0 、引言
干冰清洗在保險(xiǎn)杠前處理行業(yè)是一門(mén)新技術(shù)，它綠色環(huán)保，相對(duì)于水洗式前處理來(lái)說(shuō)，它占地面積小，能源消耗低，節(jié)約運(yùn)行成本，清洗效果好，對(duì)于油漬、手指印、注塑料時(shí)殘留的污漬都有清理作用。干冰清洗配合機(jī)器人使用，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，無(wú)需人員操作，可靠穩(wěn)定，節(jié)約人工成本。最終全面提高噴涂質(zhì)量，減少因?yàn)楣ぜ砻娌磺鍧嵍鸬牟涣既毕?，從而提高良品率?/P>
1 、干冰清洗原理
1)物理原理：通過(guò)干冰的極地溫度(-79 攝氏度)來(lái)冷凍，使工件表面的油脂失去粘性，從而使油脂容易處理;
2)動(dòng)力原理：當(dāng)干冰通過(guò)系統(tǒng)壓縮空氣的高速吹出，離開(kāi)噴嘴射到工件表面，產(chǎn)生一定的沖擊力量，從而起到清理污垢的作用;
3)膨脹原理：當(dāng)細(xì)顆粒狀的干冰打在工件表面上時(shí)會(huì)急速膨脹，體積約膨脹700 倍，通過(guò)這個(gè)膨脹力使得殘留物清理干凈。
2 、干冰清洗系統(tǒng)組成
完整的汽車(chē)塑料件(含保險(xiǎn)杠)干冰清洗系統(tǒng)是由液體二氧化碳貯存系統(tǒng)、干冰制造系統(tǒng)、壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)和噴射清洗系統(tǒng)等組成，如圖1所示。
2.1 二氧化碳貯存系統(tǒng)
其主要作用就是為系統(tǒng)提供原材料的儲(chǔ)存和輸出;二氧化碳在儲(chǔ)存系統(tǒng)里是以液態(tài)的形式存在，系統(tǒng)需要具備高壓和低溫兩個(gè)條件;其中壓力控制在2.0MPa±0.2，溫度控制在-18℃±2為宜; 該部分一般布置在涂裝線(xiàn)廠房外，主要還是便于二氧化碳原材料的填充，即所謂的加料;
2.2 壓縮空氣供給系統(tǒng)
壓縮空氣貫穿于整個(gè)系統(tǒng)，其主要作用一方面控制氣動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)和內(nèi)部系統(tǒng)的管路吹掃;另一方面是作為干冰的載體，一起從噴射清洗系統(tǒng)里噴射出來(lái)，攜帶者干冰作用到要清洗的工件表面;
2.3 干冰制冰機(jī)
干冰制冰機(jī)用于制造清洗用的干冰顆粒。干冰清洗要求粒徑均一、高密度的干冰顆粒，干冰在運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中不能堆積、可自由流動(dòng)。干冰清洗工藝要求直徑≤3 mm 的粒徑干冰顆粒;該部分一般布置在涂裝線(xiàn)廠房?jī)?nèi)，油漆線(xiàn)工位室體外側(cè)，主要考慮其維護(hù)保養(yǎng)的便利性和內(nèi)部空間等因素;
2.4 干冰清洗機(jī)
干冰清洗機(jī)是干冰清洗系統(tǒng)中的終端部分，也是至關(guān)重要的一部分;其作用就是通過(guò)干冰顆粒被高速?lài)娚涞角逑磳?duì)象表面來(lái)實(shí)現(xiàn)的工件表面異物的清除;該部分一般布置在涂裝線(xiàn)廠房?jī)?nèi)，油漆線(xiàn)工位室體內(nèi)部，與機(jī)器人關(guān)聯(lián)使用。
3 、干冰清洗技術(shù)在汽車(chē)制造中的應(yīng)用
相比傳統(tǒng)工藝，保險(xiǎn)桿涂裝工藝中，干冰清洗可取代傳統(tǒng)工藝中的前處理、吹水、水分烘干、強(qiáng)冷等工藝。目前國(guó)內(nèi)外多個(gè)保險(xiǎn)杠線(xiàn)，比如寶馬、延峰彼歐等，都成功的應(yīng)用該技術(shù)，且運(yùn)用成熟、穩(wěn)定，滿(mǎn)足客戶(hù)產(chǎn)品質(zhì)量需求的同時(shí)，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)極大的附加好處。
3.1 干冰清洗技術(shù)與傳統(tǒng)前處理工藝路線(xiàn)區(qū)別
綜上可以看出，傳統(tǒng)的前處理工藝主要分為：預(yù)脫脂清洗→脫脂清洗→水洗1清洗→水洗2清洗→純水洗→吹水→烘干→檢查等工序，相比較干冰處理工藝來(lái)說(shuō)，其工藝路線(xiàn)冗長(zhǎng)，工序較多;在前期投入、生產(chǎn)效率、運(yùn)行成本等方便處于劣勢(shì)。
3.2 干冰清洗技術(shù)應(yīng)用成本優(yōu)勢(shì)對(duì)比表(保險(xiǎn)杠)
以國(guó)內(nèi)某主機(jī)廠小涂裝線(xiàn)為例，對(duì)項(xiàng)目投資和運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,見(jiàn)表1。
3.3 干冰清洗效果確認(rèn)
替代掉原來(lái)的多道水洗、脫脂除油脂及烘干等工序的前處理工藝，干冰清洗技術(shù)的應(yīng)用受到很到質(zhì)疑，因?yàn)樗鸵坏栏杀幚?，?jiǎn)單、快速;所以干冰清洗完后，基材表面處理效果的確認(rèn)至關(guān)重要。目前行業(yè)內(nèi)主要的檢測(cè)技術(shù)手段有如下幾個(gè)方面：常規(guī)檢測(cè)，漆膜附著力(十字劃格法，0或1級(jí))、漆膜外觀(目視正常)、基材外觀(目視正常，無(wú)打傷基材情況);另外，實(shí)驗(yàn)室還要根據(jù)客戶(hù)和材料特性對(duì)塑料基材、匹配及老化等測(cè)試，比如保險(xiǎn)杠基材表面達(dá)因數(shù)(一般要求>38)、 缺口沖擊強(qiáng)度、耐水沖擊、耐石沖擊、高溫老化、低溫老化等項(xiàng)目進(jìn)行例行檢測(cè)。
3.4 干冰清洗適用范圍
在汽車(chē)制造領(lǐng)域，該技術(shù)的應(yīng)用范圍也是非常的廣泛;從傳統(tǒng)保險(xiǎn)杠涂裝線(xiàn)，到汽車(chē)外飾小件(門(mén)把手、門(mén)檻、裝飾板、擾流板)涂裝線(xiàn)，再到車(chē)身塑料開(kāi)閉件(四門(mén)兩蓋)，甚至是塑料車(chē)身(上、下車(chē)身)的涂裝線(xiàn)，都能見(jiàn)到它的身影;隨著車(chē)身輕量化的快速發(fā)展，非金屬型材的增量化使用，該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍將會(huì)逐步的普及開(kāi)來(lái);
目前該技術(shù)的局限性在于車(chē)身金屬件處理，效果并非不理想，而是防腐體系的牽制。目前汽車(chē)防腐的重要性不言而喻，汽車(chē)所用的金屬件，需要做電泳處理，增強(qiáng)其防腐效果，尤其是內(nèi)腔防腐處理尤為關(guān)鍵;但是干冰的處理需要其自身的低溫、膨脹和沖擊，因此無(wú)法處理到汽車(chē)內(nèi)腔表面，所以無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)水洗前處理的處理效果和滿(mǎn)足電泳前需求。
除汽車(chē)車(chē)身及相關(guān)零部件處理外，干冰清洗還適用于涂裝線(xiàn)治具、滑撬、踏臺(tái)、壁板等清理。
4 、干冰技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
4.1 占地面積小、空間靈活
車(chē)間內(nèi)清洗設(shè)備占地僅約3*3m的空間，其他為就是輸送管路。相比傳統(tǒng)工藝需要建設(shè)多個(gè)水洗槽、脫脂槽、水份烘干爐及人工擦凈等，極大的減少了占地面積。
4.2 節(jié)能環(huán)保
傳統(tǒng)的前處理工藝，不僅需要加入化學(xué)藥劑，還需要加熱清洗用水，清洗后還需要烘干;該工藝不僅需要消耗大量的能源，還會(huì)造成水質(zhì)、環(huán)境的污染;
而干冰前處理不需要烘干加熱和化學(xué)藥劑處理;其干冰即二氧化碳，在使用過(guò)程中更不會(huì)產(chǎn)生二次污染(無(wú)‘三廢’污染);且二氧化碳來(lái)源于廢氣回收利用，在節(jié)能環(huán)保中優(yōu)勢(shì)非常明顯;
4.3 投資少、成本低
設(shè)備一次性投資低、基建成本幾乎為零;后期生產(chǎn)線(xiàn)的綜合運(yùn)營(yíng)成本也大大降低。
5 、干冰技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1) 工位室體送風(fēng)量：根據(jù)干冰耗量及二氧化碳濃度標(biāo)準(zhǔn)，建議送風(fēng)量大于等于6000m3/h;同事考慮到清洗工位的灰塵排除及導(dǎo)向，以免清洗后的灰塵在清洗工位回旋造成二次污染，建議截面風(fēng)速大于0.8m/s;
2) 噪音：干冰設(shè)備在清洗時(shí)會(huì)發(fā)出噪音，大概在110 分貝左右，這個(gè)是開(kāi)機(jī)狀態(tài)下一直有這個(gè)噪音，另外，制冰機(jī)在開(kāi)機(jī)前有一個(gè)吹掃動(dòng)作，吹掃時(shí)噪音約110-150 分貝，預(yù)計(jì)吹掃時(shí)間約10 分鐘。噪音問(wèn)題可以做隔音處理，單獨(dú)建一間較小的隔音間;也可以不用處理，因?yàn)槿粢酶杀夹g(shù)后，基本實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人工作業(yè)狀態(tài)，產(chǎn)生的影響被縮小;
3)設(shè)備安全互鎖：由于采用機(jī)器人進(jìn)行干冰前處理，安全是非常重要的，尤其是人身安全要特別小心。前期規(guī)劃方案中要體現(xiàn)干冰設(shè)備與周邊設(shè)備的安全互鎖信號(hào)處理，以滿(mǎn)足生產(chǎn)安全需要。
6 、結(jié)語(yǔ)
隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，制造技術(shù)在突飛猛進(jìn)的同時(shí)，其他產(chǎn)業(yè)的制造技術(shù)也逐步引入汽車(chē)領(lǐng)域，以解決越來(lái)越高要求的汽車(chē)制造需求。另外，國(guó)家對(duì)廢氣、廢水排放管控越來(lái)越嚴(yán)格，噴涂前傳統(tǒng)的水洗前處理技術(shù)不斷的接受挑戰(zhàn)，而干冰技術(shù)正好填補(bǔ)這一空缺;因此該技術(shù)在汽車(chē)內(nèi)外飾件表面清潔，以及車(chē)身塑料件涂裝前的清理方面將有相當(dāng)大的應(yīng)用需求。
（轉(zhuǎn)載）
