一、引言
随着汽车技术—如自动驾驶技术、电动汽车(EV,electric vehicles)、混合动力汽车(HV, hybrid vehicles)及联网汽车—的发展,相关组件的类型与种类不断增加。通过采用先进技术,包括能源、动力/驱动与排气/冷却系统、电子控制单元(ECU)、传感器及连接器、通信与控制系统、接口以及二次电池等领域的组件已日趋复杂化。涂层技术通过粘附和成膜功能,被用于满足轻量化与生产效率提升的需求。
二、汽车制造中的粘合性(零部件制造)
汽车部件制造中粘附涂层的实例包括:在组装工艺中涂覆各类粘合剂,以及应用液态垫片和密封剂(密封胶、底漆)以防止油液和水泄漏。
1、粘合剂涂层(速固化、厌氧、紫外线固化等)
①组合灯、车头灯、侧视镜
②散热器软管、轮毂盖、减震器
③车辆内饰(座椅、座舱与顶棚织物、车门内部组件等)
④传感器(驱动控制系统传感器、安全气囊传感器)
⑤座舱组件(仪表板仪器与零件、导航系统、影音系统等)
2、液态垫片及密封剂(CIPG、FIPG等)涂层
①发动机部件(气缸盖、气缸体、油底壳等)
②变速箱盖、歧管、装饰组件
③电控单元(ECU)封装等
3、主题:直接影响质量的密封剂(密封胶、底漆)涂层
通过分配器机器人进行自动涂装,替代传统O型圈、填料等固体密封部件来涂覆液态垫片及密封剂(密封胶、底漆),可提高生产效率并降低成本。
然而,当采用自动涂装工艺涂布高粘度密封剂时,涂胶需保持稳定且形成连续的高宽比胶线。若胶线形状存在缺陷(如空隙),可能导致油液或水泄漏,致使产品质量与安全性下降。
涂胶后立即通过追踪分配器对密封剂形状进行检测,是防止缺陷工件流出的最有效措施。
4、主题:防止螺丝松动的涂层
汽车及其他交通工具使用的螺栓会因反复振动自然松动。防止螺丝松动的方法之一是将特殊粘合剂涂布到螺栓上进行接合或固定。该方法常用于发动机部件密封及安全气囊固定用螺丝。根据用途不同,螺丝用粘合剂可分为多种类型,例如具备弹性(减振性)或止水性的种类、可反复拆装的树脂熔接型,以及含有微胶囊并在螺丝紧固后开始固化的类型等。
图 使用分配器自动涂层的例子
尽管防松粘合剂有时采用毛刷涂布,但使用点胶机可对大量螺丝进行定量液剂的稳定高效涂覆,还能避免刷毛脱落卡在螺纹中导致的涂布缺陷。此外,对螺丝涂布防卡剂(功能赋予)等工艺也可通过相同流程实现自动化。
三、汽车制造中的表面功能化和表面加工(零部件制造)
汽车零部件制造中的功能化与表面处理工艺根据用途分为干涂层与湿涂层。例如,发动机摩擦部件表面的DLC(类金刚石碳)涂层属于干涂层68。湿涂层用于液体涂布,包含多种抑制摩擦热或压力引发故障的润滑剂,以及保护部件表面的涂布材料。
1、润滑脂涂层应用
①发动机及周边:电气部件及附件轴承、皮带轮单向离合器、发动机启动器、电动助力转向系统、线束
②底盘及传动系统:轮毂轴承(轮毂单元轴承)、轮毂盖、等速万向节、传动轴、球头节
③电机相关:雨刮器、车门后视镜、电动座椅、电动天线、防抱死制动系统(ABS)、废气再循环(EGR)、电子节气门
④控制线缆:油门、驻车制动器、车窗升降器
⑤其他:底盘组件、车门组件、电控单元/绝缘栅双极晶体管模块、座椅组件、仪表板(空调移动部件及按钮)
2、涂层类型
①硬质涂层:车头灯、组合灯、聚碳酸酯树脂车窗(部分场景会结合干涂层使用)
②防潮涂层:电控单元印刷电路板、电机印刷电路板
③其他:金属部件防锈处理、金属与树脂部件止水涂层、玻璃防碎或疏水涂层、喷漆、电镀
3、主题:小空间自动涂脂技术的进展
在汽车部件涂覆工艺中,复杂形状部件或狭窄区域的自动化涂覆传统上较为困难。但近年来,先进的自动涂覆技术已得到广泛应用。该方法结合分配器机器人的三维运动与非接触式(喷射)涂覆技术,通过倾斜角度精准滴涂润滑脂。该系统可对变速箱、门锁、电动车窗、座椅导轨等复杂形状部件及精细部位实现润滑脂的自动化涂覆。对于电控单元(ECU)印刷电路板(PCBs)及电机印刷电路板(motor PCBs)的防潮涂层,通过控制非接触式分配器等自动化涂覆设备,可仅对必要区域进行快速精准的自动涂覆,无需遮蔽处理。
原文选自:《Coating & Dispensing Technology》