杨娟，申小敏

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

保险杠套色分色槽面向制造的结构设计规范

杨娟，申小敏

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

汽车市场顾客个性化、运动感需求，使得保险杠套色成为主流趋势，基于套色贴膜工艺和套色喷涂工艺的可行性，研究套色分色槽结构设计，得出分色槽设计要求，输入汽车造型设计，达到造型设计面向制造、制造兼顾造型设计的目的，从而缩短保险杠开发周期，大幅度提升保险杠的合格率和生产效率。

保险杠；分色槽设计；套色贴膜工艺；套色喷涂工艺

随着汽车行业的飞速发展，行业竞争也越来越激烈，因此，汽车企业不得不寻求低成本、高品质的发展路线，即在最短的时间内开发出优秀的产品，在“客户需要之时”，将其“期待的汽车”，“及时地”推向市场，赢占市场先机，提高自身竞争优势。此外，随着生活水平的提高，消费者对汽车认知能力不断提髙，运动感、科技感、个性化的需求越来越凸显，细节要求也越来越挑剔、苛刻，使得汽车外观造型及色彩越来越受到关注与重视。前后保险杠作为汽车重要的外饰件，除了注重自身的造型外，还讲究多种颜色的搭配效果，它是评价整车造型是否动感及美观的重要考量项。

目前，套色贴膜喷涂是实现保险杠多种色彩的主流生产工艺。其直接影响保险杠生产效率及生产成本。因此，通过对套色贴膜工艺和套色喷涂工艺的可行性研究，指导套色分色槽结构设计，得出分色槽设计要求，输入汽车造型设计，达到造型设计面向制造、制造兼顾造型设计的目的。一方面缩短产品研发设计、工艺设计和生产制造过程的实践周期，另一方面大幅度提升保险杠的合格率和生产效率。

1 保险杠套色质量现状

保险杠要求套色分色线清晰、平整及连续，不允许出现锯齿、发白、过渡不顺等外观缺陷。在开发过程和批量量产过程中，分色线经常出现锯齿、发白、过渡不顺等不同程度缺陷，导致这些问题的根本原因是分色槽设计不合理，即未考虑到生产现场制造工艺，例如：如何保证分色胶带黏贴到到位；如何保证分色胶带平顺过渡，即转弯处与分色线一致；如何保证分色胶带经过喷涂前处理（水洗、静电除尘）不容易翘起；如何保证分色槽内不积油漆等等。常用的解决方法是贴分色胶带时使用扁平工具反复压紧套色膜，或增加一层分色胶带黏贴，或喷涂下线返修。但这些方法对员工操作依赖强，增加员工操作工时，生产效率低，而且不能够完全解决问题，产品合格率低、生产成本高。

2 保险杠套色贴膜工艺

2.1 套色贴膜工艺

保险杠套色槽按照其结构特征，可以分为V型套色槽和U型套色槽，详见图1和图2。本文主要研究V型套色槽[1]。

图1V型套色槽

图2U型套色槽

套色用原材料主要有分色胶带和套色膜两种。分色胶带为4～6 mm宽胶带，要求胶带与保险杠表面黏性要好，而且防水、耐高温；反包膜由20 mm左右宽的胶带和PE膜组成，胶带一侧是已经粘贴在PE膜上，胶带的另一侧用于粘贴在零件上，PE膜要结实，不能够过薄或过厚，要求经过喷涂前处理（水洗等）不容易破，自身容易折弯固定[2]。

套色贴膜工艺：①保险杠放置在贴膜工装上，要求人眼很容易捕捉到整条分色线的分色槽根部；②粘贴分色胶带，沿着分色槽根部黏贴到位，要求分色胶带与分色线走势一致，并压紧使胶带与零件间没有空隙；③沿着分色线粘贴反包膜，要求不能完全覆盖分色胶带，并压紧使胶带与分色胶带或零件间没有空隙；④反包，零件翻转到背部，将不需要喷涂的地方遮盖包覆，并固定；⑤剪排水口，喷涂前处理有水洗时才需要在零件背部将反包膜剪出排水口。

2.2 套色贴膜工艺对套色质量影响

通过上述对套色贴膜工艺的研究，发现套色缺陷主要集中在第①、②操作工序上。

操作工序①：要求人眼很容易捕捉到整条分色线的分色槽根部。产品设计时分色槽深度整体设计很浅或局部一段角度变化多等造成分色槽视觉不明显，由于模具整段烧焊风险大，分色槽结构无法更改，常用的解决方法为调整贴膜工装角度，增加贴膜工位光源，依靠操作员工操作熟练度，但这些都不能有效解决问题。因此，分色槽结构设计首先要保证整条分色线的分色槽视觉清晰。

操作工序②：要求分色胶带黏贴到位，即与分色线走势一致，并压紧使胶带与零件间没有空隙。分色槽深度设计过深或分色槽局部没有贴膜操作空间，手指或指甲无法伸进去，就无法确保分色胶带粘贴到位；分色线形状复杂，突变转角多，转角小过渡不平顺，人工操作很难保证分色胶带与分色线走势一致，而且由于分色胶带自身内应力，转角处胶带拉的过紧，胶带易翘起，很难保证胶带与零件间没有空隙，拉的过松，很难保证分色胶带粘贴到位。因此，分色槽结构设计要保证贴膜操作空间足够，整条分色线形状尽量简单，局部转角尽量钝角过渡平顺。

3 保险杠套色喷涂工艺

3.1 套色喷涂工艺

保险杠套色喷涂工艺与一般的喷涂主要差异在于多了两道工序，即修补套色膜和撕套色膜工序。套色喷涂工艺流程如下：套色贴膜后上件→脱脂→水洗→吹干→修补套色膜→烘干→冷却→静电除尘→底漆喷涂→底漆流平→面漆喷涂→面漆流平→清漆喷涂→清漆流平→烘烤→冷却→下线检验→下线转运→抛光、撕套色膜[3]。

3.2 套色喷涂工艺对套色质量影响

通过上述对套色喷涂工艺的研究，发现套色缺陷主要集中在喷涂前处理（脱脂→水洗→吹干）和面漆流平过程中。

喷涂前处理阶段，经水洗、吹干，套色胶带局部易翘起，造成溢漆，导致分色线不平整不连续。产品设计时，分色槽胶带粘贴平面设计过小，或者粘贴面由多个面组成，面面间过渡不平滑，均易造成上述套色缺陷。由于影响造型风格或模具更改风险大，常用的解决方法是喷涂前处理后修补套色膜和下线返修，但这些方法都不能有效解决问题。因此，分色槽结构设计要保证有足够的胶带粘贴平面，多个粘贴平面时要保证面面间平顺过渡。

面漆流平过程中，易出现积漆现象或者分色槽喷漆侧漆膜过薄，造成分色线锯齿或分色槽喷漆侧露底（有油漆起泡风险），其根本原因是分色槽深度过深或分色槽V型夹角太小，形成深腔结构，上漆效果差。常用的解决方法是针对缺陷位置增加喷涂流量，或调整喷涂工装角度，或调整喷枪角度，问题改善效果不佳，而且导致其他大面位置积漆形成流挂。因此，分色槽结构设计需考虑喷涂仿形，保证分色线一侧喷漆面喷漆到位。

4 保险杠分色槽结构设计

通过上述对套色贴膜工艺和套色喷涂工艺研究，得出分色槽结构设计规范：

（1）分色槽深度（见图3）：深度越深，贴膜时人眼越容易捕捉到分色槽根部，有利于分色胶带粘贴到位，而且装车状态下套色缺陷隐藏，即不易被视线看到。但是，深度过深，贴膜时手指或指甲伸不进去（手指厚约8 mm），分色胶带粘贴到位难度大大增加；而且，喷漆过程易积漆或者分色槽喷漆侧漆膜过薄。分色槽深度参考值为0.8～2 mm.

图3 分色槽尺寸标示

（2）胶带粘贴面（见图3）

1）胶带粘贴面宽度越窄，分色胶带粘贴面积越小，经过喷涂前处理胶带容易翘起，造成喷漆溢漆。胶带粘贴面宽度参考值≥（2～4）mm.

2）胶带粘贴面避免连续转角，特别是突变转角，使得分色胶带能够平顺黏贴。

3）胶带粘贴面尽量在一个面上，多个面时面面间应平滑过渡。

（3）贴膜角度（见图3）：角度越大，胶带粘贴时手指操作空间越大，分色胶带粘贴到位越容易，而且喷漆时流平效果好，越不容易积漆。但是，装车位置分色线视觉明显，套色缺陷很容易被视线看到。在分色槽深度确定的前提下，贴膜角度设计以手指前端或指甲能够接触到分色槽根部为基准。不同造型特征，则贴膜角度不同。如图4、图5、图6及图7所示，根据虚线与V型槽所形成的三角形区域能够确保指甲接触到分色槽根部，来确定贴膜角度。

图4V型槽Ⅰ

图5V型槽Ⅱ

图6V型槽Ⅲ

图7V型槽Ⅳ

（4）分色槽根部圆角（见图3）：根部圆角越小，分色线越明显，越有利于分色胶带粘贴到位，综合考虑模具工艺圆角，分色槽根部圆角半径参考值R为0.2 mm.

（5）整条分色线形状：分色线形状尽量简单，整体走势平顺，避免突变转角。这样有利于分色胶带粘贴到位，保证分色胶带粘贴边界与分色线一致。

此分色槽结构设计规范，输入汽车造型设计，达到造型设计面向制造、制造兼顾造型设计的目的，大大缩短产品研发设计、工艺设计和生产制造过程的实践周期，同时大幅度提升保险杠的合格率和生产效率。

5 案例应用

某车型前保险杠（见图8），造型阶段将上述分色槽设计规范输入造型设计，造型设计师在此基础上美化分色槽细节设计。此保险杠制造生产开发过程中，套色贴膜操作方便到位，无需其他附加辅助操作或特别操作手法；套色喷涂前处理后分色胶带不易翘起，喷涂过程中没有积漆或分色槽喷漆侧漆膜薄等现象；喷涂下线后，分色线清晰、平整、连续，基本无需下线返修，保证了此保险杠顺利完成产能爬坡。某车型前保险杠套色分色线（a-b-c-d-e-f-g-h-i）如图9所示。

图8 某车型前保险杠

图9 某车型前保险杠套色分色线（a-b-c-d-e-f-g-h-i）

6 结束语

本文通过研究保险杠套色贴膜工艺和套色喷涂工艺，深入生产现场进行实际调查，对保险杠套色分色槽结构设计进行总结，形成分色槽结构设计规范，输入汽车造型阶段。这种设计面向制造、制造兼顾造型的模式，不仅大幅度提升产品合格率和生产效率，而且大大缩短产品研发设计、工艺设计和生产制造过程的实践周期，也是在激烈的汽车行业竞争下，汽车企业赢占市场先机、提高自身竞争优势的重要途径之一。

[1]武海刚.保险杠外观多色化设计及生产工艺研究[J].企业科技与发展，2013（18）：20-21，65.

[2]赖家财.一种新的汽车保险杠喷涂套色工艺的优化设计[J].企业科技与发展，2014（16）：24-25.

[3]林惠，罗羽冲，刘琪，等.汽车保险杠的喷涂工艺[J].装备制造技术，2012（08）：94-95，97.

Color Separation Groove’s Design for Manufacturing of Two-Tone Bumper

YANG Juan，SHEN Xiao-min
（SAIC-GM-Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

To meet the customers demand of personalized and sporty，two-tone bumper is the trend.This paper study the design of color separation groove based on two-tone bumper pasting and painting process，obtain the code for design of color separation groove，import the code to the stage of automobile styling，shorten the bumper development cycle and enhance the bumper percent of pass and production efficiency.

bumper；groove’s design；two-tone pasting process；two-tone painting process

U463.8

A

1672-545X（2017）03-0036-04

2016-12-13

杨娟（1989-），女，河南信阳人，本科，工程师，主要从事汽车外饰零件设计、研发工作。