流程仿真,模擬各類工況、故障發生和驗證和處理,實現數字化設備預調試;(5)數據采集及分析功能:通過對車間各種數據的采集,例如產能、質量、能耗、設備參數、并與工序、工作人員進行關聯,實現生產過程的可追溯,可優化;(6)樓宇自動化系統,通過對建筑物內的設備、能源使用、環境、安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適的工作環境;(7)智能管理功能:包括設備管理、能源管理、質量管理、生產管理、備件管理、權限管理、無紙化管理、安全管理等。隨著人工智能技術的發展與創新,越來越多的人工智能技術也在被不斷地應用到智能管理、故障診斷、質量監控等方面,在未來十幾年里,關于人工智能技術的開發及在涂裝車間的應用將是一大課題與挑戰。

        結語

        最近,我國的新能源汽車工業發展迅速。在生產新車的過程中,人們對材料、設備和技術的需求不斷增長,并逐漸向環境保護方向發展。車企、涂裝設備廠家和涂裝材料廠家應緊密合作,聯合開展涂裝新技術的跟蹤及技術創新研究,開發出滿足新能源汽車需求的綠色涂裝技術。

        參考文獻

        [1]鄧國開。我國新能源汽車產業發展現狀、挑戰與展望[J].重型汽車,2018(,01):4-6.

        [2]劉洋.我國干冰清洗技術的應用現狀及展望[J].清洗世界,2018,22(1):25-28.

        [3]劉磊.基于計算機視覺技術的汽車涂膜缺陷檢測方法的研究[D].天津:天津大學,2018.

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