【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)于兩者的一次性投資，若計(jì)算廢氣處理裝置的費(fèi)用，基本相當(dāng)，所以，以石油作烘干的能源，也可以降低涂裝成本。 第二節(jié)汽車涂裝中的降成本方案設(shè)計(jì)實(shí)例一、概述降低汽車涂裝的成本是汽車涂裝業(yè)發(fā)展的趨勢，通過優(yōu)化電泳后水洗工藝可以簡化電泳工藝流程，減少純水的消耗與廢水排放，降低純水制造與廢水處理成本；在本色面漆機(jī)器噴涂工藝中，可通過減少旋杯站來縮短工藝流程，減少噴漆室的長度，從而節(jié)省運(yùn)行動能費(fèi)用。隨著我國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，競爭也日趨激烈，降低成本、提高效益是汽車工業(yè)發(fā)展的必然要求，降低成本同樣也是汽車涂裝的發(fā)展趨勢與要求，而優(yōu)化涂裝工藝方案是降低涂裝成本的重要途徑之一。盡管降成本任務(wù)迫切，但不能以犧牲質(zhì)量、環(huán)保為代價，降成本必須進(jìn)行非常細(xì)致的工作，挖掘各種降成本的潛力，并進(jìn)行充分的試驗(yàn)論證，防止由于降成本引發(fā)的質(zhì)量、環(huán)保風(fēng)險。涂裝材料與涂裝工藝密不可分，研究降低汽車涂裝成本的工藝必須緊密結(jié)合汽車涂料的特性。汽車涂料制造業(yè)的競爭也要求汽車涂料制造商在開發(fā)、制造涂料的同時，研究開發(fā)低成本涂裝工藝，給用戶創(chuàng)造更多價值。下面提出兩例汽車涂裝中的降成本工藝方案構(gòu)想，與汽車涂料制造商及汽車涂裝同行共同探討。二、取消電泳后純水洗工藝現(xiàn)行的電泳后水洗工藝陰極電泳代表性工藝過程如圖64所示。圖64陰極電泳代表性工藝過程電泳后多道UF（超濾）水洗的作用是清洗電泳后漆膜表面的浮漆，并通過超濾液將浮漆帶回電泳槽循環(huán)利用，以提高電泳漆利用率。純水清洗的目的是進(jìn)一步清洗浮漆，并清洗漆膜表面的超濾液，避免超濾液中的溶劑及其他小分子物質(zhì)對漆膜質(zhì)量造成影響。電泳后純水洗的排放廢水需進(jìn)污水處理站集中處理，處理達(dá)標(biāo)后排放；對含鉛電泳漆電泳后的水洗廢水，按環(huán)保法規(guī)要求，需進(jìn)行單獨(dú)的廢水處理。為進(jìn)一步提高電泳漆的利用率，減少電泳后水洗的廢水排放，膜分離設(shè)備廠開發(fā)了一套電泳后封閉清洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用特殊的RO（反滲透）設(shè)備，將電泳超濾液進(jìn)行反滲透，用超濾液的反滲透液代替純水用于電泳后沖洗，并采用“逆流”清洗的辦法，清洗液全部回電泳槽，以實(shí)現(xiàn)封閉清洗。該系統(tǒng)在部分汽車涂裝線上得到應(yīng)用，應(yīng)用效果較好。取消電泳后純水洗工藝的構(gòu)想為了進(jìn)一步挖掘電泳后水洗工藝中的降成本潛力，日本學(xué)者實(shí)驗(yàn)比較了電泳后有無水洗對漆膜性能的影響。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，取消電泳后的水洗工藝，漆膜的厚度增加了3～4μm，漆膜粗糙度基本相同，主要面的漆膜外觀無變化，存在積液的部分出現(xiàn)流痕，漆膜的物理機(jī)械性能、耐鹽霧性能、耐水、耐濕熱及配套面漆的性能等均無變化，且其銳邊耐腐蝕性能得到了提高。根據(jù)文中的分析，取消電泳后水清洗工藝的主要問題是要避免電泳后的積液，其他方面不存在明顯影響。因此，對于不存在積液或采取適當(dāng)措施可以消除積液的工件，可以探討取消電泳后水清洗工藝的可行性。在底面合一的陽極電泳涂裝中，試驗(yàn)過無電泳后水洗工藝對漆膜性能的影響，結(jié)果表明無電泳后水洗工藝對漆膜外觀質(zhì)量有一定影響，對漆膜的耐腐蝕等性能沒有明顯影響，因此，在部分漆膜外觀質(zhì)量要求不太高、涂裝條件較差的陽極電泳涂裝中存在電泳后無水洗工藝或電泳后只采用自來水洗的做法。為了在保證漆膜質(zhì)量與材料利用率的前提下盡量降低電泳后水洗及其排放廢水的處理成本，筆者根據(jù)以上的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用情況，進(jìn)一步推理，提出電泳后只采用超濾液清洗，取消電泳后純水洗的構(gòu)想，但有同行認(rèn)為取消電泳后純水洗會影響配套面漆的質(zhì)量，尤其是耐水性能。又據(jù)搜集的相關(guān)方面的信息，國內(nèi)某合資汽車公司計(jì)劃根據(jù)外資方的試驗(yàn)結(jié)果，在新建涂裝線中取消電泳后純水洗工藝?？梢娫跐M足一定邊界條件的前提下，存在取消電泳后純水洗工藝的可能性?？紤]到不同的電泳漆材料可能存在差異，筆者建議電泳涂料供應(yīng)商根據(jù)各自的電泳漆產(chǎn)品特性，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究，創(chuàng)造相關(guān)條件，爭取將電泳后免純水洗工藝應(yīng)用到涂裝生產(chǎn)中。取消電泳后純水洗工藝，簡化電泳工藝流程，可以縮短電泳設(shè)備長度，減少電泳設(shè)備投入；在不增加電泳RO設(shè)備的情況下，簡單實(shí)現(xiàn)了封閉電泳后沖洗，提高了電泳漆的利用率，減少了純水的消耗與廢水排放，降低了純水制造與廢水處理成本，有利于保護(hù)環(huán)境，符合涂裝生產(chǎn)的發(fā)展要求。三、面漆自動噴涂工藝方案設(shè)計(jì)以溶劑型金屬面漆為主的機(jī)器噴涂典型工藝過程如圖65所示。 圖65溶劑型金屬面漆機(jī)器噴涂典型工藝過程以本色面漆為主的商用車機(jī)器噴涂典型工藝過程如圖66所示。圖66本色面漆機(jī)器噴涂典型工藝過程 目前東風(fēng)汽車有限公司的商用車面漆主要采用本色漆，少部分采用金屬漆，若兼顧金屬漆與本色漆的噴涂，采用金屬漆機(jī)器噴涂方案，可以同時滿足金屬漆與本色面漆的噴涂工藝要求。從金屬漆機(jī)器噴涂工藝流程中可以看出需要3個自動噴涂站，自動噴涂站的投資成本很高，而公司金屬漆的產(chǎn)量很低，采用自動噴涂節(jié)省的金屬漆材料成本不足以抵消自動噴涂站高額的投入，所以這種方案很不經(jīng)濟(jì)。為降低自動噴涂的投資成本，根據(jù)公司本色漆與金屬漆的產(chǎn)量情況，計(jì)劃金屬底色漆采用人工噴涂，本色面漆與金屬漆的清漆部分共用自動靜電旋杯站。按通常的機(jī)器噴涂方法，本色面漆采用2個旋杯站，而清漆噴涂采用1個旋杯站，為最大限度節(jié)省投資，方案的關(guān)鍵是要論證1個自動噴涂機(jī)旋杯站（一道噴涂）能否替代原來需要2個自動噴涂機(jī)旋杯站（兩道噴涂）的本色面漆噴涂。首先圍繞機(jī)器本身進(jìn)行理論計(jì)算。根據(jù)漆膜的厚度要求35~40μm，本色面漆的施工固體分45%，旋杯的油漆輸出量范圍50~500ml/min，車身零件旋杯噴涂最大面積20m2，涂裝線的節(jié)拍要求2min/臺，旋杯的油漆傳輸效率85%，自動噴涂機(jī)旋杯的工作效率60%，計(jì)算出1個7杯站，旋杯的油漆輸出量在250ml/min左右，可以完成要求的本色面漆噴涂。某涂裝線上，采用2個7杯站噴涂車身本色面漆，旋杯的油漆輸出量在120ml/min左右，旋杯的利用效率太低。為驗(yàn)證一道旋杯噴涂本色面漆的實(shí)際效果，在現(xiàn)有的旋杯自動噴涂線上進(jìn)行試驗(yàn)，只應(yīng)用1個旋杯站，用現(xiàn)用的油漆，調(diào)整旋杯的油漆流量等參數(shù)，進(jìn)行一道本色面漆噴涂，結(jié)果表明漆膜厚度可以達(dá)到工藝要求，漆膜外觀質(zhì)量水平與同樣厚度的兩道噴涂水平相當(dāng)。盡管通過理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了采用1個旋杯站完成車身本色面漆噴涂的可行性，但不同噴涂機(jī)器、不同面漆材料可能存在差異。為保證這種工藝方式的穩(wěn)定應(yīng)用，希望涂料供應(yīng)商能夠進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究，提供抗流掛性好、固體分較高、適合靜電旋杯噴涂的優(yōu)良產(chǎn)品，就能更有把握地采用此工藝。在各方面的共同努力下，實(shí)現(xiàn)以1個旋杯站完成車身本色面漆噴漆，其降成本效果非常顯著。減少1個旋杯站，節(jié)省的設(shè)備投入超過千萬元，縮短了工藝流程，減少了噴漆室的長度，并節(jié)省了運(yùn)行動能費(fèi)用。第三節(jié)汽車涂裝車間（線）的工藝設(shè)計(jì)汽車涂裝車間（線）的設(shè)計(jì)包括工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、建筑及公用設(shè)計(jì)等。工藝設(shè)計(jì)貫穿整個汽車涂裝車間的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。一般在擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段，主要進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)（或稱概念設(shè)計(jì)）。在對擴(kuò)初設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查論證后，方進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段，在施工圖設(shè)計(jì)階段，工藝設(shè)計(jì)師要對擴(kuò)初高計(jì)進(jìn)行優(yōu)化、深化，然后向其他專業(yè)設(shè)計(jì)人員提出設(shè)計(jì)任務(wù)書及相應(yīng)的工藝資料（有時要向有關(guān)的專業(yè)公司提出招標(biāo)書）。在各專業(yè)完成總圖設(shè)計(jì)后，要對各專業(yè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行審查會簽，必要時要把各專業(yè)的設(shè)計(jì)在平面圖上匯總，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋給相應(yīng)專業(yè)設(shè)計(jì)人員，進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)某些專業(yè)由于某種原因不能滿足工藝要求時，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)及時拿出調(diào)整方案。此外，工藝設(shè)計(jì)師還要負(fù)責(zé)各專業(yè)之間互提資料的協(xié)調(diào)工作。在所有專業(yè)設(shè)計(jì)完成后，工藝設(shè)計(jì)師要繪制最終的安裝施工平面圖。一、涂裝車間的布置設(shè)計(jì)的程序、內(nèi)容及相互關(guān)系在完成初步設(shè)計(jì)工藝流程圖和設(shè)備選型之后，進(jìn)一步的工作就是將各工段與各設(shè)備按生產(chǎn)流程在空間上進(jìn)行組合、布置，并用管道將各工段和各設(shè)備連接起來。前者稱車間布置，后者稱管道布置（配管設(shè)計(jì)）。車間布置初步設(shè)計(jì)車間布置初步設(shè)計(jì)的最后成果是一組平（剖）面布置圖（初）或一只布置模型加有關(guān)照片。車間布置施工圖設(shè)計(jì)車間布置施工圖設(shè)計(jì)的最后成果是最終的車間布置平（剖）面圖，這是工藝提供給其他專業(yè)的基本設(shè)計(jì)條件。它給土建業(yè)提供建筑結(jié)構(gòu)的尺寸和標(biāo)高；設(shè)備支腳、操作平臺、樓梯、通道、道路的位置與要求；防火、防爆、防腐和物料及設(shè)備運(yùn)輸要求。它給設(shè)備設(shè)計(jì)部門提供容器與換熱器的支腳形式與位置，管口方位等。對電氣和儀表專業(yè)提供配電室，控制室位置，電器及儀表的安裝位置，電纜走向，開關(guān)板和儀表屏位置等。管道布置設(shè)計(jì)簡單的小型車間可以直接在設(shè)備圖上進(jìn)行管道布置，一般規(guī)模較大和較復(fù)雜的車間應(yīng)在配管模型上進(jìn)行三度空間的配管。管道布置的最后成果是：①經(jīng)過補(bǔ)充和校核的車間布置平（剖）面圖，供設(shè)備安裝；②管道布置圖或配管模型加管段圖，供管道預(yù)制與安裝。二、車間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容條件和依據(jù)車間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容車間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容可分為車間廠房布置和車間設(shè)備布置。車間廠房布置是對整個車間各工段、各設(shè)施在車間場地范圍內(nèi)，按照它們在生產(chǎn)中和生活中所起的作用進(jìn)行合理的平面和立面布置。設(shè)備布置是根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關(guān)因素，把各種工藝設(shè)備在一定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行排列。在設(shè)備布置中又分為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個階段，每一個設(shè)計(jì)階段均要求平面和剖面布置。 車間廠房布置設(shè)計(jì)的條件和依據(jù) （1）設(shè)計(jì)的基本條件 1)明確車間在廠區(qū)的平面位置。 2)掌握涂裝車間與加工、總裝車間和輔助部分的相互關(guān)系。 3)車間與原材料、工種和產(chǎn)品運(yùn)輸、動力輸送和消防安全的關(guān)系。 4)熟悉涂裝工藝流程，原材料、工件和產(chǎn)品的貯存和要求，輔助設(shè)施要求。 5)了解各設(shè)備和設(shè)施的特點(diǎn)和要求，要顧及日后安裝、維護(hù)、操作位置、巡回路線和地段。 6)熟悉有關(guān)防火、雷、爆、毒、衛(wèi)生和環(huán)保要求和標(biāo)準(zhǔn)，以便確定車間廠房的有關(guān)等級。7)要了解土建、設(shè)備、儀表、電氣、給排水、采暖通風(fēng)等專業(yè)和機(jī)修、安裝、操作和管理等方面的需要。三、車間布置的依據(jù)1．常用的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定主要設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定的名稱，詳細(xì)內(nèi)容見有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2. 設(shè)計(jì)的基本依據(jù)和基礎(chǔ)資料①對初步設(shè)計(jì)需要帶控制點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程圖，對施工圖設(shè)計(jì)需要管道儀表流程圖；②物料衡算數(shù)據(jù)及物料性質(zhì)（包括原料、中間體、副產(chǎn)品、成品的數(shù)量及性質(zhì)，三廢的數(shù)據(jù)及處理方法）；③原材料、工件、產(chǎn)品的貯存和運(yùn)輸要求；④車間設(shè)備一覽表（包括設(shè)備外形尺寸、重量、支撐形式及保溫情況）；⑤公用系統(tǒng)耗用量，供排水、供電、供熱、冷凍、壓縮空氣、外管資料；⑥車間定員表（除技術(shù)人員、管理人員、車間化驗(yàn)人員、崗位操作人員外，還包括最大班人數(shù)和男女比例的資料）；廠區(qū)總平面布置圖（包括本車間同其他生產(chǎn)車間、輔助車間、生活設(shè)施的相互聯(lián)系，廠內(nèi)人流物流的情況與數(shù)量）。四、車間布置設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容和要求1. 車間布置設(shè)計(jì)原則①最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。②有效地利用車間建筑面積（包括空間）和土地。③要為車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。④考慮其他專業(yè)對本車間布置的要求。⑤要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建。⑥車間中所采取的勞動保護(hù)、防腐、防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施是否符合要求。⑦本車間與其他車間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管線最短，聯(lián)系最方便。⑧考慮建廠地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件。⑨人流物流不能交錯。 車間廠房布置包括車間平面布置和立面布置，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)種類、廠區(qū)面積、廠區(qū)地形和地形條件。它必須滿足工藝要求，同時也應(yīng)符合國家的防火衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等各種規(guī)范和規(guī)定。（1）車間平面布置的內(nèi)容和要求1）車間平面布置的內(nèi)容一個較大的涂裝車間（裝置）通常包括下列組成。①生產(chǎn)設(shè)施包括生產(chǎn)工段、原料和產(chǎn)品倉庫、控制室、露天堆場或貯罐區(qū)等。②生產(chǎn)輔助設(shè)施包括除塵通風(fēng)室、變電配電室、機(jī)修儀修室、化驗(yàn)室和貯藏室等。③生活行政設(shè)施包括車間辦公室、工人休息、更衣室、浴室、廁所等。④其他特殊用室如勞動保護(hù)室保健室等。車間平面布置就是將上述車間（裝置）組成在平面上進(jìn)行組合布置。 車間廠房的基本部分確定以后，就可按照生產(chǎn)工藝流程和一些重要設(shè)備進(jìn)行平面布置試排。設(shè)備布置時應(yīng)確保生產(chǎn)工藝流程，減少物料用轉(zhuǎn)量，便于工作和設(shè)備的維修。 布置時上下工序要銜接，布點(diǎn)盡可能集中，以減少工件的傳送距離，節(jié)省投資，便于管理，提高工藝和機(jī)械化水平。 給操作人員留有一定空地。為便于管理和安全，設(shè)備與墻壁之間的距離，設(shè)備間的距離、運(yùn)輸通道、人行通道的寬度，都有一定的規(guī)范，必須遵照執(zhí)行。一般如下： 作業(yè)區(qū)域?qū)挾? 0．8～lm 維修和檢查設(shè)備的人行通道的寬度 0．8～1 m 人行通道寬度 1．5 m 能推小車的運(yùn)輸通道寬度 2．5 m 雙車道 3．5m 噴漆室出口和烘干室人口之間 ≥2m 人工搬動距離 ≤2．5m 打磨、拋光和補(bǔ)漆工位與噴漆室或浸漆槽出人口的間距≥5m 布置運(yùn)輸鏈應(yīng)盡量減少線路長度，驅(qū)動站布置于張力最大的地方，工件上掛段、卸下段高度應(yīng)考慮裝卸方便。 各設(shè)備和廠房構(gòu)件之間的距離可參見圖67。 從工位到最近的向外出口或樓梯口距離一般不大于75m。多層建筑物內(nèi)不大于50 m。 對運(yùn)輸鏈的驅(qū)動站和拉緊裝置，漆前處理、電泳、噴漆設(shè)備的輔助設(shè)備等都要考慮留出空間面積。（2）廠房的平面型式、跨度和高度對涂裝車間來說，多數(shù)情況是長方形，這樣設(shè)備布置彈性大，有利日后發(fā)展，也有利于自然采光和通風(fēng)。