论文部分内容阅读
摘 要：本文基于实际工程经验研究了飞机涂装面漆色差与施工工艺之间的关系，为日后进一步改善低限值面漆色差问题奠定了重要基础。
关键词：色差;低限值;色漆;喷涂
1 色差表征原理
为了避免单独涂装的零件组装成整机后出现这种感觉上的差异，飞机零件制造过程中须通过“色差”这一关键性指标对各个零件的颜色加以统一性控制。为避免人眼及人脑在“感觉”上产生的差异，将颜色定义为以L，a，b三个参数进行表征：L表征反射光的亮度、a表征红绿色相、b表征黄蓝色相[1]。
相应地，用被测目标的三个量分别同标准体的三个量做差，得出的值则可用以表征目标色同标准色相比的亮暗（ΔL*）、红绿（Δa*）、黄蓝属性（Δb*）。最终“色差”则以公式ΔE*=（ΔL*2+Δa*2+Δb*2）1/2计算，并以结果ΔE*进行表征。[2]
2 施工工艺对色差的影响
2.1 色漆调配
漆料由于长时间运输、存储，容易出现严重的分层及沉淀现象。如果在调配色漆前，各组分本身不能均质分散，将直接导致调配比例失衡，对后续漆膜质量造成不良影响。所以在原有容器中应通过强力震荡、机械搅拌、手动搅拌等分散方式将材料均质分散，以规避正确配比下各组分比例失衡的问题。
色漆混合均一后，需要根据ISO2431的要求使用粘度杯对漆料进行黏度测试（粘度杯又名蔡恩杯，是根据美国材料实验室学会油漆及原材料标准ASTM编号D4212-93《浸入式粘度杯的标准试验方法》中有关规定并结合实际生产制造的， 按不同孔径2 mm、2.74 mm、3.76 mm、4.26 mm、5.28 mm可分为1#、2#、3#、4#、5#）。黏度测试可间接反映漆料的质量状态，当黏度测试结果超出黏度公差时漆料将出现应用问题，并直接影响施工性能、漆膜的流平性、流挂性，等。实践证明，当使用黏度过大的M8002色漆喷涂零件时，色差结果整体超出限值0.35（如图1，4982和5016两个批次漆料的黏度值均超出上限40s达到48s左右，同时色差结果远超出标准上限。当漆料黏度变大，喷漆雾化效果差，L值增大使漆层颜色变暗。）。
2.2 色漆喷涂
2.2.1喷枪选择 为了达到较佳的涂饰质量、获得更高的涂饰效率及涂料利用率以及更均一的表面，通常对于大尺寸零部件的喷涂要选用静电喷涂的方式进行施工（见图2）。静电喷涂是根据静电吸引的原理，即以接地的被涂物作为正极，油料雾化器（即喷杯或喷盘）接高压电作为负极。例如，在M8002面漆涂饰过程中我们采用GRACO PRO XS3/XS4静电喷枪进行施工，GRACO静电喷枪具有初始电压无电流、最高电流无电压的优势（见图3）。
2.2.2流量设置 喷涂设备流量设置的大小会直接影响漆膜厚度及其表面质量。流量过低，漆膜厚度不足，遮盖力不良，底层颜色将影响面层颜色（如图4）;流量过高，漆膜過厚并产生流挂等缺陷影响漆面外观质量。例如，在M8002面漆涂饰过程中建议采用280-320ml/min的流量进行喷涂。
图4 色漆面层颜色受中涂层底漆影响
2.2.3雾化压力 雾化压力的设置也直接影响漆面质量。雾化压力过高，会产生漆料浪费、表面过细，L变大从而使漆面颜色变浅;雾化压力过低会产生流挂、粗糙、降低喷涂效率，同时L变小使得漆面颜色变深。例如，在M8002面漆涂饰过程中建议采用5-6bar的喷涂压力。
2.2.4喷嘴尺寸 通常，喷嘴尺寸要同流量及压力协同选择已达到较好的涂装效果。例如，在上面流量及压力设置的情况下，喷嘴尺寸推荐为1.2-1.5mm。这些参数的选择也要考虑漆工自身的条件，如臂长、移动速度、身高等因素。实际制造过程中，需要通过实践在推荐范围内最终确定适合漆工自身的工艺参数。
2.2.5温湿湿度 喷涂及干燥过程中的温湿度会对漆层质量产生至关重要的影响。温湿度的高低将直接影响漆料中稀释剂挥发的快慢以及各组分之间反应的快慢程度，如湿度大于75%，会造成慢干、反应慢、失光等现象;温度过高，溶剂迅速挥发所引发的热应力将造成漆面针孔、气泡、裂纹等漆病。通常，在漆面涂饰的施工过程中要求温度控制在15-35℃，相对湿度控制在20-85%。为了获得更高质量状态的漆面，建议温湿度分别优化在23±2℃、50±5%的范围内。实践表明当环境温度升高，湿膜干燥过快将引起L值升高颜色变浅;当环境湿度升高，湿膜干燥过慢将引起L值降低颜色变暗。色漆的后续干燥过程同样会直接影响漆膜的表面质量。通常，长时间过高的温度会引发漆面老化，使漆面颜色变暗。
3 结论
工程实践表明，施工工艺对低限值色漆的色差具有十分显著的影响。制造中，对色差的控制是一项非常复杂的工作，对于颜色性质敏感的色漆，通过严格控制施工环境、工具类型及其参数的设置，将实现对施工过程的有效控制。
参考文献
[1]刘浩学.CIE均匀颜色空间与色差公式的应用.《北京印刷学院学报》，2003.
[2]郑元林，杨淑蕙，周世生等.CIE 1976LAB色差公式的均匀性研究.《包装工程》，2005.
[3]夏侯，元俊，朱传启.色漆制造及通用色浆.《中国涂料》，2000.
关键词：色差;低限值;色漆;喷涂
1 色差表征原理
为了避免单独涂装的零件组装成整机后出现这种感觉上的差异，飞机零件制造过程中须通过“色差”这一关键性指标对各个零件的颜色加以统一性控制。为避免人眼及人脑在“感觉”上产生的差异，将颜色定义为以L，a，b三个参数进行表征：L表征反射光的亮度、a表征红绿色相、b表征黄蓝色相[1]。
相应地，用被测目标的三个量分别同标准体的三个量做差，得出的值则可用以表征目标色同标准色相比的亮暗（ΔL*）、红绿（Δa*）、黄蓝属性（Δb*）。最终“色差”则以公式ΔE*=（ΔL*2+Δa*2+Δb*2）1/2计算，并以结果ΔE*进行表征。[2]
2 施工工艺对色差的影响
2.1 色漆调配
漆料由于长时间运输、存储，容易出现严重的分层及沉淀现象。如果在调配色漆前，各组分本身不能均质分散，将直接导致调配比例失衡，对后续漆膜质量造成不良影响。所以在原有容器中应通过强力震荡、机械搅拌、手动搅拌等分散方式将材料均质分散，以规避正确配比下各组分比例失衡的问题。
色漆混合均一后，需要根据ISO2431的要求使用粘度杯对漆料进行黏度测试（粘度杯又名蔡恩杯，是根据美国材料实验室学会油漆及原材料标准ASTM编号D4212-93《浸入式粘度杯的标准试验方法》中有关规定并结合实际生产制造的， 按不同孔径2 mm、2.74 mm、3.76 mm、4.26 mm、5.28 mm可分为1#、2#、3#、4#、5#）。黏度测试可间接反映漆料的质量状态，当黏度测试结果超出黏度公差时漆料将出现应用问题，并直接影响施工性能、漆膜的流平性、流挂性，等。实践证明，当使用黏度过大的M8002色漆喷涂零件时，色差结果整体超出限值0.35（如图1，4982和5016两个批次漆料的黏度值均超出上限40s达到48s左右，同时色差结果远超出标准上限。当漆料黏度变大，喷漆雾化效果差，L值增大使漆层颜色变暗。）。
2.2 色漆喷涂
2.2.1喷枪选择 为了达到较佳的涂饰质量、获得更高的涂饰效率及涂料利用率以及更均一的表面，通常对于大尺寸零部件的喷涂要选用静电喷涂的方式进行施工（见图2）。静电喷涂是根据静电吸引的原理，即以接地的被涂物作为正极，油料雾化器（即喷杯或喷盘）接高压电作为负极。例如，在M8002面漆涂饰过程中我们采用GRACO PRO XS3/XS4静电喷枪进行施工，GRACO静电喷枪具有初始电压无电流、最高电流无电压的优势（见图3）。
2.2.2流量设置 喷涂设备流量设置的大小会直接影响漆膜厚度及其表面质量。流量过低，漆膜厚度不足，遮盖力不良，底层颜色将影响面层颜色（如图4）;流量过高，漆膜過厚并产生流挂等缺陷影响漆面外观质量。例如，在M8002面漆涂饰过程中建议采用280-320ml/min的流量进行喷涂。
图4 色漆面层颜色受中涂层底漆影响
2.2.3雾化压力 雾化压力的设置也直接影响漆面质量。雾化压力过高，会产生漆料浪费、表面过细，L变大从而使漆面颜色变浅;雾化压力过低会产生流挂、粗糙、降低喷涂效率，同时L变小使得漆面颜色变深。例如，在M8002面漆涂饰过程中建议采用5-6bar的喷涂压力。
2.2.4喷嘴尺寸 通常，喷嘴尺寸要同流量及压力协同选择已达到较好的涂装效果。例如，在上面流量及压力设置的情况下，喷嘴尺寸推荐为1.2-1.5mm。这些参数的选择也要考虑漆工自身的条件，如臂长、移动速度、身高等因素。实际制造过程中，需要通过实践在推荐范围内最终确定适合漆工自身的工艺参数。
2.2.5温湿湿度 喷涂及干燥过程中的温湿度会对漆层质量产生至关重要的影响。温湿度的高低将直接影响漆料中稀释剂挥发的快慢以及各组分之间反应的快慢程度，如湿度大于75%，会造成慢干、反应慢、失光等现象;温度过高，溶剂迅速挥发所引发的热应力将造成漆面针孔、气泡、裂纹等漆病。通常，在漆面涂饰的施工过程中要求温度控制在15-35℃，相对湿度控制在20-85%。为了获得更高质量状态的漆面，建议温湿度分别优化在23±2℃、50±5%的范围内。实践表明当环境温度升高，湿膜干燥过快将引起L值升高颜色变浅;当环境湿度升高，湿膜干燥过慢将引起L值降低颜色变暗。色漆的后续干燥过程同样会直接影响漆膜的表面质量。通常，长时间过高的温度会引发漆面老化，使漆面颜色变暗。
3 结论
工程实践表明，施工工艺对低限值色漆的色差具有十分显著的影响。制造中，对色差的控制是一项非常复杂的工作，对于颜色性质敏感的色漆，通过严格控制施工环境、工具类型及其参数的设置，将实现对施工过程的有效控制。
参考文献
[1]刘浩学.CIE均匀颜色空间与色差公式的应用.《北京印刷学院学报》，2003.
[2]郑元林，杨淑蕙，周世生等.CIE 1976LAB色差公式的均匀性研究.《包装工程》，2005.
[3]夏侯，元俊，朱传启.色漆制造及通用色浆.《中国涂料》，2000.