复合材料汽车车身涂装后产生的瑕疵如何解决

在汽车工业中，车身的外表油漆质量是整车质量最重要的指标之一，因为车身油漆表面不仅起到保护车厢不被腐蚀的作用，而且对美化外观有着十分重要的影响。因此，尽管汽车主机厂承认复合材料与传统的金属相比具有种种优点，但是他们对复合材料经喷涂后的表面是否具有同金属表面一样的质量，仍持保留态度。事实上，复合材料在车身面板应用中遇到的一个最大挑战就是：复合材料经 涂装后产生的 瑕疵。 现以在车身面板方面使用最多的片状模塑料SMC部件为例进行分析。SMC车身部件在 涂装后，一般会产生很多的表面 瑕疵，如：针眼、气孔、裂纹和气泡等，尤其在车身面板的边缘区域，气泡问题较为严重。为了弥补这些缺陷，减少不合格产品率，提高部件的表面质量，目前国内生产厂家主要采用大量的 涂装后修补手段来加以改进，例如，在破泡、打磨、填腻子和抛光后，再按通常的 涂装工艺进行表面再 涂装。其结果是，虽然减少了不合格品率，但增加了大量的后修补工序和再 涂装工序，从而使生产成本大幅上升。另外，也限制了SMC在A级车身面板上的应用。

通常，SMC车身面板在 涂装后产生表面油漆 瑕疵和起泡的原因，除材料本身的原因外，绝大部分要归因于基质中的微小孔隙和微裂纹，而这些微小孔隙和微裂纹常常是在生产及搬运的过程中，因不注意人为形成的。例如，从部件的模压到脱模再到除边的过程，以及从部件的包装到运输的过程中，由于操作不慎导致部件边缘处产生许多微裂纹。正是这些看似微不足道的微小孔隙和微裂纹，在油漆喷涂的过程中，会积聚空气中的水分和油漆中的挥发性溶剂。当油漆后的SMC部件通过烘箱高温烘烤时，水分和溶剂膨胀蒸发变成气泡逸出，造成已喷完漆的部件表面起泡或气泡破裂变成气孔、针眼等油漆 瑕疵。
就SMC部件在 涂装后产生表面 瑕疵的问题，目前国外复合材料行业主要的解决办法是消除微孔隙和微裂纹，以从根本上杜绝油漆的表面 瑕疵，从而收到了很好的效果。其措施主要包括以下几个方面：
1、生产高强度、高韧性SMC树脂
近年来，美国AOC公司和Thyssenkrupp Budd 公司联合开发出了新的SMC树脂Atryl TCA。这种SMC树脂强度高，生产出的部件可减少50%的表面波痕（与传统的SMC表面相比），并增加了69%的韧性（与传统的SMC树脂相比），从而显著地阻止了在脱模过程中及脱模后产生微裂纹的可能性，即使在重要的边缘区域也不会产生。
2、加强模压工艺控制，促进模具技术进步
通过改变SMC片材的加料方式和片材的铺覆位置，增加材料的流动距离，以及在闭模过程中确保材料的均匀位移等措施，以达到减少SMC部件孔隙量的目的。另外采用PLC、 NCN控制的复合材料压机，对不同部件的模压工艺进行对应编程，以实现模压工艺控制；采用激光定位仪对材料铺覆进行正确定位等。对于大型或复杂零部件，采用真空辅助排气模具，以在真空条件下进行模压成型，从而可显著降低甚至消除SMC多孔性缺陷。
3、开发新型底漆涂料和新型涂装工艺
2003年，BASF公司针对SMC“油漆气泡”难题，推出了DynaSealTM 紫外固化封孔剂，这种技术使得SMC部件在喷漆烘干前，通过紫外引发聚合反应对SMC表面进行封孔。在接下来的喷漆油漆固化中，这层紫外固化的封孔剂层可阻止SMC基体中吸收的挥发物逸出，从而避免了气孔的产生。另外一种方法是模内涂层（IMC），即SMC在模具内部完全固化后，注入一层液体的涂层材料，这层涂层材料在SMC的表面固化并填满所有空隙，同时提供一层类似底漆的表面，防止了油漆气泡的产生。
4、文明生产，文明搬运
SMC部件产生微裂纹，很大程度上是在部件从脱模到除边的过程中，以及从包装到运输的过程中，因不文明的生产和搬运方式而造成的。因此，加强文明生产和文明搬运的教育至关重要。目前，国外己普遍实行了“产品不着地”的生产方式。通过大力推广零件专用周转箱（架）的物流形式，减少了搬运次数，避免了零件之间的相互碰撞，以杜绝人为因素造成的微裂纹。
以上介绍了国外从新材料、新工艺和新技术等方面着眼，从根源上解决汽车复合材料在 涂装方面不尽人意的缺陷的方法。这些方法消除了限制复合材料大规模应用的障碍，使复合材料车身面板能够达到或超过传统的钢铁材料的油漆质量。