Chương 3: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SƠN MỚI VỎ Ô TÔ
3.4. Phân tích các nguyên công
3.4.2. Quy trình công nghệ sơn trang trí
Bảng 3.2. Quy trình công nghệ sơn trang trí Stt Nguyên
công Sơ đồ nguyên công Nội dung
1 Sơn
Sealer
*Mục đích: Chống rung và thấm nước tại một vị trí như cắp capo, cửa xe, cửa kính, nắp khoang để hành lý quá trình này có tác dụng làm kín không cho nước thấm vào,
chống gỉ, bụi bẩn. Ngoài ra còn có tác dụng tăng cứng và làm đẹp sản phẩm
*Vị trí và phương pháp sơn: tra keo vào các khớp nối giữa các tấm kim loại. Các vị trí sơn như: các khe trên thân xe, cánh cửa, các ô kính, nắp capo, nắp khoang hành lý
*Thành phần nguyên liệu keo +PVC
+ Chất điền đầy vô cơ + Chất làm mềm dẻo
*Thời gian thực hiện khoảng 30ph
* Thiết bị: bơm khí nén keo, súng phun keo, thiết bị phòng độc
* Bậc thợ là bậc thợ 4
* Yêu cầu: phải đảm bảo làm kín các khe hở tăng hiệu quả chống thấm
2 Sơn
PVC
*Mục đích: Sơn PVC có mục đích chủ yếu là gia cố các chỗ dễ bị va chạm hay bị đá văng, ngoài ra còn cải thiện tính chống gỉ ở một số nơi thường xuyên tiếp xúc với các yếu tố ăn mòn
*Vị trí cần sơn chủ yếu là gầm xe và phần dưới của 2 miếng chắn lốp
* Các bước thực hiện nguyên công này:
+ Sau khi đưa xe vào vị trí sơn, ta
dán che chắn những chỗ cần thiết để tránh sơn vào những nơi không mong muốn
+ Tiến hành phun sơn với đầy đủ các trang thiết bị phục vụ và thiết bị phòng độc cho người công nhân + Để một thời gian cho khô lớp sơn sau đó bóc các tấm dán ra chuẩn bị cho nguyên công tiếp theo
*Thời gian sơn và để lớp sơn khô khoảng 25ph
* Thiết bị sử dụng: súng chuyên dùng
* Bậc thợ 4
* Yêu cầu đảm bảo phủ kín và lớp sơn đủ độ dày cần thiết theo yêu cầu
3 Dán
lớp chống rung
+ Mục đích: Giảm độ ồn, rung giật khi xe chuyển động và tạo cảm giác thoải mái cho người ngồi.
*Vật liệu dùng để giảm rung là tấm alphat. Alphat là một loại vật liệu giảm rung động cường độ cao ở dạng tấm, thành phần chủ yếu bao gồm alphat, nhựa cao su và các vật liệu vô cơ.
*Các bước thực hiện: tấm alphat được cắt theo hình dạng của các vùng áp dụng, rồi đem ép nhẹ chúng vào các vị trí đó. Sau đó nung nóng chảy chúng trong lò sơn
lót bề mặt.
* Thời gian khoảng 30ph
* Chọn bậc thợ 4
* Yêu cầu kỹ thuật: làm phẳng sàn xe ô tô và giảm rung động
4 Chuẩn bị bề mặt
*Mục đích: làm sạch cát bụi bẩn và dầu để chuẩn bị bề mặt tốt cùng như tăng khả năng bám dính cho lớp sơn tiếp theo
*Cách thực hiện nguyên công: sau khi xe được phun keo chống rung, sẽ được đưa tới buồng chuẩn bị để chỉnh sửa bề mặt và làm sạch, ở nguyên công này xe được rửa sạch bằng nước thông qua hệ thống bơm nước và được lau khô bằng giẻ sạch hoặc dùng bàn trải đánh một lượt
*Thời gian thực hiện khoảng 20ph
*Thiết bị:
+ Hệ thống cung cấp nước và máy bơm nước
+ Buồng rửa
+ Đường ray và giá đỡ vỏ xe
*Chọn thợ bậc 2
*Yêu cầu bề mặt phải sạch bụi bẩn, sạch dầu mỡ, đảm bảo độ bằng phẳng
5 Sơn lót bề mặt
*Mục đích
+ Nâng cao tính bám dính giữa lớp sơn ED và lớp sơn trên cùng
+ Cải thiện khả năng hấp thụ ứng suất và đảm bảo bề mặt lớp sơn trên cùng được bằng phẳng
+ Sửa chữa những lỗi do sơn ED để lại
*Thực hiện nguyên công: dùng súng phun sơn để phun lên vỏ xe một lớp sơn lót 3E5 Grey, nguyên công được thực hiện trong buồng phun sơn tĩnh điện
*Thời gian 10ph
*Thiết bị: súng phun sơn, buồng sơn, hệ thống đường ray, giá đỡ xe
* Bậc thợ 5
* Yêu cầu: đảm bảo khắc phục các nhược điểm còn tồn tại trước khi sơn lót, lớp sơn đủ độ dày cần thiết.
6 Sấy
khô
*Mục đích: quá trình sấy làm cho lớp sơn lót khô, đóng cứng, bám chắc vào lớp sơn ED và tạo điều kiện tốt nhất cho liên kết với lớp sơn màu tiếp theo
*Quy trình thực hiện nguyên công:
+ Sau khi xe được sơn lót bề mặt sẽ được chuyển qua lò sấy để sấy khô màng sơn. Ta sấy bằng phương pháp đối lưu nhiệt
+ Không khí được đốt nóng rồi lọc
sạch sau đó qua quạt khí nóng thổi vào buồng sấy xe không khí thoát ra lại được dẫn quay về và đưa vào đường nạp. Hệ thống được khép kín tuần hoàn
*Thời gian sấy khoảng 30ph
*Nhiệt độ sấy duy trì 175℃
* Các thiết bị sử dụng:
+ Lò sấy, hệ thống đốt nóng, lọc khí và một số thiết bị phụ
+ Đường ray, con lăn, giá đỡ xe
*Yêu cầu: Độ dày lớp này khoảng 40μm
*Tính toán lượng nhiệt cần để làm khô bề mặt xe sau khu rửa:
Q = ρk. Vk.C.( tk−tp) + ρp. Vp.L (J)
Trong đó:
+ Vk: thể tích lớp sơn. Vk= 15,75.40.10−6 = 623.10−6 m3
+ Vp : thể tích không khí , Vp = 15. 10−4 m3
+ ρk : mật độ dung dịch, ρk = 1500 kg/m3
+ ρp : mật độ không khí, ρp = 750 kg/m3
+ C : nhiệt dung riêng của vật liệu sơn. C =2000 J/kg.độ
+ tk = 175℃ : nhiệt độ sấy
+ tp = 25℃ : nhiệt độ môi trường + L: nhiệt dung riêng, L= 6. 105
J/kg.độ
Suy ra: Q =1500.623. 10−6
.2000.(175-25) + 750. 15. 10−4. 6.
105 = 1128090 (J)
7 Ráp
nước
*Mục đích: ráp nước có tác dụng làm bằng phẳng bề mặt các lớp sơn lót, tạo bề mặt tốt cho các nguyên công sau. Ráp nước còn có tác dụng làm tăng độ bám dính giữa các lớp sơn
*Các bước thực hiện nguyên công:
ráp nước là quá trình vừa rửa bằng nước vừa đánh giấy ráp.
+ Chuẩn bị bể rửa
+ Chuẩn bị giấy ráp loại mịn P600- P800 và giẻ sạch
+ Đầu tiên ta bơm nước làm ướt bề mạt xe, dùng giấy ráp chịu nước để đánh bóng bề mặt. Sau đó, ta dùng giẻ sạch lau khô bề mặt vừa rửa sạch các bụi bẩn và các vết ô nước
*Thời gian khoảng 30ph
* Thiết bị:
+Bể rửa, bơm nước
+ Giấy ráp chịu nước loại P600-P800
+ Rẻ khô hoặc dùng hơi khô để làm khô bề mặt
*Bậc thợ 3
* Yêu cầu: bề mặt vỏ xe bằng phẳng không có gợn, đồng đều.
8 Sơn
màu
*Mục đích: tạo ra màu sắc và tính thẩm mỹ cho vỏ ô tô. Lớp này cũng có tác dụng chống rỉ
*Các bước thực hiện nguyên công + Chuẩn bị sơn: chất làm cứng, chất phụ gia, dung môi, hòa trộn sơn theo chỉ dẫn nhà sản xuất, điều chỉnh độ nhớt
+ Kiểm tra màu sơn
+ Bật các công tắc điện, bật các quạt hút khí và bật quạt bộ xả khí + Sau đó tiến hành sơn lần thứ nhất, sau khi sơn xong lần thứ nhất quay lại sơn lần hai(cuối cùng)
*Phương pháp sơn có thể là phun thử công hoặc phun sơn bằng rô bốt trên dây chuyền phun sơn tự động hoặc bán tự động. Khi phun sơn cần chú ý:
+ Cần giữ khoảng cách giữa súng phun và bể mặt sơn khoảng 15- 20mm nếu quá gần hoặc quá xa đều không tốt cho màng sơn. Nếu khoảng cách súng phun gần gây ra hiện tượng chảy sơn. Nếu quá xa sẽ gây tổn hao sơn+ Áp suất khí 2,5 kg/cm2
+ Góc phun sơn: súng phun sơn cần
đặt vuông góc với bề mặt cần phun và được di chuyển song song với bề mặt phun+ Tốc độ di chuyển súng phun cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng màng sơn. Tốc độ di chuyển tiêu chuẩn của súng phun 200-400 mm/s. Nếu di chuyển nhanh hơn thì phải đưa súng phun vào gần bề mặt phun hơn
*Thời gian khoảng 20ph
*Bậc thợ trong nguyên công này đòi hỏi phải có kinh nghiệm về phun sơn và có tay nghề cao.
Thường sử dụng thợ bậc 5 trở lên
*Các thiết bị sử dụng
+Súng phun sơn, buồng sơn, thùng hòa trộn
+ Máy bơm ly tâm hút khí, hệ thống lọc khí để chỉ có khí sạch được hút vào buồng sơn
+ Quạt hút và quạt xả sơn thừa + Hệ thống điện, hệ thống chiếu sáng trong buồng sơn
*Yêu cầu kỹ thuật:
+ Chiều dày lớp sơn trong giai đoạn này phải đạt được 30μm
+ Đảm bảo màu sơn đồng đều, màu phải đẹp mang tính thẩm mỹ cao + Độ bóng trong giai đoạn này cũng phải đồng đều, bề mặt bằng phẳng
+ Yêu cầu lớp sơn này cũng phải có tính năng chống gỉ nhất định
*Tính toán lượng sơn cần để sơn lớp sơn màu
Lương sơn sử dụng trong nguyên công sơn lớp sơn màu:
P = S.δ.fk.k (kg) Trong đó:+ S = 15,75 m2 , diện tích bề mặt cần sơn màu
+ δ = 15 μm = 15. 10−6 m, chiều dày của một lần sơn
+ fk = 1500 kg/m3 , mật độ sơn
+ k =2, số lần sơn Thay số ta có:
P = 15,75.15. 10−6.1500.2 = 0,708 (kg)
9 Sơn
tạo độ bóng
*Mục đích: Tạo lớp sơn cuối cùng ngăn vỏ xe cách với môi trường bên ngoài, đồng thời làm cho bề mặt bóng đẹp nâng cao tính thẩm mỹ của vỏ xe ô tô
*Các bước thực hiện
+ Chuẩn bị sơn: chất làm cứng, chất phụ gia, dung môi, hòa trộn sơn theo chỉ dẫn nhà sản xuất, điều chỉnh độ nhớt+ Kiểm tra màu sơn + Bật các công tắc điện, bật các quạt hút khí và bật quạt bộ xả khí
*Phương pháp sơn
Có thể dùng phương pháp sơn thủ công hoặc phun sơn bằng robot, Khi phun sơn cần chú ý:
+ Cần giữ khoảng cách giữa súng phun và bề mặt sơn khoảng 15-20 mm, nếu quá gần hoặc quá xa đều không tốt cho màng sơn. Nếu khoảng cách súng phun gần gây ra hiện tượng chảy sơn. Nếu quá xa sẽ gây tổn hao sơn
+ Áp suất khí 3 kg/cm2
+ Góc phun sơn: súng phun cần đặt vuông góc với bề mặt cần phun và được đi chuyển song song với bề mặt phun
+ Tốc độ di chuyển súng phun cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng màng sơn. Tốc độ di chuyển tiêu chuẩn của súng phun 200-400 mm/s. Nếu di chuyển nhanh hơn thì phải đưa súng phun vào gần bề mặt phun hơn.
*Thời gian cho nguyên công này khoảng 40ph
* Các thiết bị sử dụng
+ Súng phun sơn, buồng sơn, thùng hòa trộn+ Máy bơm ly tâm hút khí, hệ thống lọc khí để chỉ có khí sạch được hút vào buồng sơn
+ Quạt hút và quạt xả sơn thừa
+ Hệ thống điện, hệ thống chiếu sáng trong buồng sơn
*Bậc thợ cần phải có kinh nghiệm phun sơn và có tay nghề. Sử dụng bậc thợ 5 trợ lên
*Yêu cầu kỹ thuật
+Chiều dày lớp sơn trong giai đoạn này phải đạt được 40μm
+ Đảm bảo độ bóng theo yêu cầu kỹ thuật đề ra
+Yêu cầu lớp sơn cũng phải có tính năng chống gỉ nhất định
*Tính toán lượng sơn cần để sơn lớp sơn bóng
Lượng sơn sử dụng trong nguyên công sơn lớp sơn bóng:
P = S.δ.fk.k (kg) Trong đó:
+ S = 15,75 m2, diện tích bề mặt cần sơn màu
+ δ = 40 μm = 40. 10−6 m, chiều dày của lớp sơn
+ fk = 1500 kg/m3, mật độ sơn + k=1, số lần sơn
Thay số: P=15,75. 40. 10−6 . 1500.1
= 0,945 kg
10 Sấy khô
*Mục đích: Quá trình này có tác dụng làm khô cưỡng bức làm dung môi bay hơi. Tốc độ bay hơi của dung môi cũng thúc đẩy các phản ứng làm khô nhanh màng sơn
*Phương pháp sấy: ta sấy khô màng sơn bằng phương pháp đối lưu nhiệt. Không khí được đốt nóng rồi lọc sạch sau đó qua quạt khí nóng thổi vào buồng sấy xe, không khí thoát ra lại được dẫn quay về và đưa vào đường nạp. Hệ thống được khép kín tuần hoàn.
*Thời gian và nhiệt độ sấy
+Ban đầu nhiệt độ là 210℃, giữ trong thời gain 5ph
+ Sau đó giảm xuống còn 175℃, giữ trong thời gian 30ph
*Các thiết bị sử dụng
+Lò sấy, hệ thống đốt nóng không khí
+ Quạt khí nóng, lọc khí, và một số thiết bị phụ
*Chọn thợ bậc 3
* Nhiệt lượng cần để làm khô bề mặt sơn và làm bay hơi dung môi Q = ρk. Vk.C.( tk−tp) + ρp. Vp.L (J)
Trong đó :
+ Vk: thể tích lớp sơn. Vk= 15,75.40.10−6 = 623.10−6 m3
+ Vp : thể tích không khí , Vp = 15. 10−4 m3
+ ρk : mật độ dung dịch, ρk = 1500 kg/m3
+ ρp : mật độ không khí, ρp = 750 kg/m3
+ C : nhiệt dung riêng của vật liệu sơn. C =2000 J/kg.độ+ tk = 210
℃ : nhiệt độ sấy trước
+ tp = 175℃ : nhiệt độ sấy sau + L: nhiệt dung riêng, L= 6. 105
J/kg.độ Suy ra:
Q=1500. 623.10−6 .2000.(210-175) + 750. 15. 10−4 . 6. 105 = 740415 (J)
11 Kiểm tra chất lượng màng sơn
*Các bước thực hiện
+ Kiểm tra màu sắc của sơn: Thông thường ta kiểm tra màu sắc của sơn dưới ánh sáng mặt trời, xem sơn có lẫn tạp chất không. Màu sắc của sơn có thể so sánh bằng cách so màu dung dịch iot. Do hàm lượng iot khác nhau, dung dịch có màu khác nhau và so sánh với dung dịch sơn thí nghiệm
+ Kiểm tra độ dày lớp sơn: Để kiểm tra độ dày của lớp sơn ta dùng máy đo. Phương pháp này đo nhanh hiệu quả và tính chính xác cao. Máy dùng là loại CH-1.
+ Kiểm tra độ bám chắc: để kiểm tra độ bám chắc của màng sơn ta dùng phương pháp dao nhọn và va đập tạo ra 4-5 đường song song trên bề mặt, khoảng cách giữa các vạch là 1mm. Nếu độ chắc của sơn tốt thì sơn không bị bong ra, bước này được thử trên tấm thẻ sơn đi kèm với vỏ xe.