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摘要：隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，降噪、減震、輕量化、環(huán)保等方面優(yōu)化越來越被重視。水性阻尼材料（LASD）具有不含有機(jī)溶劑、密度小以及可提高NVH等優(yōu)點，因此對其進(jìn)行研究與推廣意義重大。闡述了水性阻尼材料優(yōu)劣勢，對產(chǎn)品阻尼性能與減重效果進(jìn)行了試驗驗證，同時結(jié)合某生產(chǎn)線實際情況，介紹了舊線體引進(jìn)水性阻尼材料的改造方案及對工藝設(shè)備的技術(shù)要求，并對應(yīng)用中常見問題、預(yù)防措施及日常維護(hù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：水性阻尼材料；環(huán)保；減重；降噪

1前言

近年來汽車行業(yè)飛速發(fā)展，競爭日趨激烈，環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，降噪、減震、輕量化、環(huán)保等方面優(yōu)化越來越被重視。水性阻尼材料（LASD）因其不含有機(jī)溶劑、密度小以及可提高NVH等優(yōu)點被越來越多主機(jī)廠應(yīng)用。目前，水性阻尼材料在歐美國家已應(yīng)用多年且產(chǎn)品技術(shù)成熟，國內(nèi)也越來越多主機(jī)廠已應(yīng)用或者開始關(guān)注本產(chǎn)品。

2水性阻尼材料優(yōu)劣勢介紹

阻尼減振降噪技術(shù)是有效控制汽車行駛過程中產(chǎn)生振動和噪聲的方法之一，在汽車上得到了廣泛應(yīng)用[1]。主要應(yīng)用部位有發(fā)動機(jī)蓋、防火墻、車門、頂蓋、車底板、備胎箱、輪罩等。水性阻尼材料是一種以高分子樹脂聚合物為基本成膜物，以水為分散介質(zhì)，輔以填料和助劑等制備的水性高分子減振降噪阻尼材料，而傳統(tǒng)熱熔型阻尼材料以瀝青為主要基材并輔以無機(jī)填料，制成的阻尼墊利用汽車涂裝烘房烤漆工序使該材料熔融并粘貼在車身上[2]。

2.1水性阻尼材料優(yōu)勢

2.1.1車身輕量化瀝青墊片密度1.7g/cm3左右，水性阻尼材料密度0.9～1.2g/cm3，同時水性阻尼材料具有更高的阻尼性，在保證與瀝青墊片同等質(zhì)量的情況下，厚度可減少0.5～1mm，最終可減少阻尼材料使用量的30%～40%，整車質(zhì)量和汽車油耗得到降低。

2.1.2環(huán)境友好性水性阻尼材料以水為分散介質(zhì)，VOC、甲醛含量非常少，改善了車內(nèi)空氣質(zhì)量，提升了客戶乘坐感受，在環(huán)保方面明顯優(yōu)于瀝青墊片。

2.1.3阻尼性優(yōu)良在同等厚度下，水性阻尼材料阻尼性能更優(yōu)，且可調(diào)控，能夠滿足不同車型的需求。

2.1.4施工柔性強(qiáng)水性阻尼材料機(jī)器人進(jìn)行噴涂，有效地規(guī)避了錯裝、漏裝問題；供膠系統(tǒng)集中供膠，規(guī)避了公司多款車型共線生產(chǎn)存在的瀝青墊片鋪設(shè)區(qū)域空間不足及混亂問題，有效地改善了該區(qū)域5S；有新車型或者量產(chǎn)車型調(diào)整需求時，調(diào)整仿形及噴涂參數(shù)即可，避免了瀝青墊片存在的切換流程復(fù)雜及成本高的問題等，具體對比見表1。

2.1.5運(yùn)行成本低雖然水性阻尼材料成本比瀝青墊片高，但其物流、存儲、人工及后續(xù)處理等方面費用都有降低，綜合應(yīng)用成本降低，同時提高了生產(chǎn)節(jié)拍，水性阻尼材料與瀝青墊片物流對比見圖1。

2.2水性阻尼材料的劣勢

a.設(shè)備投資高，水性阻尼材料前期設(shè)備投資大，瀝青墊片不需要設(shè)備投資。b.材料成本高，水性阻尼材料還處于推廣階段，未完全國產(chǎn)化，成本高于瀝青墊片。c.舊線改造困難，舊線改造涉及到土建、設(shè)備等多方面，若現(xiàn)場無預(yù)留位置，改造量較大，改造困難。

3材料性能研究

3.1成膜機(jī)理

水性阻尼材料的組成為：乳液、填料、分散劑、表面活性劑、增稠劑及殺菌劑，其中乳液為主體，產(chǎn)品特性見表2，目前國內(nèi)外的整車廠大部分采用的材料都是以水性丙烯酸乳液為主體的水性丙烯酸基LASD[3]。其成膜機(jī)理如圖2所示。

3.2性能驗證

3.2.1阻尼性能驗證材料的阻尼性能通常使用復(fù)合損耗因子表征，一般通過懸臂梁法測量。圖3所示為某水性阻尼材料與本公司所使用瀝青墊片的復(fù)合損耗因子數(shù)據(jù)對比曲線，從曲線結(jié)果可以看出，水性阻尼材料具有更好的阻尼性能。在一定范圍內(nèi)，隨著水性阻尼材料厚度增加其阻尼性能更好。

3.2.2減重效果驗證為驗證水性阻尼材料的減重效果，取某型號水性阻尼材料在烘干箱進(jìn)行烘干，使用密度天平測量其密度與本公司使用的瀝青墊片密度，測試結(jié)果見表3，在整車上應(yīng)用同等厚度，同等面積的水性阻尼材料代替瀝青墊片，可減重30%左右。以公司某車型為例，該車型瀝青墊片布置面積2.11m2，厚度3mm，單車使用質(zhì)量11.3kg，若使用水性阻尼材料，噴涂相同面積及厚度，單車使用質(zhì)量7.55kg，單車可實現(xiàn)減重3.75kg。

4水性阻尼材料施工改造及對工藝設(shè)備的技術(shù)要求

對于使用瀝青墊片的舊線體，引入水性阻尼材料需要安裝機(jī)器人和設(shè)計輸送管路，涉及到生產(chǎn)線改造、工藝設(shè)備選擇等多方面。

4.1改造方案

改造方案設(shè)計包括改造位置選擇、布局配置、改造安排等。改造位置選擇以在滿足工藝條件的基礎(chǔ)上改造量最小為原則。布局配置根據(jù)生產(chǎn)車型噴涂面積、噴涂位置生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行布局。改造安排以不影響正常生產(chǎn)為原則。以某生產(chǎn)線為例進(jìn)行說明。

4.1.1改造位置選擇水性阻尼材料工藝需在PVC段進(jìn)行，結(jié)合在滿足工藝條件的基礎(chǔ)上改造量最小原則，選擇改造位置。本生產(chǎn)線某車型頂蓋密封機(jī)器人位置閑置，該位置在PVC車內(nèi)焊縫密封后，細(xì)密封前，可滿足工藝要求，同時該位置改造內(nèi)容少、難度小，滿足在滿足工藝條件的基礎(chǔ)上改造量最小原則，改造位置如圖4所示。

4.1.2布局配置布局配置根據(jù)生產(chǎn)車型噴涂面積、噴涂位置、生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行安排。本生產(chǎn)線車型車身后部尾箱內(nèi)涂膠面積較大，故每條線放置一臺垂直導(dǎo)軌機(jī)器人用于提高可達(dá)性和機(jī)器人利用率，同時根據(jù)本生產(chǎn)線節(jié)拍需求每條線布置3臺噴涂機(jī)器人，一套供膠輸送系統(tǒng)，見圖5。

4.1.3改造安排改造安排以不影響正常生產(chǎn)為原則，因此本生產(chǎn)線改造利用周末停產(chǎn)時間完成供膠系統(tǒng)、室體改造、原設(shè)備拆除等工作，利用夏季檢修7天停產(chǎn)時間完成機(jī)器人改造。

4.2工藝設(shè)備技術(shù)要求

水性阻尼材料應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成示意見圖6。

4.2.1機(jī)器人噴涂系統(tǒng)a.機(jī)器人定位系統(tǒng)，機(jī)器人配備VMT視覺系統(tǒng)，對車身進(jìn)行定位，通過攝像頭拍照后將車身定位偏差發(fā)送給機(jī)器人，進(jìn)行軌跡校正。b.機(jī)器人噴槍，推薦使用flat-stream或multi-stream槍嘴，3D噴槍，3個槍嘴，3個角度噴涂，一遍噴涂即可達(dá)到膜厚要求。

4.2.2溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng)通過溫度調(diào)節(jié)器對加熱組件進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)管路中材料溫度，滿足工藝要求，同時不能頻繁波動。

4.2.3流量控制系統(tǒng)流量控制系統(tǒng)采用控制體積型計量系統(tǒng)，定量填充，定量噴涂，利用車身行走時間填充。通過設(shè)定機(jī)器人每個噴涂點的條件（如吐出量等），控制噴涂量。

4.2.4供膠輸送系統(tǒng)因水性阻尼材料粘度隨溫度變化明顯，為規(guī)避溫度變化對粘度的影響，因此輸送管路要進(jìn)行保溫，以保證施工狀態(tài)穩(wěn)定。同時為保持乳液體系穩(wěn)定，水性阻尼材料PH值通常保持在8～9之間，弱堿性，因此配套的輸送管路、膠泵、膠桶等必須使用不銹鋼材質(zhì)。

5應(yīng)用中常見問題及預(yù)防措施

5.1氣泡

換膠過程中空氣沒有排凈、材料生產(chǎn)中混入空氣、運(yùn)輸中混入大量的空氣，經(jīng)過高溫烘烤形成氣泡；噴涂后未按時烘干，材料受潮、脫水形成氣泡、開裂。所以要加強(qiáng)輸送設(shè)備、生產(chǎn)安排、來料等方面管理。

5.2流掛

流掛原因主要包括材料粘度過低或者噴涂過厚。所以要加強(qiáng)噴涂設(shè)備及來料管理。

5.3搭接不良

搭接不良主要因為噴涂間距不合適出現(xiàn)的搭接不足或重疊嚴(yán)重，所以，槍嘴到鋼板距離最好控制在20～50mm。

5.4分叉

分叉原因主要是噴嘴堵塞或者噴嘴損壞，噴嘴堵塞原因一般是換膠時有干膠掉入、原材料制造時過濾網(wǎng)損壞、包裝時有雜質(zhì)混入等，所以要定期對過濾器進(jìn)行清洗，并對噴嘴和過濾器進(jìn)行檢查。

5.5剝落、剝離剝落、剝離主要因為來料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或噴涂后未及時烘干，所以要加強(qiáng)來料、生產(chǎn)安排等方面管理。

6生產(chǎn)維護(hù)

6.1正常生產(chǎn)間歇

a.停止生產(chǎn)程序，泄壓、用刷子清潔槍嘴的外板并涂上凡士林保濕、槍嘴浸入水中。b.開始生產(chǎn)程序，排膠（排掉約為噴槍中的材料）、檢查有無堵槍，如發(fā)現(xiàn)堵槍，拆洗槍嘴外板。

6.2周末停產(chǎn)

a.停止生產(chǎn)程序，泄壓、清洗槍嘴和噴槍、噴槍噴嘴涂上凡士林、水桶更換清水、槍嘴浸入水桶中。b.開始生產(chǎn)程序，排膠（排掉約5加侖材料）、檢查有無堵槍，如發(fā)現(xiàn)堵槍，拆洗槍嘴外板。

6.3長時間停產(chǎn)

a.停止生產(chǎn)程序，泄壓、清洗槍嘴和噴槍、噴槍噴嘴涂上凡士林、水桶更換清水、槍嘴浸入水桶中、定期排膠。b.開始生產(chǎn)程序，檢查所有的球閥是否開啟、排膠（排掉約5加侖材料）、檢查有無堵槍，如發(fā)現(xiàn)堵槍，拆洗槍嘴外板。7結(jié)束語水性阻尼材料因其優(yōu)良的阻尼性、施工性以及環(huán)保性，日益得到業(yè)界的認(rèn)可。在汽車行業(yè)，因其前期投資大，材料成本高、舊線改造困難等原因應(yīng)用還不是很廣泛，需要我們廣大涂裝設(shè)計、工藝人員共同努力使其得到推廣。

參考文獻(xiàn)：

［1］李洪林.瀝青阻尼材料在汽車上的應(yīng)用與發(fā)展[J].汽車技術(shù),2003(12):34－37.

［2］黃磊,徐波,黃安民,等.汽車用熱熔阻尼材料阻尼性能的研究[J].汽車工藝與材料,2011(12):42－42．

［3］廖梅東,林小慰,何凱欣,等.噴涂水性丙烯酸液態(tài)阻尼材料的研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代涂裝,2017(11):70－72.

作者：白揚(yáng) 王佩佩 陳孚 單位：一汽轎車股份有限公司