轻量化/低成本底盘胶导入

2020-02-25李夫

汽车实用技术 2020年2期

李夫

摘要：文章主要介绍了轿车工厂导入轻量化/低成本底盘胶的内容。具体从设备安装、事前材料验证、轻量化/低成本效果确认、后续改善等方面进行具体阐述。关键词：轻量化;低成本;底盘胶中图分类号：U466 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2020）02-171-04

Abstract： This paper introduces the importing of lightweight/ low cost Chassis adhesive from equipment installation， verification test， effect validation and follow up improvement.Keywords： Lightweight; Low cost; Chassis adhesiveCLC NO.： U466 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2020）02-171-04

1 引言

车身轻量化是整个行业的发展趋势，在保证汽车的强度和安全性能的前提下，通过降低汽车的整备质量，可以提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染，一举多得。

降成本是每个汽车企业永恒的课题。随着近几年汽车市场竞争激烈程度的加剧，从增量市场转变为存量市场，且汽车售价整体上是呈下降趋势的，因此只有能生产出质高价低产品的企业才能生存下去。

轻量化/低成本底盘胶项目同时兼具了车身轻量化与降成本两项目的。

目前日系车企从2016-17年开始逐步在日本导入轻量化/低成本底盘胶，2017-18年在国内日系合资车企导入。德系国内合资车企在19-20年也会陆续导入。

轻量化/低成本底盘胶项目已于2018年年初正式在本公司涂装车间底盘胶线投入使用，目前品质稳定，达到了预期目标（成本降低16%、材料重量减轻19%）。

2 轻量化/低成本底盘胶介绍

底盘胶主要喷涂于车辆的底盘及四个轮穴（底盘主要喷涂铁板结合处、轮穴大面积喷涂，如图1所示），其主要目的是抗石击、降噪、防水、防锈等目的。

本次导入的轻量化/低成本底盘胶属于PVC（聚氯乙烯）加热膨胀类型。

其主要特点是：1.降低成本2.车身轻量化3.提高防噪性能。

降低成本：底盘胶主要成分为：树脂、填充剂、溶剂、可塑剂等。本次通过采用价格较低的树脂来降低成本（原有材料是丙烯酸树脂）。

車身轻量化：在胶中导入低密度物质来降低比重、减轻车身重量。

提高防噪性能：在胶中加入加热膨胀型发泡剂，当胶被烘干成型后体积会膨胀，胶内会形成细小的空气泡，以此达到吸收车底盘所受冲击力，进而达到降噪的目的。

3 导入过程

3.1 事前认证试验

3.1.1 吸湿发泡试验

胶类材质在湿膜状态下长时间放置后，由于吸收环境中的水分可能会在烘干后在内部产生气泡，严重降低密封性能。为了避免此问题产生，有必要在材料导入前对其进行验证性试验，试验结果如表1：

结论：在现场的各种情况下能够保证不会发生吸湿发泡。

3.1.2 混合型试验

因为新旧两种材料的主要材质及规格发生了很大变化。在新材料导入前需要判断以何种方式投入使用（1.原有管路清洗、新材料投入;2.新设管路）。由于管路清洗方式无法保证将旧材料完全清洗干净（阀门、弯头等处），所以有必要进行新旧材料的混合性试验，见表2：

根据试验结果：旧材料在管路内残留2.5%时，胶的接着性为NG，因此本次新材料导入选择了新设管路的方式。

3.1.3 黑漆适应性评价

本公司生产的车型在后道工序会在轮穴处喷涂黑漆（美观、NVH），在新材料导入前有必要与此材料进行匹配性试验，结果见表3：

评价方法：粘手：确认放置后是否粘手、剥离：剥离：使用100网格胶带剥离确认。

根据结果显示：与黑漆匹配性方面，新材料的性能不亚于旧材料。

3.1.4 垂流性评价

胶的最重要品质要求之一即为喷涂后不产生垂流。我们分别设置不同温度、不同放置时间条件下对新旧材料进行了垂流方面的评价。根据表4的结果可以看出，新材料在垂流性方面不低于旧材料。

3.1.5 重复涂布性评价

在实际作业中，胶涂布轨迹会有重叠的情况。针对该状态也需要进行试验进行确认，请见表5：

本公司车型没有先使用喷枪后使用窄幅枪的情况。

3.1.6 密封性评价

密封性是指铁板板缝在一定范围时，胶可以将板缝密实而不开裂。

新旧材料的密封性试验如表6：

结论：新材料的密封性能比旧材料更好。

3.2 设备安装

如前所述，本次导入新胶需要新设一套胶循环系统。且为了保证平稳过度，要求新系统投入使用后出现问题时旧系统可以马上启用。具体方案为：循环系统机械部分新设（泵、罐、管路、阀门等），电控部分从旧系统拆卸安装到新系统上，旧系统处于手动状态待命（由于空间所限，在新设备安装前将旧有设备进行了必要的移动）。如图2所示：

在新设管路安装过程中，有如下几点需要注意：（1）循环管路建议设置回流管路（管路清洗时使用，生产时关闭）。（2）由于是高压管路，安装法兰及各种结合部位时有必要切实确认安装状态，比如法兰间的密封圈是否安装到位。避免造成管路泄露，造成人身伤害。（3）管路、罐体安装完毕后，需要制定完备的清洗计划及检验标准（此项可与材料厂家一起研讨）。（4）投入材料后需要根据材料的特性设置合适的供给泵空气压力，避免空打造成泵的损坏。

3.3 作业训练

利用举升机将一台训练车体升高，作业者利用移动式胶泵进行喷涂训练（喷涂——胶刮掉回收——喷涂）。

3.4 爬坡量产

为了使作业者逐步适应新胶，因此使用新胶时采用了逐步增量的方式。每天生产2H 4H 8H 直到全部使用新胶，详见表7：

3.5 效果确认

3.5.1 轻量化

原有材料单台用量体积：al比重bkg/l新材料单台用量体积为a L 比重为c kg/l;

重量差：（a*b-a*c）kg导入后实际降幅约为19%达成目标。

3.5.2 低成本

原有材料单台用量体积：al比重b kg/l单价c元/kg新材料单台用量体积为aL比重为d kg/l单价e元/kg;

成本差：（a*b*c-a*d*e）元/台导入后实际降幅约为16% 达成目标。

3.6 导入过程中产生的问题点及对应情况

3.6.1 调压器堵塞问题

在胶投入管路初期，多次发生胶枪不出胶的情况。经过现象确认，逐级排查，发现发生的堵塞的位置是枪下端的调压器进胶口堵塞，堵塞处胶已经凝固。经过分析，判断发生原因为初期每日胶用量少，静止时在持续高压下可塑剂析出导致。解决办法：1.胶枪使用完毕后关闭调压阀下的阀门，胶枪泄压。2调整胶内可塑剂的含量。通过上述两个对策后，截止目前此问题未再发。发生堵塞位置如图3/图4所示。

3.6.2 投料泵空打

由于新胶的流动性变差以及密度降低，导致用泵从胶的包装桶桶底抽胶变得困难。经常发生胶的包装桶内的液面刚到斜面时就无法被抽动了（包装桶为上部立方体，下部椎体）。

为了解决空打，我们进行了如下实验：

（1）将泵与包装桶之间的连接软管抬高，从“V”型改为水平。——有改善;

（2）在包装桶下方设置约20cm高的平台，使包装桶的最低点高于泵的吸口——没效果;

（3）在保证胶的供给的前提下，适当降低受入泵的压缩空气压力——有改善;

（4）适当降低胶的粘度——有改善。

最后我们将1/3/4的做法固定下来，目前基本将空打问题解决了。

3.6.3 胶垂流问题

新胶试验及投产初期，胶喷涂到车身上后发生垂流的现象。发生垂流的部位主要分两种情况：（1）交叉喷涂导致胶厚度厚的地方，如图5;（2）板縫较大/多层铁板结合的部位就，如图6。

针对第一种情况，我们首先在不影响品质和工艺要求的前提下，通过作业手法改善，尽最大可能降低膜厚。但是轮穴处个别位置有突出表面的部分，而此部分的侧面也需要覆盖胶。因此降低膜厚后仍然膜厚较厚（达到7mm左右），如图7。

针对第二种情况，是由于胶打到铁板上后，由于板缝大导致胶与铁板接触的面积过小，造成了胶与铁板间的附着力不足导致了垂流问题。为了解决此问题，我们减小了喷涂时胶枪与铁板的距离。结果虽然有改善但仍没有彻底解决。于此同时，也开始怀疑胶粘度低，当粘度调整接近规格上限时也没有改观。上述努力是主机厂在现有条件下能够自主实施

的最大程度，在这种情况下仍然都没法彻底解决垂流问题。因此为了解决问题，只能够与材料厂家研讨从胶的方面进行调整。通过多次实验室试验、现场验证，最后通过改变原材料的某项指标解决了问题。且为了避免问题再次发生，追加了更严格的胶出厂检测标准（垂流标准）。

3.7 后续计划-进一步降低成本

目前，底盘胶是以矩形桶（容量1000KG）的包装形式送到工厂用泵抽到线侧。由于底盘胶密度降低后不易下沉，导致有一部分胶附着在罐内壁无法被泵抽出而造成浪费。

目前的计划是：

（1）安排人员用专用工具将残胶刮到吸胶口处用泵抽出（每罐可多利用胶30KG）;

（2）研讨在罐内壁涂膜一层疏胶层，避免胶挂壁。

4 总结

通过轻量化/低成本底盘胶的导入，总结了以下经验供同行实施类似项目时参考。

4.1 导入前计划周密、准备充分

一种材料的导入一般要经历7-8个月的时间，从立项到真正投入使用，中间有各项准备工作。

只有将所有工作事先编入计划中，才能避免中间出现遗漏导致项目延期。

材料导入项目需要各个相关部门协调推进（技术部门、制造车间、材料管理部门、材料制造商等）所以导入前有必要使相关部门达成共识，导入过程中保证信息共享。这样能够保证项目顺利进行。