郝美玲， 曲银燕， 高红杰， 张红军

(1．烟台职业学院 机械系， 山东 烟台 264670； 2.中国汽车工业工程有限公司， 天津 300113)

汽车工业涂装装备产业技术研发与创新

郝美玲1， 曲银燕2， 高红杰2， 张红军2

(1．烟台职业学院 机械系， 山东 烟台 264670； 2.中国汽车工业工程有限公司， 天津 300113)

在中国汽车工业由生产大国向创新强国跨越的过程中，涂装装备行业将面临强大的机遇和挑战.只有坚定不移地进行新技术研发和创新，才能使中国汽车涂装装备在日趋激烈的市场竞争中谋取有利位置.通过对国内涂装装备业技术现状分析和总结，提出了我国汽车涂装装备行业涂装技术创新发展的方向和内容.

涂装装备；产业技术；研发

全球汽车工业经历了一场波及世界各个角落的产业结构调整之后，汽车工业和装备制造业的技术研发活动也在发生着深刻的革命性转变.中国的汽车涂装装备业既面临国内市场巨大的机遇，同时也受到国际竞争对手强大和自身能力不足的考验和挑战，在此前景下，探讨中国汽车涂装装备的现状和未来、方针和战略，并提出涂装装备产业技术发展的方向和目标具有重大的现实意义.

在中国汽车工业由生产大国向创新强国跨越的过程中，打造高水平的中国汽车装备供应商队伍，成为一个重要环节，也给中国汽车装备供应商带来更多的机遇与挑战.一方面依靠自己苦练内功去提升技术，加强涂装装备核心技术的研究开发，坚定不移的走自主创新之路，另一方面学会和主机厂共享资源并有效利用资源，走长期合作、创新，发展之路.

1 市场需求分析

涂装装备由前处理设备、电泳设备、密封胶设备、中面涂喷漆设备、烘干设备、工作区设备、空调送风设备、涂料循环和供给设备、自动喷涂设备、机械化输送设备、自动化控制设备和辅助机具组成，由于涂装工艺设备种类繁多、涉及面广，涂装装备技术是一门系统集成技术.

目前，中国汽车产业中有30家合资的整车企业，62个品牌[1]，产销量排名前10位的整车企业所用的汽车装备90%以上都是进口，而这些企业主要是合资企业，相比自主品牌，合资企业的品牌力、产销量等非常强大，合资企业表现很优异，不断扩能增产[2].这些企业核心产品和制造技术以及关键的汽车生产装备依然以从合资方国家进口为主.我国汽车装备制造业在新产品、新工艺研发方面投入力度不够，缺少技术创新成果.并且往往停留在引进与仿制上，或者对非关键部件进行技术改造，而不是消化吸收国外技术后进行二次开发.因此，落入“不断引进，依然落后”的怪圈.中国实现汽车强国的梦想，不可能建立在装备长期依赖进口的沙滩上.对汽车企业而言，一方面，激烈的市场竞争要求不断降低制造成本，统计资料表明，汽车装备进口率每提高1%， 装备总投资增加2%～3%[3]；另一方面汽车生产周期普遍缩短，日益要求装备从设计到投产应用快捷、高效，企业迫切需要生产装备的本地化.总之，提升涂装装备的技术水平既是迎接国际竞争的需要，又是国内汽车生产企业生存发展的需要.

2 技术现状

目前，国内产销量前10位的主要是日、德、美系的合资品牌，在轿车制造装备的选型和制造车间的建设方面本能性的倾向于合资方本国内的产品和服务，这些国家的涂装工程公司在与各个国际名牌汽车企业的长期合作中已经具备了深厚的技术沉淀、创新能力以及品牌实力，加之与上游原材料供应商(如：涂装材料)的战略合作，已经形成了强大的涂装技术和装备制造联盟，在现今市场竞争中占据非常有利的地位.

国内汽车涂装技术及装备的现状：

1) 汽车涂装工艺水平和涂装质量与国际水平已全面接轨.以引进技术和消化吸收基础上自主设计、建设的涂装线也与所引进的生产线同步[4].

2) 汽车涂装工艺装备世界一流.国内涂装线目前选用当今的新技术、新装备较多，如3C1B和免中涂水性涂装工艺，先进输送机(滚浸式输送机，摆杆输送链、滑橇输送系统、摩擦输送机等)，干式喷漆室，机器人杯式自动静电喷涂机等.

3) 国内的设计研究院和各类涂装装备制造公司几乎是白手起家，通过各种途径参与合资企业的建设，积极跟踪、研究和转化国外的先进涂装技术，并将成果推广应用到民族汽车工业中去，极大地提高了我国民族汽车工业的涂装技术和装备水平.

随着制造能力、技术水平和工程项目管理能力的提升，国内知名的工程公司和装备供应商打入合资企业，进入国际汽车巨头的全球采购体系.通过近30年的努力实践，借助我国飞速发展的基础工业，国内高水平的涂装工程公司、设计研究院和装备供应商已经从最初的模仿国外先进技术，走上自主创新的道路.

我们在看到国内汽车涂装产业发展的同时，也不能忽视涂装产业与国际先进水平的差距，差距主要表现在如下几个方面：

1) 在环保、节能减排和资源利用率方面的差距.除汽车车身底漆与国际同步，普及了阴极电泳涂装外，应用水性中涂和水性底色漆的汽车产量较低；中涂、面漆还是以有机溶剂型涂料为主.

2) 各汽车公司发展不平衡.有的公司白车身表面质量差；有的涂装车间的管理还是粗放经营，一次合格率低(返修率高)，涂装设备的开动率和有效利用率偏低，有的“大马拉小车”.

3) 涂装设计和设备还缺少创新及专有技术.

3 技术开发方向和研究内容

涂装装备的技术创新和发展研究要着眼于三个方面.首先要紧扣当今世界汽车工业发展的三大主题：安全、节能、环保；其次是适应涂料工业新技术的应用需求和全面吸收当今相关科技领域的最新发展成果；三是要满足低成本、高效率的要求，达到环保、质量、产量、成本四方面兼顾的绿化时代要求.

涂装装备技术包括了工艺平面图的规划设计技术和涂装工艺设备技术.涂装工艺装备按照特定涂装工艺体系的要求有机组合构成涂装生产线.通常情况下，考虑到投资和运行的经济性，汽车涂装线要具备多种车型共线柔性生产的能力，当涂装工艺体系建立之后，就要进行涂装工艺平面图的规划设计和涂装设备设计.

3.1 对工艺平面图的规划设计研究

1) 更新涂装工艺规划的最新理念

按产品涂装质量标准、产量、投资和清洁生产(国家和地方环保法规)等要求，结合日新月异的现代化科技成果，选择相匹配的工艺、材料及设备，通过创新和技术进步实现最佳目标值[5].

2) 制定科学合理的产能规划

追求建设投资和运行成本最佳的经济性.

3)科学规划涂装工艺平面布置图

研究低VOC化、低碳化、无害化、精益化等先进的涂装工艺；深入研究应用3C1B、免中涂和水性漆的涂装工艺；建立工艺数据库、设计各类典型涂装车间的设计模块.

3.2 开发涂装仿真技术应用研究

目前涂装仿真技术运用很少，主要是涂装机器人的模拟仿真和烘炉、喷房气流分析的设备工艺仿真，要进一步开发涂装仿真技术保证工艺规划效果，提供用户最佳管理分析，在物流仿真、工件仿真、数码动画实验、设备工艺仿真等方面得到应用.

3.3 机械化输送设备的新技术研究

机械化输送系统是现代化生产流水线的动脉，输送形式的每次革新都可能会在改善工艺、降低投资、减少运行费用、提高生产率方面产生巨大影响.

1)翻转输送机技术的研究和开发

翻转输送机能使车身在浸渍处理过程中旋转360°或>180°，车身外表朝下，因而能确保车身的处理面积达100%(消除“气包”)，带液量减少90%左右(提高材料利用率，减少用水量25%和污水排放量)；设备长度可缩短20%～30%，浸槽容积与其它输送方式相比可缩小20%～40%[6].

2)摩擦输送机技术研究和开发

摩擦输送具有低噪、高效、节能、环保、维护简单、造价成本低等一系列优点，又可通过与其它输送系统的灵活组合实现特殊复杂工艺输送的功能.

3)机械化输送设备适应性、可靠性研究

从提高可靠性、美观性、降低成本、方便制造、安装及大柔性应用等方面对已开发出的各类输送机单元和系统进行持续改进也是一个值得重视的突破口.物流、输送装备企业应重视研究摩擦输送机和空中积放链的组合应用，摩擦链和滑撬输送系统的组合应用来满足涂装车间工艺布局的先进性、经济性、合理性和安全性的需要.

3.4 前处理/电泳设备的新技术研究

1)前处理新技术开发研究

国内涂装装备业在除油、除铁粉、除磷化渣及过滤的设备大都是进口的，应该对从国外引进的设备使用效果进行更好的总结和评价，找出国产设备与引进设备的差距，对这些设备进行性能优化，提高国内产品的可靠性和竞争力.

2)电泳新技术开发研究

为适应翻转输送设备的输送和安装要求，需要在室体、槽体和钢结构进行新结构的设计和研究；开发电泳多段供电(多整流器、模块集成式整流器)、多车型识别供电系统.

3.5 喷房设备的节能新技术研究

新型节能喷漆设备和循环风的开发可分两种：

1)干式喷房和排风循环再利用技术

目前，喷房多采用湿式漆雾捕捉法，消耗大量的水和电，是涂装车间的耗能大户，占涂装车间总能耗的50%以上[7]，干式喷漆室漆雾扑集和静电除漆渣装置则有效改进了此类问题，与湿式分离系统相比既不消耗水，也不会产生化学凝结物，同传统的分离系统相比，这项干式分离技术通过对空气的循环利用(只补充5%～20%新风)，可减少60%的能耗.

2)喷房手工作业区排风循环利用到自动作业区的循环风技术，减少涂装车间VOC排放和节能产生显著效果.

3.6 烘干设备的新技术研究

烘干炉的紧凑化、热气流均匀化、低温化的研究；水性漆、免中涂烘干炉的温度曲线和能耗计算研究；烘干废气处理和热量利用新技术的开发.

3.7 智能型机器人静电喷涂技术的研究

国内涂装用智能型机器人目前依然停留外包、引进的阶段，在未来一段时间内，国内涂装车间所用的机器人也不得不依赖进口，国内涂装装备行业应联合机器人开发行业积极跟踪机器人新技术，并付出努力开发出自主知识产权的喷涂机器人，填补涂装机器人全部依赖进口的国内空白.

3.8 智能涂装车间的研究

涂装车间采用新型传感技术、模块化/嵌入式控制系统、先进控制与优化技术、系统协同技术、故障诊断与健康维护技术、高可靠性实时通信网络技术、功能安全技术和识别技术这八大关键智能基础共性技术，合理应用新型传感器及其系统、智能控制系统、智能仪表、精密仪器、工业机器人与专用机器人、精密传动装置、伺服控制机构和液气密元件及系统等核心智能测控装置与部件，科学地将涂装车间的各个工序及其工艺设备和动能机械无缝隙地形成一个有机的整体，使其自动对各个工艺控制对象实施动态监测并自发的产生远程交互式反馈和动作执行控制，实现高效率、高品质的智能化生产.

4 结束语

创新是企业在激烈竞争中脱颖而出的利器，是企业永葆生机、健康运行的法宝，大力加强自主创新能力建设是走新型工业化道路的核心.中国已经是世界汽车大国，现正在向汽车强国迈进，作为服务于汽车的国内涂装装备业应该在中国汽车产业链中发挥更加积极的作用.要实现更大的发展，就必须脚踏实地、坚定不移地加快自主装备的技术创新、产品创新和工艺创新，积极发展智能装备和绿色装备，适时做好技术储备和投放，以技术创新优势强化企业品牌效应，确保中国汽车涂装装备在国际市场上谋取长期的有利地位.

[1] 尹婷婷.汽车合资企业命运由消费者决定[N].成都日报,2011-10-13(10).

[2] 施芸芸.我国汽车装备业转型升级迫在眉睫[N].中国汽车报,2014-6-10.

[3] 陈长年.我国汽车装备市场分析[J].现代金属加工,2005(15):46-51.

[4] 王锡春.汽车涂料·涂装飞跃的30年[J].中国涂料,2008,23(12):11-12.

[5] 王锡春.谈如何提高涂装工艺设计水平[J].现代涂料与涂装,2011,14(10):42.

[6] 柳斌.解决漆前处理环保问题的汽车涂装新技术[J].表面工程资讯,2010,(01):7.

[7] 王锡春,李文刚.喷漆室节能减排环保的新思路——由湿式漆雾捕集装置转换成干式或静电漆雾捕集装置[J].现代涂料与涂装,2010,13(06):41.

(编辑：刘宝江)

Technology research and innovation of painting equipment industry

HAO Mei-ling, QU Yin-yan, GAO Hong-jie, ZHANG Hong-jun

(1. Department of Mechanics, Yantai Vocational College, Yantai 264670, China;2.China Automobile Industry Engineering Corporation， Tianjin 300113, China)

In the process of automobile industry in China from a big country of production to an innovation powerhouse, coating equipment industry in China will face great opportunities and challenges. Through a clear and comprehensive summary of the technical status of domestic painting equipment, we can realize that carrying out technological innovation is the only way to make a favorable position for Chinese painting equipment in the long-term market competition. In this paper, the general direction and the specific content of the coating technology development in the domestic coating equipment industry are proposed.

painting equipment； industry technology； research

2014-11-10

郝美玲，女，hml0578@sina.com; 通信作者： 曲银燕，女，iamqyy@163.com

1672-6197(2015)06-0054-04

文献标志码：A