【文章內(nèi)容簡介】 關于兩者的一次性投資，若計算廢氣處理裝置的費用，基本相當，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計實例一、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)省運行動能費用。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。盡管降成本任務迫切，但不能以犧牲質(zhì)量、環(huán)保為代價，降成本必須進行非常細致的工作，挖掘各種降成本的潛力，并進行充分的試驗論證，防止由于降成本引發(fā)的質(zhì)量、環(huán)保風險。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污水處理站集中處理，處理達標后排放；對含鉛電泳漆電泳后的水洗廢水，按環(huán)保法規(guī)要求，需進行單獨的廢水處理。為進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）設備，將電泳超濾液進行反滲透，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，以實現(xiàn)封閉清洗。該系統(tǒng)在部分汽車涂裝線上得到應用，應用效果較好。取消電泳后純水洗工藝的構想為了進一步挖掘電泳后水洗工藝中的降成本潛力，日本學者實驗比較了電泳后有無水洗對漆膜性能的影響。其實驗結果表明，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，試驗過無電泳后水洗工藝對漆膜性能的影響，結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)以上的相關實驗及應用情況，進一步推理，提出電泳后只采用超濾液清洗，取消電泳后純水洗的構想，但有同行認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)搜集的相關方面的信息，國內(nèi)某合資汽車公司計劃根據(jù)外資方的試驗結果，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。考慮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商根據(jù)各自的電泳漆產(chǎn)品特性，進行相關試驗研究，創(chuàng)造相關條件，爭取將電泳后免純水洗工藝應用到涂裝生產(chǎn)中。取消電泳后純水洗工藝，簡化電泳工藝流程，可以縮短電泳設備長度，減少電泳設備投入；在不增加電泳RO設備的情況下，簡單實現(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計以溶劑型金屬面漆為主的機器噴涂典型工藝過程如圖65所示。 圖65溶劑型金屬面漆機器噴涂典型工藝過程以本色面漆為主的商用車機器噴涂典型工藝過程如圖66所示。圖66本色面漆機器噴涂典型工藝過程 目前東風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。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，方案的關鍵是要論證1個自動噴涂機旋杯站（一道噴涂）能否替代原來需要2個自動噴涂機旋杯站（兩道噴涂）的本色面漆噴涂。首先圍繞機器本身進行理論計算。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%，自動噴涂機旋杯的工作效率60%，計算出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。為驗證一道旋杯噴涂本色面漆的實際效果，在現(xiàn)有的旋杯自動噴涂線上進行試驗，只應用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)，進行一道本色面漆噴涂，結果表明漆膜厚度可以達到工藝要求，漆膜外觀質(zhì)量水平與同樣厚度的兩道噴涂水平相當。盡管通過理論計算和試驗驗證，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)定應用，希望涂料供應商能夠進行相關試驗研究，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)省了運行動能費用。第三節(jié)汽車涂裝車間（線）的工藝設計汽車涂裝車間（線）的設計包括工藝設計、設備設計、建筑及公用設計等。工藝設計貫穿整個汽車涂裝車間的項目設計。一般在擴初設計階段，主要進行工藝設計（或稱概念設計）。在對擴初設計方案進行審查論證后，方進入施工圖設計階段，在施工圖設計階段，工藝設計師要對擴初高計進行優(yōu)化、深化，然后向其他專業(yè)設計人員提出設計任務書及相應的工藝資料（有時要向有關的專業(yè)公司提出招標書）。在各專業(yè)完成總圖設計后，要對各專業(yè)的設計進行審查會簽，必要時要把各專業(yè)的設計在平面圖上匯總，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋給相應專業(yè)設計人員，進行調(diào)整。當某些專業(yè)由于某種原因不能滿足工藝要求時，工藝設計應及時拿出調(diào)整方案。此外，工藝設計師還要負責各專業(yè)之間互提資料的協(xié)調(diào)工作。在所有專業(yè)設計完成后，工藝設計師要繪制最終的安裝施工平面圖。一、涂裝車間的布置設計的程序、內(nèi)容及相互關系在完成初步設計工藝流程圖和設備選型之后，進一步的工作就是將各工段與各設備按生產(chǎn)流程在空間上進行組合、布置，并用管道將各工段和各設備連接起來。前者稱車間布置，后者稱管道布置（配管設計）。車間布置初步設計車間布置初步設計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照片。車間布置施工圖設計車間布置施工圖設計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)的基本設計條件。它給土建業(yè)提供建筑結構的尺寸和標高；設備支腳、操作平臺、樓梯、通道、道路的位置與要求；防火、防爆、防腐和物料及設備運輸要求。它給設備設計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，開關板和儀表屏位置等。管道布置設計簡單的小型車間可以直接在設備圖上進行管道布置，一般規(guī)模較大和較復雜的車間應在配管模型上進行三度空間的配管。管道布置的最后成果是：①經(jīng)過補充和校核的車間布置平（剖）面圖，供設備安裝；②管道布置圖或配管模型加管段圖，供管道預制與安裝。二、車間布置設計的內(nèi)容條件和依據(jù)車間布置設計的內(nèi)容車間布置設計的內(nèi)容可分為車間廠房布置和車間設備布置。車間廠房布置是對整個車間各工段、各設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行合理的平面和立面布置。設備布置是根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關因素，把各種工藝設備在一定的區(qū)域內(nèi)進行排列。在設備布置中又分為初步設計和施工圖設計兩個階段，每一個設計階段均要求平面和剖面布置。 車間廠房布置設計的條件和依據(jù) （1）設計的基本條件 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系。 3)車間與原材料、工種和產(chǎn)品運輸、動力輸送和消防安全的關系。 4)熟悉涂裝工藝流程，原材料、工件和產(chǎn)品的貯存和要求，輔助設施要求。 5)了解各設備和設施的特點和要求，要顧及日后安裝、維護、操作位置、巡回路線和地段。 6)熟悉有關防火、雷、爆、毒、衛(wèi)生和環(huán)保要求和標準，以便確定車間廠房的有關等級。7)要了解土建、設備、儀表、電氣、給排水、采暖通風等專業(yè)和機修、安裝、操作和管理等方面的需要。三、車間布置的依據(jù)1．常用的設計規(guī)范和規(guī)定主要設計規(guī)范和規(guī)定的名稱，詳細內(nèi)容見有關的標準和規(guī)范。2. 設計的基本依據(jù)和基礎資料①對初步設計需要帶控制點生產(chǎn)工藝流程圖，對施工圖設計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)品的貯存和運輸要求；④車間設備一覽表（包括設備外形尺寸、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（除技術人員、管理人員、車間化驗人員、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、車間布置設計原則、內(nèi)容和要求1. 車間布置設計原則①最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設備維修的要求。②有效地利用車間建筑面積（包括空間）和土地。③要為車間的技術經(jīng)濟指標、先進合理以及節(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)展和廠房的擴建。⑥車間中所采取的勞動保護、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，同時也應符合國家的防火衛(wèi)生標準等各種規(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)輔助設施包括除塵通風室、變電配電室、機修儀修室、化驗室和貯藏室等。③生活行政設施包括車間辦公室、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備進行平面布置試排。設備布置時應確保生產(chǎn)工藝流程，減少物料用轉(zhuǎn)量，便于工作和設備的維修。 布置時上下工序要銜接，布點盡可能集中，以減少工件的傳送距離，節(jié)省投資，便于管理，提高工藝和機械化水平。 給操作人員留有一定空地。為便于管理和安全，設備與墻壁之間的距離，設備間的距離、運輸通道、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、拋光和補漆工位與噴漆室或浸漆槽出人口的間距≥5m 布置運輸鏈應盡量減少線路長度，驅(qū)動站布置于張力最大的地方，工件上掛段、卸下段高度應考慮裝卸方便。 各設備和廠房構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。 對運輸鏈的驅(qū)動站和拉緊裝置，漆前處理、電泳、噴漆設備的輔助設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，這樣設備布置彈性大，有利日后發(fā)展，也有利于自然采光和通風。