碳纤维表面涂装工艺步骤有哪些?

  碳纤维复合材料由作为增强材料的碳纤维和作为基体材料的树脂组成,相比传统材料,碳纤维复合材料具有比强度高、比模量高、质量轻、抗疲劳性能好及减振性能优良等诸多优点。碳纤维复合材料汇聚了两种材料的优势,各组分在性能上起协同作用,具有单一材料无法比拟的优越综合性能。在汽车制造领域,碳纤维复合材料应用于汽车外饰件、汽车结构件等的设计与制造,本文我们来看下碳纤维表面涂装工艺步骤有哪些?

  1.碳纤维基材表面预处理

  碳纤维基材在来料时,往往带有以下缺陷:表面不平,树脂富集,树脂缺失,白点,针孔,颗粒等。对后续的喷涂质量影响较大,需要对其进行表面处理。表面处理的具体工艺为:采用砂纸对表面进行打磨,主要目的是去除表面残留的脱模剂,对表面进行粗化以增强涂料的附着力,更大限度地暴露覆盖在树脂表面的针孔。在打磨完成之后,对于基材缺损处使用树脂进行修补,之后进行烘烤,打磨修复直至表面平整。随后整车喷涂底漆,待固化之后检查表面质量状态,如还存有类似颗粒、针孔、表面不平等影响后续外观质量的缺陷,则对缺陷处进行打磨处理,重复喷涂作业直至外观质量符合要求。

  2.基材打磨

  待白车身运转到涂装车间之后,首先进行整车打磨,主要的工艺步骤包括擦拭,检查,打磨,除尘。打磨工艺的目的是去除来件表面的颗粒、划痕、毛刺等,同时增加底漆与中涂之间的附着力。

  第1步为擦拭,采用异丙醇与纯水(体积比1∶1)的混合液,用擦拭布对车身内外表面进行整体擦拭,除去车身表面的油污,擦拭的要点为由内至外、由上至下、由前至后,擦拭动作方向一致,避免来回擦拭,以防止油污残留。

  第2步为检查,擦拭完成后,佩戴手套,对车身整体质量进行检查,检查的步骤方法与擦拭一致,尤其要注意尖角处,部件交界处的涂装缺陷。

  第3步为打磨,步骤方法与擦拭一致,对于平面的打磨采用打磨机完成,凹凸面及部件边缘的打磨采用手工打磨完成,打磨过程中采用画圆的打磨手法。打磨时应谨慎对待造型线附近区域的打磨,不要破坏现有的车身造型线,如,腰线、引擎盖造型线等。

  第4步为除尘,在打磨完成之后,要对遗留的打磨灰进行最大限度的清理,以增加底漆与中涂之间的附着力。除了采用带有真空集灰设备的Festool打磨机及时处理打磨过程中产生的打磨灰,在打磨完成后,需要增加吹灰、真空吸尘器吸灰及湿抹布擦拭除灰工艺;尤其是在内腔残留的打磨灰如未能得到有效的清理,在后续喷涂过程中,很容易形成质量缺陷。

  3.中涂

  中涂工艺与传统喷漆工艺一致,在对喷漆表面进行擦拭除尘之后进行喷漆作业。由于Polestar1上车身为碳纤维复合材料,烘烤温度过高有破坏零件强度的风险,如,出现分层、零件变形等缺陷,长时间烘烤温度建议为80℃,短时间烘烤可采用100℃。为了配合碳纤维复合材料对低温烘烤的需求,Polestar1车型上使用的中涂为BASF提供的低温烘烤水性双组分涂料,中涂膜厚下限为30靘且不能出现流挂,中涂涂装完成后,流平10min,送至中涂烘炉中在80℃烘烤60min,完成中涂工艺。

  4.中涂打磨

  中涂后,车身再次转运至打磨间进行整车身打磨,打磨流程与基材打磨一致。此次打磨采用更为细腻的打磨纸,现场使用的是800#打磨纸。主要目的是处理中涂涂层的缺陷,增加中涂与色漆层之间的附着力。在中涂打磨过程中,要注意检查是否有针孔,发现针孔需要用单组分修补漆进行修复。另外,为了减少打磨灰对面漆喷涂(亚光清漆)的影响,在完成中涂打磨之后,采用塑料薄膜对车身底盘,门内板进行遮蔽。总之,要尽可能去除打磨灰,避免打磨灰对面漆喷涂造成缺陷。

  5.面漆

  面漆工艺包括色漆和罩光清漆。车身在洁净间完成包括静电除尘、溶剂擦拭、粘尘等一系列准备工作之后,首先进行色漆层的涂装,Polestar1车身采用的色漆为水性色漆,除珠光白颜色的白底为双组分涂料外,其余颜色均为单组分涂料。色漆喷涂完成后送至闪干炉进行闪干,工艺条件为70℃、6min。待车身冷却降温后,涂装罩光清漆,Polestar1车身采用的清漆为溶剂型双组分低温清漆,共有高光清漆和亚光清漆2种类型,烘干条件为80℃、60min。高光清漆的喷涂与传统喷涂一致,对亚光清漆的喷涂而言,有很多注意事项。

  6.抛光精修

  完成面漆工艺之后,在抛光时对表面质量先进行全面检查,对于类似清漆颗粒、流挂、橘皮、失光等可以进行打磨抛光处理,消除漆膜表面的细小缺陷,增加漆膜的光泽与平滑度,其他无法精修处理的需要送至点补间进行处理,完成涂装工艺。