Nghiên cứu công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô

iệt độ trung bình, chủ yếu để sấy khô sơn bề mặt. Khi nhiệt độ quá 1500C, màng sơn vàng, giòn, thông thường sấy ở nhiệt độ 120 - 1400 C. Nhiệt độ thích hợp để sấy các loại sơn như sau: Sơn sấy acrylat: 120 - 1400C; 30 - 60 phút Sơn sấy gốc amin: 120 - 1400C; 30 - 60 phút Sơn ankyd: 100 - 1200C; 20 - 30 phút Sơn gốc amin tính nước: 1400C; 20 - 30 phút Sơn sấy epoxi: 130 - 1500C; 20 - 30 phút Sơn lót kẽm vàng: 120 - 1400C; 20 - 30 phút Mattit gốc amin: 100 - 1200C; 30 - 60 phút. Sơn màu nhạt thường sấy ở nhiệt độ thấp (1200C), thời gian sấy dài, tránh biến vàng, sơn màu đậm, sấy ở nhiệt độ cao, rút ngắn thời gian sấy, nâng cao năng xuất. Sấy ở nhiệt độ 1500C là sấy ở nhiệt độ cao, ví dụ như sơn lót epxi phenol fomandehit, sơn fomandehit, sơn điện di katốt,…thông thường màng sơn sấy ở nhiệt độ 180 - 2000C mới tạo màng đầy đủ, nâng cao tính năng chống rỉ. Sơn lót chỉ cần tính năng bảo vệ, không cần màng sơn bóng, vì thế đều sấy ở nhiệt độ cao để đề phòng trong quá trình sấy màng sơn dễ bị châm kim, nhăn…trước khi sấy màng sơn ướt, tuỳ theo độ dày màng sơn mà để ngoài từ 3 đến 8 phút. Sấy bức xạ Sấy bức xạ dùng tia tử ngoại hoặc chùm điện tử cho màng sơn chưa bão hoà, hoá cứng trùng hợp tốc độ nhanh. Tia tử ngoại dùng để hoá cứng sơn trong suốt, thời gian hoá cứng không quá 3 phút. Bức xạ chùm điện tử cần đầu tư lớn quản lý an toàn, chặt chẽ, sử dụng tương đối ít. Sấy tia tử ngoại dùng để sấy mặt phẳng gỗ, chất dẻo, da…được ứng dụng rộng rãi. Ngoài 3 phương pháp sấy chủ yếu trên, còn có sấy cảm ứng, sấy làn sóng ngắn, dùng để sấy tăng tốc chất dính keo. Sấy cảm ứng điện còn gọi là gia nhiệt cao tần, khi sản phẩm kim loại được đưa vào trong cuộn dây, dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây 300 - 400 Hz/giây, xung quanh nó tạo nên từ truờng làm tăng nhiệt sản phẩm, nhiệt độ cao nhất đạt đến 250 - 2800C, có thể diều chỉnh độ lớn cường độ dòng điện. Do năng lượng trực tiếp có trên bề mặt sản phẩm mà màng sơn được sấy gia nhiệt từ trong ra ngoài, dung môi bay nhanh và triệt để ra khỏi màng sơn, cường độ dính kết nâng cao. Sấy làn sóng ngắn là do các phân tử vật chất, dưới tác dụng của làn sóng ngắn (1 - 1000mm) chấn động được năng lượng, sinh ra hiệu ứng nhiệt. Sấy làn sóng ngắn dùng để sấy màng sơn trên bề mặt nguyên liệu nền là phi kim loại. Sấy làn sóng ngắn đầu tư thiết bị lớn, nhưng màng sơn đồng đều thời gian sấy từ 1/10 - 1/100 thời gian sấy thông thường. Thiết bị sấy Quá trình sấy Toàn bộ quá trình sấy phân làm ba giai đoạn: giai đoạn tăng nhiệt, giai đoạn giữ nhiệt không đổi và giai đoạn làm nguội. Trong giai đoạn tăng nhiệt, nhiệt độ màng sơn từ nhiệt độ thường tăng dần nhiệt độ công nghệ sấy. Ở giai đoạn này trên 90% dung môi trong môi trường trong màng sơn ướt được bay ra, thời gian 5 - 10 phút, thời gian dài ngắn được quyết định bởi bề ngoài màng sơn không có khiếm khuyết gì.Thông thường dung môi điểm sôi cao thời gian tăng nhiệt ngắn, dung môi điểm sôi thấp thời gian tăng nhiệt dài, để tránh dung môi sôi. Trong quá trình tăng nhiệt, dung môi bay ra dần dần, cần phải tăng cường thông gió để loại bỏ dung môi bay hơi và bổ sung không khí nước. Ngoài ra gia nhiệt sản phẩm nhiều tiêu hao nhiều năng lượng, vì thế khi sấy đại bộ phận nhiệt năng tiêu hao trong giai đoạn tăng nhiệt. Trong giai đoạn giữ nhiệt, thời gian giữ nhiệt được quyết định bởi thời gian công nghệ sấy cần thiết để thực hiện phản ứng hoá học tạo màng, chỉ cần nhiệt lượng nhỏ và lượng không khí mới bổ sung khi dung môi bay ra Giai đoạn làm nguội sử dụng phương pháp làm nguội cưỡng bức để giảm nhanh nhiệt độ dưới 400C, điều đó chỉ thoả mãn nhu cầu phương thức sản xuất gián đoạn. Buồng sấy có nhiều loại buồng sấy đối lưu, buồng sấy bức xạ nhiệt và buồng sấy phối hợp đối lưu bức xạ. Thiết bị sấy đối lưu Đặc điểm sấy đối lưu Thiết bị sấy đối lưu dùng không khí nóng làm chất tải nhiệt, qua phương thức đối lưu đem nhiệt năng truyền đến sản phẩm và màng sơn. Thiết bị sấy đối lưu có những đặc điểm sau: Gia nhiệt đồng đều, thích hợp với các loại sản phẩm, màng sơn đồng đều. Nhiệt độ sấy trong phạm vi lớn, thích hợp với các loại. Sử dụng và bảo quản thiết bị thuận lợi Tăng nhiệt chậm và hiệu suất nhiệt thấp Thiết bị lớn, chiếm diện tích lớn. Màng sơn dễ sinh ra châm kim, bọt khí nứt,.. Thiết bị này có thể sấy được hình dáng phức tạp và đồng đều nên được sử dụng rộng rãi. Cấu tạo buồng đối lưu Thiết bị buồng sấy đối lưu gồm có: thân buồng, hệ thống gia nhiệt, thiết bị tạo màng không khí và thiết bị khống chế nhiệt độ. 1 4 3 6 5 8 7 10 99 2 Hình 2.22 Cấu tạo buồng sấy đối lưu ống tạo màng không khí quạt gió ống hút màng không khí ống hút bộ phạn lọc không khí quạt gió tuần hoàn bộ phận gia nhiệt ống cung cấp gió thân buồng dây xích truyền động Thân buồng Thân buồng có tác dụng cách nhiệt, phải thiết kế đảm bảo nhiệt độ trong buồng sấy từ 150 - 2000C nhưng nhiệt độ bên ngoài chỉ ở 400C lớp bóng thủy tinh cách nhiệt nằm ở giữa có độ dày từ 50 - 125mm. Hệ thống gia nhiệt Hệ thống gia nhiệt gồm có: ống bộ phận lọc, bộ phận gia nhiệt không khí và máy thổi gió. Sấy đối lưu là dùng phương thức ở dưới hút bao gồm các ống hút và ống đẩy. Bộ phận lọc không khí có tác dụng làm cho lượng bụi trong không khí chỉ dưới 0.5mg/m3 để đảm bảo màng sơn không có hạt. Bộ phận gia nhiệt có các loại: đốt bằng dầu, đốt bằng khí ga. Gia nhiệt điện gia nhiệt bằng hơi nước…Gia nhiệt bằng hơi nước chỉ sấy ở nhiệt độ thấp hơn 1200C, gia nhiệt điện cấu tạo kín, hiệu suất cao, dễ khống chế nhưng cần phải thiết kế thiết bị. Gia nhiệt kiểu đốt có hai phương thức: gia nhiệt trực tiếp và gia nhiệt gián tiếp. Gia nhiệt trực tiếp đem hỗn hợp không khí với khí nhiệt độ cao sinh ra khí đốt, đưa vào buồng sấy để sấy màng sơn, hiệu quả cao nhưng khó khống chế, độ sạch của khí nóng kém chỉ dung để sấy màng sơn lót, không dùng để sấy sơn bề mặt, gia nhiệt kiểu gián tiếp hiệu quả thấp, nhưng không khí nóng sạch, dễ điều khiển nhiệt lượng, đảm bảo chất lượng sơn bề mặt. Hệ thống khống chế nhiệt Hệ thống khống chế nhiệt độ điều chỉnh nhiệt lượng của bộ phận gia nhiệt với các nguồn nhiệt khác nhau thì khác nhau, nhưng hệ thống phải có nhiều điểm xác định nhiệt độ và thiết bị cảnh báo nhiệt độ quá gới hạn. Thiết bị bức xạ nhiệt Nguyên lý và đặc điểm bức xạ nhiệt Sấy bức xạ nhiệt là dùng nguồn nhiệt thông qua phương thức bức xạ nhiệt hồng ngoại trực tiếp đem năng lượng truyền cho vật thể gia nhiệt, nó khác về bản chất với gia nhiệt đối lưu và năng lượng truyền đi không cần chất trung gian. Bước sóng tia hồng ngoại trong phạm vi 0.75 - 1000mm. Trong đó, bước sóng 0.75 - 2.5mm là tia hồng ngoại gần, nhiệt độ bức xạ là 2000 - 22000C năng lượng bức xạ rất cao, bức sóng 2.5 - 4mm là tia hồng ngoại trung bình, nhiệt độ bức xạ vào khoảng 800 - 9000C, bước sóng lớn hơn 4mm là tia hồng ngoại xạ, nhiệt độ bức xạ 400 - 6000C năng lượng bức xạ thấp. Tuy nhiên năng lượng bức xạ của tia hồng ngoại xa thấp nhưng phạm vi bước sóng dao động phân tử của các chất hữu cơ, phân tử nước và các chất ôxi hoá kim loại đều trên 4mm, tức là trong vùng bước sóng tia hồng ngoại xạ, nhưng chất này có tính hấp thụ rất mạnh khi chiếu tia hồng ngoại xa, những chất này có tính hấp thụ mạnh. Khi chiếu tia hồng ngoại xa, phân tử chấn động rất mạnh, năng lượng được hấp thụ có hiệu quả, màng sơn khô nhanh. Vì thế sấy bức xạ nhiệt đều là sấy bức xạ nhiệt tia hồng ngoại xa nên nó có những yêu điểm sau: Nâng cao nhiệt độ nhanh, thời gian sấy ngắn, rút ngắn độ dài thiết bị, giảm diện tích mặt bằng Hiệu suất nhiệt cao Bề mặt nguyên liệu và màng sơn đồng thời gia nhiệt, phương truyền nhiệt và phương khuyếch tán của dung môi tránh cho bề mặt sơn có bọt khí, lỗ châm kim,… Cấu tạo thiết bị đơn giản, đầu tư ít, hơi dung môi bay ra tự nhiên theo nguyên lý không khí nóng lên cao, không cần lượng lớn không khí tuần hoàn, số lượng bụi trong buồn sấy ít, chất lượng bề ngoài tốt. Thiết bị sấy bức xạ nhiệt có rất nhiều ưu điểm nhưng không thích hợp để sấy, những chi tiết có hình dáng phức tạp, có những chỗ không thể sấy được. Mặc dù vậy khi kết hợp đối lưu và bức xạ, lợi dụng nhiệt độ bức xạ nhiệt lên cao nhanh, chất lượng bề ngoài màng sơn tốt cho nên dùng ở giai đoạn tăng nhiệt, giai đoạn giữ nhiệt không đổi dùng phương pháp gia nhiệt nkhông khí đối lưu để màng sơn được sấy đều như nhau. Những nhân tố ảnh hưởng tới bức xạ nhiệt Nguyên liệu sơn Năng lực hấp thụ của màng sơn khác nhau cũng khác nhau, nguyên liệu có khả năng hấp thụ lớn, hiệu suất nhiệt cao. Năng lực hấp thụ của sơn thường ở 0.8 - 0.9. Bước sóng Trong vùng tia hồng ngoại xạ, bước sóng bức xạ và bước sóng hấp thụ cùng phối hợp hiệu suất nhiệt cao, làm khô nhanh.Tia hồng ngoại sinh ra điện tử chấn động, màng sơn mỏng 0.1mm được hoàn toàn hấp thụ bởi tia hồng ngoại xa. Vì vậy sấy bức xạ làm cho bề mặt kim loại và toàn bộ màng sơn đồng thời được hấp thụ năng lượng bức xạ và chuyển hoá thành nhiệt năng và màng sơn được sấy nóng và kim loại không toàn bộ chịu nhiệt. Gần đây đã phát minh ra linh kiện nhiệt tia hồng ngoại cao, làm cho tia hồng ngoại xa, tia hồng ngoại trung bình và tia hồng ngoại gần được phối hợp một cách hợp lý, lợi dụng tia hồng ngoại gần làm cho bề mặt sản phẩm tăng nhiệt nhanh, làm cho phương truyền nhiệt và phương của dung môi bay hơi cùng đồng nhất, tốc độ tăng nhiệt và khô rất nhanh. Chất bay hơi Dung môi bay hơi và nước trong buồng sấy hấp thụ năng lượng bức xạ, không có lợi để sấy màng sơn, vì thế phải kịp thời loại bỏ. Khoảng cách bức xạ Để màng sơn thu được năng lượng bức xạ có hiệu quả, khoảng cách xạ không quá xa; sản phẩm mặt phẳng khoảng cách bức xạ là 100mm; sản phẩm phức tạp khoảng cách là 250 - 300mm. Nhiệt độ bề mặt của bộ phận bức xạ Năng lượng bức xạ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối bề mặt, tỷ lệ nghịch với bước sóng. Vì vậy tia hồng ngoại xa dùng bộ phận bức xạ có nhiệt độ bề mặt 400 - 6000C lúc đó có năng lượng cao, có bức sóng trong khoảng 4 - 15mm. Đối với sơn có bước sóng phân tử chấn động vượt quá phạm vi này tăng thêm tia hồng ngoại chuyên dùng để tăng cường khả năng hấp thụ, làm cho sự hấp thụ màng sơn và bước sóng bức xạ cùng phối hợp làm giảm nhiệt độ sấy, rút ngắn thời gian sấy. Bố trí bộ phận bức xạ Do nhiệt độ bề mặt bức xạ rất cao, không thể bỏ qua đối lưu tự nhiên của không khí làm cho nhiệt độ ở phía trên tăng cao.Vì thế, theo độ cao bố trí bộ phận bức xạ giảm dần từ dưới lên. Thiết bị bức xạ nhiệt Thiệt bị bức xạ nhiệt gồm: thân buồng, bộ phận bức xạ hồng ngoại, hệ thống thông gió và hệ thống điều chỉnh nhiệt độ màng không khí tạo thành. Thân buồng và màng không khí sấy đối lưu. Hệ thống thông gió có hai loại: thải ra tự nhiên hoặc thông gió cưỡng bức. Ở dưới đáy thân buồng cứ cách 1.5 - 2.5m có thiết kế lỗ khí đi vào, lưới lọc không khí sạch và van điều chỉnh lượng gió, làm cho dung môi tự nhiên bay đi. Sơn dung môi có hàm lượng cao, sử dụng thông gió cưỡng bức. Bộ phận bức xạ có hai loại: loại khí đốt và loại gia nhiệt điện. Loại gia nhiệt điện có các loại: kiểu ống, kiểu tấm và kiểu đèn. Kiểu ống và kiểu tấm đước sử dụng rộng rãi. Bộ phận bức xạ ống, dây điện tử đi qua trong ống thạch anh, sơn mặt ngoài (sơn bức xạ hồng ngoại xa) mặt vai có tấm phản xạ nhôm, nếu như dung ống kim loại trong ống cho nguyên liệu cách nhiệt nhôm oxit. Bộ phận bức xạ tấm, trong tấm silic cacbon có dây điện trở, tiêu hao nhiệt thấp, nhiệt độ lên cao nhanh, thích hợp để gia nhiệt gián đoạn. Công suất gia nhiệt bức xạ hồng ngoại xa thông thường 3 - 5W/cm2. Linh kiện bức xạ hồng ngoại cao mới gồm có: dây vonfram (22000C); ống thạch anh (8000C) và tấm phản xạ (6000C) có công suất 15 - 25W/cm2có cường độ bức xạ cao, tăng nhiệt nhanh (khoảng 1 phút) thời gian sấy dưới 5phút. Kiểm tra Kiểm tra sau công đoạn sơn bề mặt là một bước quan trọng trước khi sản phẩm được hoàn thiện. Sau khi xe đã được sơn và sấy khô, ta tiến hành kiểm tra toàn bộ bề mặt của xe nhằm phát hiện và đánh dấu các lỗi trong quá trình sơn (các vết xước, lồi, lõm). Nếu xe đạt yêu cầu thì đưa xe sang bước đánh bóng. Nếu xe không đạt yêu cầu thì đưa xe về công đoạn chà nhám bề mặt để sơn lại. Các phương pháp kiểm tra như kiểm tra bằng máy hoặc kiểm tra bằng kinh nghiệm. Hình 2.23 Phòng kiểm tra sơn bằng đèn Hình 2.24 Thiết bị kiểm tra độ dày 2.4.7 Đánh bóng Đánh bóng màng sơn dùng để gia công sơn cao cấp, đó là công nghệ cuối cùng gia công sơn, mục đích làm cho bề mặt sơn bóng, đồng đều, ổn định. Có hai phương pháp đánh bóng : đánh bóng cơ khí và thủ công. Đánh bóng cơ khí cần phải có máy đánh bóng đặc biệt Đánh bóng thủ công dùng thuốc mài để đánh bóng làm bằng phẳng và làm mất đi những khiếm khuyết trên bề mặt sơn. Sau đó dùng nỉ hoặc vải, bông thấm thuốc đánh bóng, lau mài nhẵn cẩn thận, đến khi màng sơn bóng hoàn toàn thì thôi. Sau đó dùng vải màng lau sạch. 2.5 Ví dụ công nghệ sơn xe ô tô ( nguồn: Công nghệ sơn của Nguyễn Văn Lộc, nhà xuất bản Giáo dục) Quy trình công nghệ sơn thân xe ôtô con là 2.5 vạn chiếc 1 năm (nguyên liệu thân xe: tấm mạ kẽm ) Treo lên giá Kiểm tra sản phẩm không có gỉ trắng treo trên móc chuyên dụng. Thiết bị và công cụ chủ yếu: móc treo bàn lên xuống, giá treo chuyên dụng. Quản lý công nghệ: độ bằng phẳng bề mặt và mức độ gỉ. Xử lý trước khi sơn Thiết bị gồm 9 phòng liên hợp phốt hoá: - Phun tẩy dầu mỡ Nguyên liệu sử dụng: chất tẩy rửa kiềm yếu. Điều kiện công nghệ pH = 9,6 -10; 50 - 520C; 68 giây Quản lý công nghệ: độ kiềm, nhiệt độ, chất lượng rửa, dung dịch bể mỗi tuần thay hai lần - Nhúng tẩy dầu mỡ Nguyên liệu sử dụng: chất tẩy rửa kiềm yếu Điều kiện công nghệ pH = 9,6 -10; 50 - 520C; 316giây Quản lý công nghệ: độ kiềm, nhiệt độ chất lượng rửa, dung dịch bể mỗi tuần thay một lần (có lắp bình phân ly dầu nước) – Rửa phun Phun nước thường 42 giây, thay mỗi ngày – Điều chỉnh bề mặt ( hoặc nhúng rửa) : chất điều chỉnh bề mặt, pH = 7,2 - 7,5; 153 giây hoặc nước tinh khiết. Công nghệ quản lý: chất lượng nước và tạp chất, mỗi tuần thay 2 lần - phun nhúng phốt phát hoá Nguyên liệu sử dụng : chất phốt phát hoá muối kẽm (pha bể và bổ sung) NaNO2. Điều kiện công nghệ: TA 27 - 29; FA 1,4 - 1,8; 52 - 540C, 421giây; độ dầy màng 2g/m2; chất xúc tác 3,8 - 4,7; hàm lượng tạp chất: 300mg/kg. Quản lý công nghệ: TA, FA, chất xúc tác (2 giờ xác định 1 lần) nhiệt độ cạn bùn, chất lượng lớp màng phốt phát, dung dịch liên tục sử dụng không cần thay, thiết bị lọc tuần hoàn, thiết bị bổ sung và đo tự động. Rửa – phun – nhúng Nước thường, 153 giây Quản lý công nghệ: chất lượng nước, mỗi tuần thay 2 lần. – phun – nhúng thụ động Trát bịt lỗ tự động hoá, 153 giây Quản lý công nghệ: nồng độ, mỗi tuần thay thế hai lần – Rửa nhúng – nhúng nước khử ion Nước khử ion tuần hoàn, 153 giây Quản lý công nghệ: Đo độ dẫn điện nước. Thiết bị: Thiết bị chế tạo nước cất, hai tuần thay một lần. Sấy khô Điều kiện công nghệ, 350C - 1100C - 700C 10 phút. Thiết bị: buồng sấy đối lưu nhiệt độ thấp, tuần hoàn gió nóng, – Làm nguội Buồng làm nguội cưỡng bức Sơn lót nhúng tĩnh điện – Sơn nhúng tĩnh điện Nguyên liệu sử dụng: Sơn nhúng tĩnh điện catốt PPG và BASF Điều kiện công nghệ: chất lượng rắn 20 ±1%, pH : 5,6- 5,9, 260C ± 20C, độ dẫn điện 1000 -1300 µs/cm, tỷ lệ gốc màu: 0,55/1, hiệu suất cu lông < 300mg/C, độ dày màng khô 16 - 20µm, điện áp 340 - 400 V, 120 - 180giây. Quản lý công nghệ: hàm lượng chất rắn, giá trị pH, điện thế nhiệt độ, độ dẫn điện, tỷ số gốc chất rắn, độ dày màng, bề ngoài. Thiết bị chủ yếu: dãy sơn nhúng tĩnh điện, thiết bị siêu lọc, mỗi giờ tuần hoàn 2 - 6 lần. - Rửa sau khi nhúng tĩnh điện, rửa siêu lọc + Rửa siêu lọc mới + Rửa nước khử ion tuần hoàn + Rửa nước khử ion mới Quản lý công nghệ : độ dẫn điện nước cất Thiết bị chủ yêú: máy siêu lọc 2 bộ Thiết bị nước cất: 2 bộ - màng siêu lọc 60m2/bộ, lượng thấm qua 2,7 tấn(bộ, giờ) - Gió nóng làm khô hơi nước - Sấy Điều kiện công nghệ 165°C - 180°C, 15 - 23phút Quản lý công nghệ, nhiệt độ và sự phân bố nhiệt. Thiết bị chủ yếu: Thiết bị sấy nhiệt độ cao 2 cái - Để nguội, kiểm tra Quản lý công nghệ: Bề ngoài và độ dày màng (máy đo). Thiết bị: Buồng không khí nén lạnh. Che phủ thân xe Quét phủ keo che phủ - Trát lỗ công nghệ: Che phủ hở rộng trong xe: keo che phủ, súng phun cao cấp - Che phủ mối hàn sau dung keo che phủ, quét - Lỗ công nghệ lớn keo bịt kín; - Gầm xe, thân xe trong khoảng 200mm từ dưới lên phun lớp sơn dày 1,5 - 2mm, sơn chịu va đập PVC, súng sơn cao áp: - Xoa làm sạch sơn lót gầm xe, bám trên thân xe: - Mài cục bộ: Giấy ráp số 400#; - Bên ngoài trước sau thân xe, cánh cửa…Phủ lên keo che phủ mịn, keo che phủ, súng phun cao áp; - Xoa sạch bề ngoài thân xe, tu bổ, lớp lót; - Sấy keo che phủ ( 1000C - 1300C, 6 - 7phút) làm keo ngưng kết. Sơn lớp giữa - Mài cục bộ Nguyên liệu giấy ráp nước số 800# Quản lý công nghệ: bề ngoài. - Làm sạch bụi - Quản lý công nghệ : bụi Thiết bị: Máy hút bụi tự động tĩnh điện. - Phun sơn tự động bên ngoài thân xe Nguyên liệu: sơn lớp sơn giữa. Điều kiện công nghệ: phun hai lần sơn ướt, độ dày màng sơn 40 - 50 µm. Quản lý công nghệ: độ nhớt sơn. Thiết bị: buồng phun sơn, súng phun cốc điện xoay, bên trái, bên phải mỗi bên bốn cái ( nóc 5 cái). - Phun thủ công đằng trước, đằng sau thân sau xe bên trong xe - Để khô 3 - 4 phút: buồng để nguội - Sấy 1800C, 18 - 20phút Quản lý công nghệ: nhiệt độ và phân bố nhiệt Thiết bị: buồng sấy - Để nguội và kiểm tra Quản lý công nghệ: độ dày màng, bề ngoài Thiết bị buồng làm nguội Sơn bề mặt - mài cục bộ Giấy ráp nước số 800 – 1500# Quản lý công nghệ:Bề ngoài - Kiểm tra sửa chữa mài Quản lý công nghệ: bề ngoài Lau bụi Thiết bị: máy hút bụi tĩnh điện tự động - Phun thủ công bên trong, bên ngoài, trước, sau, thân xe. Nguyên liệu: sơn sấy gốc amin hoặc sơn màu kim loại. Quản lý công nghệ: Độ nhớt. Điều kiện công nghệ: Hai lớp sơn ướt. Thiết bị phun sơn tĩnh điện bằng tay. - Phun sơn tự động nóc xe và hai bên cạnh thân xe Nguyên liệu: sơn sấy gốc amin hoặc sơn màu kim loại. Phun hai lớp sơn ướt Thiết bị: Súng phun tĩnh điện cốc xoay (11cái) - Để khô 5 - 8 phút trong buồng để nguội - Sấy khô 1350C - 1400C, 18 - 20phút Quản lý công nghệ: nhiệt độ, Thiết bị: Buồng sấy nhiệt độ trung bình. - Để nguội, kiểm tra Có những hạt nhỏ, xoa nhẹ, mài giấy ráp nước số 1500#® đánh bóng thô ® đánh bóng tinh. Nếu còn những khiếm khuyết rõ rệt phải làm lại. Nguyên liệu: Giấy ráp nước số 1500#, phớt vải. Quản lý công nghệ: Bề ngoài, độ dày, độ cứng. Phun sáp bảo vệ - Phun lớp sáp mỏng bên trong và cạnh thân xe, súng phun, sáp chống gỉ mỏng; - Phần dưới trong thân xe quét lớp sáp chống gỉ dày; - Lau sạch dung dịch bay ra ngoài; - Phun sáp trong lỗ. Đưa láp ráp, phun sáp toàn bộ xe Khi dùng những tấm thép mạ kẽm, dùng phương thức phốt phát hoá phun - nhúng (cũng có thể dùng phương pháp phun) để chế tạo xe ô tô con. Trong quá trình phốt phát ăn mòn nguyên liệu rất nhỏ, màng phốt phát hoá mịn, phẳng, nâng cao độ bằng phẳng của màng sơn, sau khi phốt phát hoá cần xử lý thụ động hoá để nâng cao tính năng bảo vệ của màng. Nếu dùng tấm thép cán nguội, trước khi tẩy dầu cần thêm công nghệ lau sạch thủ công hoặc rửa nước nóng vì trên tấm thép có lớp dầu chống gỉ rất khó tẩy đi, phốt phát hoá dùng phương thức nhúng hoặc kết hợp phun nhúng, nhưng trong thời gian phun phải khống chế trong 10 giây để hình thành màng phốt phát hoá có hàm lượng sắt cao, có thể bỏ đi công nghệ bịt lỗ thụ động hoá. Quá trình công nghệ của hai vật liệu này cơ bản như nhau. 2.6 Công nghệ sơn chi tiết xe ô tô Các chi tiết ô tô bao gồm: khung xe, sàn xe, động cơ, vành bánh xe… Yêu cầu tính trang trí không cao chủ yếu để bảo vệ và tính năng bảo vệ đặc biệt. Khung xe là những tám thép cán nhiệt dày 4 - 6 mm nối với nhau bằng vít tán hoặc nằm ở dưới gầm xe thường tiếp xúc với bùn nuớc, yêu cầu phải có tính bảo vệ chống ăn mòn tốt, chúng không lộ ra ngoài nên không yêu cầu trang trí. Khung xe phải tẩy axit để loại bỏ lớp ôxi hoá, khung xe khi đưa vào phân xưởng sơn không có lớp ôxi hoá và lớp gỉ. Trước đây khung xe đều sử dụng phương pháp nhúng vào sơn bitum loại dung môi, hiện nay đều nhúng vào sơn acrylat hoặc sơn epoxy acrylat, một số nơi sơn nhúng tĩnh điện. Những chi tiết xe ô tô có cấu tạo phức tạp thường có lớp dầu mỡ dày do trong quá trình bảo quản lớp dầu mỡ này sẽ tích tụ ở những khe hở hoặc rãnh, trước khi tẩy dầu tốt nhất sử dụng phun nuớc nóng cao áp, tẩy dầu bằng cách phun cao áp, chất tẩy rửa tính kiềm. Nguyên liệu làm vành bánh xe ô tô khác nhau theo các loại xe, vành bánh xe tải trọng nặng thường dùng thép cán nhiệt dày 4 - 6 mm, cuộn, ép, hàn tạo thành. Vành bánh xe ô tô con, ô tô tải trọng nhẹ dùng thép cán nguội cuộn, ép, hàn tạo thành, có một số dùng nguyên liệu là hợp kim nhôm. Vành bánh xe thường bị bùn nước bắn vào trong quá trình chuyển động dưới trời mưa, vì thế bị ăn mòn nhanh bởi vậy tính năng bảo vệ của vành bánh xe cần phải tương đối cao. Vành bánh xe ô tô du lịch, xe cao cấp đòi hỏi phải có lớp sơn bề ngoài đẹp, đồng thời yêu cầu chống gỉ cao, vì thế chúng thường được sơn nhúng tĩnh điện katốt dày, hoặc phun sơn bột. Vành bánh xe là hợp kim nhôm sau khi ôxi hoá hoá học, phun sơn lót kim loại acrylat hoặc sơn nhúng tĩnh điện anốt acrylat. Vành bánh xe tải trọng nặng thường nhúng sơn lót, sơn bề mặt hoặc phun. Vành bánh xe bằng thép, trước khi sơn bột cần phải phốt phát hoá hệ sắt hoặc hệ kẽm, khi sơn nhúng tĩnh điện dùng hệ muối kẽm để phốt phát hoá, hình dáng vành bánh xe đơn giản sử dụng phương thức phun. CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SƠN ĐANG ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY SẢN XUẤT, LẮP RÁP Ô TÔ Ở VIỆT NAM Sơn nhúng tĩnh điện là công nghệ rất cần thiết để đảm bảo cho độ bền của xe ô tô. Tác dụng rõ nhất là bảo vệ cho phần khung, gầm khỏi bị han gỉ do tác động của hơi nước. Do đó đối với những nước có khí hậu ẩm ướt như Việt Nam, việc sử dụng sơn nhúng tĩnh điện trong sản xuất ô tô là không thể thiếu. Theo quyết định 115 của Bộ Công nghiệp, doanh nghiệp trong nước tham gia sản xuất ôtô dưới 16 chỗ và xe tải dưới 3,5 tấn bắt buộc phải có dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện phần khung và vỏ xe. Sơn nhúng tĩnh điện là loại dung dịch chống gỉ có khả năng bám vào bề mặt kim loại dưới tác dụng của dòng điện một chiều. Vì được nhúng vào trong bể chứa dung dịch sơn, nên trên bề mặt cần sơn, các phần tử sơn sẽ bám rất đều, kể cả ở những khe nhỏ nhất. Thời gian nhúng cũng phải được đảm bảo đúng theo yêu cầu kỹ thuật bởi nếu sơn bám không đều, sau một thời gian, những điểm không được phủ sơn sẽ bị han gỉ và loang dần ra các chỗ khác. Hiện tượng gỉ sét từ bên trong này gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ bền của xe ô tô, nhất là ở những khu vực có khí hậu ẩm ướt như Việt Nam. Đối với các nhà sản xuất ở Việt Nam, do sản lượng xe thấp nên quy mô đầu tư cũng thấp hơn. Chẳng hạn ở nước ngoài, một bể sơn có thể cùng lúc tiếp nhận hàng chục xe thì ở dây chuyền mới lắp đặt của nhà máy ôtô Xuân Kiên mỗi lần chỉ có thể nhúng tối đa một xe bus 46 chỗ với chiều dài 11 m (nếu là xe tải thì một lần được 8 ca-bin xe). Dù vậy, ngay cả công ty Mercedes-Benz Việt Nam (đã được cấp phép trước khi quyết định 115 có hiệu lực) cũng không đầu tư hệ thống sơn riêng mà đem sơn sản phẩm tại nhà máy của Vinastar. Tuy với sự đầu tư tốn kém như vậy nhưng một số công ty ô tô lớn tại Việt Nam vẫn mạnh dạn đầu tư công nghệ, dây truyền thiết bị sơn nhúng tĩnh điện nhằm nâng cao chất lượng xe trong nước ngang bằng với nước ngoài trong thời kỳ hội nhập kinh tế và sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp ô tô. Tiêu biểu là nhà máy lắp ráp ô tô Cửu Long Tp.HCM đã đầu tư công nghệ từ rất lâu cho dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện là nhà máy tiên phong của Việt Nam ứng dụng công nghệ sơn nhúng tĩnh điện vào sản xuất. Mặc dù dây chuyền sơn của nhà máy so với hiện nay còn nhiều công đoạn sử dụng nhân tố con người nhưng nó đã thể hiện vào sự chú trọng trong chất lượng xe nhằm cạnh tranh với các công ty sản xuất ô tô nước ngoài. Dây chuyền sơn có nhiệm vụ tẩy rửa sạch bề mặt của thùng xe đã được hàn ráp hoàn chỉnh ở dây chuyền lắp ráp thùng xe, tạo một lớp chống rỉ, sơn lớp sơn lót và tiến hành sơn màu cho xe. Dây chuyền sơn được thiết kế trên cơ sở tham khảo theo dây chuyền sơn của dây chuyền lắp ráp xe du lịch hiệu Fiat Tempra ở nhà máy lắp ráp ô tô Cửu Long Tp.HCM, bởi vì tính công nghệ tiên tiến và điều kiện lắp đặt, trang bị công nghệ cho dây chuyền phù hợp với tình hình hiện nay của nước ta. Dây chuyền sơn này đã được cải tiến khâu sơn lót, sử dụng chất hóa học để tạo ra lớp màng phốt phát kẽm bao phủ toàn bộ bề mặt thùng xe, lớp phốt phát kẽm này có đặc tính chống gỉ cao hơn nhiều lần so với phương pháp dùng sơn chống gỉ thông thường. Do đó dây chuyền sơn này hoàn toàn đáp ứng được điều kiện khí hậu ở nước ta là nóng ẩm, mưa nhiều dễ gây ra gỉ sét thùng xe. Với dây chuyền sơn này, tuổi thọ của lớp sơn sẽ cao hơn cũng như độ bền của thùng xe sẽ cao hơn so với khi sơn theo kiểu cũ. 3.1 Quy trình công nghệ sơn của nhà máy lắp ráp ô tô Cửu Long 3.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ Hồ 5 Hồ 4 Hồ 3 Hồ 2 Hồ 1 P 5’ Hồ 10 Hồ 6 Hồ 8 Hồ 7 Hồ 9 Gian sơn lót Sấy 3 Sơn màu Sấy 2 Trét keo Kiểm tra Sấy 1 Trong đó Hồ 1 và 2: tẩy rửa sạch thùng xe bằng dung dịch NaOH Hồ 3: rửa sạch thùng xe bằng nước sạch Hồ 4: phủ lên bề mặt thùng xe một lớp dung dịch xúc tác Hồ 5: tạo lớp phốt phát kẽm chống gỉ Hồ 6 và 7: rửa sạch thùng xe bằng nước sạch Hồ 8: nhúng lớp sơn lót Hố 9 và 10: rửa sạch thùng xe và thu hồi sơn thừa Sấy 1: sấy khô lớp sơn lót Kiểm tra: kiểm tra và sửa chữa bề mặt thùng xe Trét keo: trét keo vào các mối ghép Sấy 2: sấy khô keo Sơn màu: sơn màu cho thùng xe Sấy 3: sấy khô lớp sơn màu 3.1.2 Quy trình xử lý bề mặt và sơn lót Thùng xe hoàn chỉnh được đưa vào gian nhà sơn lót bằng xe goòng (xe đẩy) di chuyển trên hệ thống ray dẫn hướng vào vị trí bệ chờ trong gian nhà sơn lót được trang bị 10 hồ chứa dung dịch hóa chất và sơn được bố trí liên tiếp nhau theo hình chữ U, mỗi dãy 5 hồ. Hanger là một thiết bị để nâng thùng xe lên và nhúng lần lượt vào các hồ, hanger được treo vào một Palăng điện, hệ thống Palăng này sẽ di chuyển trên một xe trượt trên xà dùng để đưa thùng xe đi qua lần lượt 10 hồ Hồ 1: Nhiệm vụ: hồ một có nhiệm vụ tẩy sạch lớp dầu bám trên bề mặt thùng xe (dầu chống gỉ) và bụi bặm, các chất bẩn bám trên thùng xe. Thiết bị: hồ chứa dung dịch NaOH 8%, hệ thống máy bơm để tạo dòng chuyển động liên tục của dung dịch trong hồ nhằm tránh hiện tượng các chất bẩn bám trở lại trên bề mặt thùng xe. Hệ thống ống phun dung dịch vào thùng xe khi xe được đưa lên khỏi mặt hồ. với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27 trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun khoảng 1 KG/cm² Quy cách hồ : 5m x 3m x 3m = 45 m³ Thành hồ có bề dày 200mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0,5m Hệ thống ống tạo dòng chuyển động của dung dịch trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Ngoài ra hồ còn được trang bị một thiết bị nhiệt để nâng nhiệt độ dung dịch trong hồ lên 90°C nhằm giúp cho việc tẩy rửa lớp bề mặt thùng xe được nhanh hơn. Sử dụng hệ thống sinh nhiệt bằng điện trở nhúng vào bên trong hồ, hệ thống này được bố trí dọc 2 bên thành hồ. Hình 3.1 Sơ đồ hồ nhúng Dàn sinh nhiệt Hệ thống vòi phun thêm Hanger (Giá treo) Hệ thống ống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ Diện tích làm việc: là diện tích chiếm chỗ của hồ:15m² Mô tả công doạn: Thùng xe được Hanger đưa vào vị trí làm việc của hồ1, palăng điện sẽ hạ thùng xe, nhúng hoàn toàn thùng xe vào trong hồ trong thời gian là 5 phút, sau đó thùng xe được nâng lên khỏi hồ và được hệ thống vòi phun phía trên hồ phun vào để đảm bảo các chất bẩn văng hoàn toàn ra khỏi thùng xe, thùng xe tiếp tục được xe trượt trên xà đưa sang hồ 2 Hồ 2: Hồ 2 được trang bị hoàn toàn giống hồ 1, có nhiệm vụ tẩy sạch lớp bề mặt thùng xe triệt để để đảm bảo chất lượng của lớp sơn sau này. Thùng xe cũng được nhúng vào trong hồ trong 5 phút, sau đó được đưa sang hồ 3. Trong khi nhúng chúng được lắc lư theo nhịp để tăng hiệu quả tẩy rửa. Nhiệm vụ: Hồ 3 có nhiệm vụ rửa sạch thùng xe khỏi lớp dung dịch NaOH bám trên bề mặt thùng xe. Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0,5m. Với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun khoảng 1 KG/cm². Hệ thống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Hồ được chứa nước đã được lọc sạch để rửa sạch lớp NaOH còn bám trên bề mặt xe. Diện tích làm việc là diện tích chiếm chỗ của hồ: 15m². Mô tả công đoạn: Thùng xe được nhúng vào hồ trong thời gian là 1 phút để cho lớp NaOH được hòa tan hết vào trong nước, khi thùng xe được đưa lên khỏi hồ còn bị các vòi phía trên phun nước rửa lại một lần nữa. Với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun khoảng 1 KG/cm². Hồ 3: Nhiệm vụ: Hồ 3 có nhiệm vụ rửa sạch thùng xe khỏi lớp dung dịch NaOH bám trên bề mặt thùng xe. Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45 m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0,5m. Với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun khoảng 1 KG/cm². Hệ thống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Hồ được chứa nước đã được lọc sạch để rửa sạch lớp NaOH còn bám trên bề mặt xe. Diện tích làm việc là diện tích chiếm chỗ của hồ: 15m². Mô tả công đoạn: Thùng xe được nhúng vào hồ trong thời gian là 1 phút để cho lớp NaOH được hòa tan hết vào trong nước, khi thùng xe được đưa lên khỏi hồ còn bị các vòi phía trên phun nước rửa lại một lần nữa. Với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun khoảng 1 KG/cm². Hồ 4: Nhiện vụ: Hồ 4 có nhiệm vụ tẩy rửa han gỉ trước khi đưa sang hồ 5. Thành phần dung dịch của hồ gồm 8% HSO và 10% HCl Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Mô tả công đoạn: Thùng xe được hạ xuống nhúng vào trong hồ trong 3 phút để lớp chất xúc tác bám đều trên thùng, sau đó được đưa lên tiếp tục đưa qua hồ thứ 5. Hồ 5: Nhiệm vụ: Tạo một lớp bề mặt phốt phát kẽm ở thùng xe Zn(PO), lớp bề mặt này có đặc tính chống gỉ rất tốt, ta dung phương pháp này thay cho việc phải sơn một lớp sơn chống sét cho xe. Thành phần dung dịch của hồ có các thành phần chính là 8% HPOvà 0,1% BaCO. Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống tạo dòng chuyển động của dung dịch axit trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Hệ thống ống nước trong hồ vẫn không thay đổi. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Hồ chứa một hỗn hợp dung dịch axit có chứa gốc phốt phát, axit này sẽ tác dụng với lớp kẽm trên bề mặt của tôn thùng xe tạo thành lớp phốt phát kẽm có đặc tính chống gỉ sét cho thùng xe. Mô tả công đoạn: Thùng xe được nhúng vào trong hồ trong 3 phút để tạo ra lớp phốt phát kẽm (Zn(PO)làm chức năng chống gỉ sét. Dùng phương pháp này sẽ tạo được 1 lớp bề mặt chống gỉ đều khắp thùng xe cả trong lẫn ngoài, nâng cao được độ bền của lớp sơn bề mặt. Phòng rửa 5’: Nhiệm vụ: Rửa sạch axit bám trên thùng xe do quá trình nhúng trong hồ 5. Thiết bị: Là một phồng kín, hai bên được bố trí một hệ thống vòi phun nước, diện tích phần làm việc là 5m x 3m = 15m². Với hệ thống ống phun ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun 1 KG/cm². Mô tả công đoạn: Thùng xe sau khi được nhúng trong hồ 5 sẽ được di chuyển sang hồ 6. Trên đường đi qua hồ 6 sẽ phải đi qua phòng rửa 5’. Trong lúc di chuyển ngang qua phòng rửa 5’ , hệ thống vòi phun sẽ làm việc để rửa bớt một phần axit bám trên thùng xe. Hình 3.2 Sơ đồ phòng rửa Dãy vòi phun Hệ thống xà treo di chuyển Hanger Vị trí đặt vòi phun Hồ 6: Nhiệm vụ: Rửa sạch thùng xe khỏi axit trong hồ 5 còn bám lại trên thùng. Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0,5m. Ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun 1 KG/cm². Hệ thống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Hồ được chứa nước đã được lọc sạch để rửa sạch lớp axit còn bám trên bề mặt xe. Diện tích làm việc: là diện tích chiếm chỗ của hồ: 15m² Mô tả công đoạn: Thùng xe được nhúng vào hồ trong thời gian là 1 phút để cho lớp axit tan hết trong nước, khi thùng xe được đưa lên khỏi hồ còn được các vòi phía trên phun nước rửa lại 1 lần nữa. Hồ 7: Hồ 7 được trang bị hoàn toàn giống như ở hồ 6 nhưng nước trong hồ là nước tinh khiết để rửa thùng xe khỏi lớp axit bám trên bề mặt một cách triệt để trước khi sơn lớp sơn lót đầu tiên. Xe được nhúng trong hồ trong thời gian 1 phút sau đó sẽ được di chuyển sang hồ 8. Hồ 8: Nhiệm vụ: Sơn lót thùng xe được dùng phương pháp sơn nhúng tĩnh điện. Hồ sơn sẽ được nối với cực dương của nguồn diện môt chiều, thùng xe sẽ được nối với cực âm của nguồn điện một chiều. Khi xe được nhúng vào hồ các hạt sơn mang điện tích dương sẽ bám chặt vào thùng xe nhờ lực hút tĩnh điện. Dùng phương pháp này có rất nhiều ưu điểm như có thể tự động hóa dây truyền sản xuất, lớp sơn đồng đều và có độ bám dính rấ cao, thời gian sơn và thời gian khô nhanh, tiết kiệm sơn và nhân công, ít gây ô nhiễm môi trường … Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0.5m Hệ thống lọc nước lẫn trong hồ Hỗn hợp sơn lót màu xám trắng được phun vào hồ Mô tả công đoạn: Thùng xe được nhúng vào hồ trong 2 phút, sau đó được palăng kéo lên, phía trên hệ thống vòi phun sẽ được phun nước sạch để gạn lại những phần sơn thừa không bám chặt vào thùng xe nhằm tiết kiệm sơn đồng thời làm cho lớp sơn được đều hơn. Hồ 9 và 10: Nhiệm vụ; Rửa sạch thùng xe đã được sơn đồng thời gạn lại những phần sơn thừa Thiết bị: Quy cách hồ: 5m x 3m x 3m = 45m³ Thành hồ có bề dày 200 mm Hệ thống vòi phun đặt cách mặt hồ 0,5m, ta dùng các ống nước thông thường Φ27, trên đó có khoan các lỗ Φ3. Áp suất phun 1 KG/cm². Hệ thống lọc sơn lẫn trong hồ. Hệ thống tạo dòng chuyển động của nước trong hồ được đặt phía dưới đáy hồ. Dùng ống nước thông thường Φ41 rẽ nhánh ra các ống Φ21. Nước trong ống có áp suất 0,5 KG/cm². Hồ chứa nước tinh khiết. Mô tả công đoạn: 5 1 7 6 3 2 4 Thùng xe sẽ được nhúng vào mỗi hồ trong một phút, sau đó được đưa ra bệ để chuẩn bị đưa sang phòng sấy và sơn màu. Tổng thời gian phần xử lý và sơn lót thùng xe là 30 phút. Trong gian nhf sơn lót sử dụng 4 công nhân làm nhiệm vụ điều khiển Hanger và pha chế dung dịch. Hình 3.3 Sơ đồ nhà sơn lót Hệ thống xà di chuyển Hồ nhúng Bệ đỡ Cầu thang Giá treo (hanger) Hệ thống vòi phun Vĩ sắt lót đường đi 3.1.3 Quy trình sấy và sơn màu Thùng xe sau khi được phủ lớp sơn lót sẽ được đặt lên một xe đẩy, xe này di chuyển trên dây sẽ lần lượt đi qua 6 trạm làm việc là: sấy 1, kiểm tra, trét keo, sấy 2, sơn màu, sấy 3. Trạm 1: sấy 1 Nhiệm vụ Sấy thùng xe đã được sơn lót để làm khô lớp sơn. Công nhân: gồm 2 công nhân có nhiệm vụ chuẩn bị thùng xe và lò sấy, vận hành lò Thiết bị: lò sấy kích thước 5m x 5m x3m, sử dùng dầu sinh nhiệt và mọt hệ thống xe đẩy, đường day xuyên suốt dây chuyền. Diện tích làm việc: 5m x 3m = 15m² Công đoạn: thùng xe được đưa lên xe goòng di chuyển trong hệ thống ray vào lò sấy, được tiến hành sấy ở nhiệt độ 180°C trong 45 phút. 1 2 Hình 3.4 Sơ đồ phòng sấy 1: Nguồn nhiệt 2: Hơi nóng đối lưu Trạm 2: kiểm tra bề mặt Nhiệm vụ: kiểm tra và sửa chữa lại bề mặt thùng xe, sau khi đã được sơn qua lớp sơn đầu tiên. Công nhân: 2 công nhân tiến hành kiểm tra và sửa chữa bề mặt. Thiết bị: trang bị 2 dàn đèn NEON, dũa tay và máy mài cầm tay có 2 chế độ mài là mài định tâm và mài không định tâm. Diện tích làm việc là: 7m x 3m = 21m² Công đoạn: sau khi sấy xong thùng xe sẽ được đưa sang vị trí kiểm tra, tại đây thùng xe sẽ được kiểm tra lại độ nhẵn bề mặt đồng thời tiến hành sửa chữa. tiến hành kiểm tra bằng tay đồng thời có hệ thống đèn NEON rọi sáng sẽ phản chiếu lại những vị trí lỗi sau khi dùng dầu bóng lau lên vị trí đó. Thời gian tiến hành sửa chữa và kiểm tra là 45 phút. Hình 3.5 Máy mài sử dụng khí nén Trạm 3: trét keo Nhiệm vụ: dùng keo (là một loại cao su non) trét vào những nơi giáp mí giữa 2 mảnh thùng xe để tránh cho nước không thể bám lại ở đó gây ra gỉ sét cho thùng xe, nâng cao chất lượng thùng xe. Công nhân: 1 công nhân sẽ hoàn thành công đoạn này Thiết bị: trang bị cho công nhân những ống keo có tay bóp (súng keo) để nâng cao năng suất làm việc của công nhân. Hình 3.6 Súng phun keo làm kín Diện tích làm việc: 5m x 3m = 15m² Công đoạn: tiến hành trong thời gian 45 phút cả trong lẫn ngoài thùng xe. Trạm 4: sấy 2 Nhiệm vụ: sấy thùng xe đã được trét keo để làm khô lớp keo. Công nhân: gồm 2 công nhân có nhiệm vụ chuẩn bị thùng xe và lò sấy, vận hành lò. Thiết bị: lò sấy có các số đo 5m x 3m x 3m, sử dụng dầu sinh nhiệt. Diện tích làm việc: 5m x3m = 15m² Công đoạn: thùng xe trên xe goòng di chuyển trong hệ thống ray vào lò sấy, được tiến hành sấy ở nhiệt độ 100°C trong 20 phút, sau đó được đưa vào 1 phòng chứa kín để tránh bụi bặm, chuẩn bị đưa sang sơn màu. Trạm 5 : sơn màu: Nhiệm vụ: sơn lớp sơn màu chính thức cho xe. Công nhân: 2 công nhân thực hiện chính thức việc sơn màu cho xe Thiết bị: phòng sơn, máy nén khí, súng phun sơn. Diện tích làm việc: 15m² Công đoạn: thùng xe được đẩy trên ray vào phòng sơn, tại đây thùng xe sẽ được phủ lớp sơn màu sử dụng phương pháp phun sơn bằng khí nén thông thường trong thời gian là 60 phút. Trạm 6: sấy 3 Nhiệm vụ: sấy thùng xe đã sơn màu để làm bốc hơi các hóa chất phụ gia, bảo đảm lớp sơn trên thùng xe hoàn toàn khô. Công nhân: 2 công nhân có nhiệm vụ chuẩn bị thùng xe vào lò sấy, vận hành lò. Kích thước lò sấy: 5m x 3m x 3m, sử dụng dầu sinh nhiệt. Diện tích làm việc: 15m² Công đoạn: thùng xe trên xe goòng di chuyển trong hệ thống ray vào lò sấy, được tiến hành sấy ở nhiệt độ (90°C trong 30 phút, sau đó được hệ thống ray di chuyển sang dây chuyền trang trí để tiến hành trang trí thùng xe trước khi ráp vào gầm xe. 1 8 7 6 5 4 3 2 Hình 3.7 Sơ đồ khu vực sơn màu Phòng sấy I Kiểm tra bề mặt và trét keo Phòng sấy II Phòng chờ Hệ thống ray di chuyển Buồng sơn màu Thùng xe Phòng III 3.2 Dây chuyền sơn của Công ty cổ phần cơ khí xây dựng giao thông Qua thực tế tìm hiểu và tham quan dây chuyền sơn của nhà máy lắp ráp ô tô thuộc Công ty cổ phần cơ khí xây dựng giao thông ở Quận Thủ Đức Tp. HCM. Chúng tôi thấy đây là nhà máy lắp ráp xe khách Huyndai với toàn bộ các chi tiết đều được nhập từ Hàn Quốc. Tất cả các công đoạn của nhà máy đều được tiến hành bằng thủ công thông qua sự hỗ trợ của máy móc, trang thiết bị. Nhà máy được phân ra thành nhiều khu vực khác nhau, mỗi khu vực là một công đoạn để từng bước hoàn thiện từng chi tiết, bộ phận của xe. Sau mỗi công đoạn này lại được chuyển sang công đoạn khác để liên kết các chi tiết lại với nhau duới sự giám sát chặt chẽ của người kiểm tra chất lượng. Hình 3.8 Xe khách Huyndai Sau đây là sơ đồ quy trình sơn của nhà máy Các chi tiết của thùng xe được nhập về Mài các mối hàn Hàn ráp các mảng chi tiết lại Rửa nước Phun xốp cách nhiệt Trát matit Sấy lần 2 Sấy lần 1 Sơn lót lần 1 Sơn lót lần 2 Đánh bóng Phun keo làm kín Sơn màu Kiểm tra Sấy Sơ đồ quy trình sơn Quy trình sơn là công đoạn kế tiếp sau khi hệ thống dây điện được gắn lên chasiss (khung xe). Nhà máy lắp ráp với số lượng nhỏ trung bình 2 xe/ngày, có thời điểm lắp ráp theo đơn đặt hàng vì vậy thời gian làm việc của công nhân cũng không cố định. Đây chính là nguyên nhân mà nhà máy không thể đầu tư trang thiết bị, dây chuyền sản xuất tự động. Chất lượng của xe hoàn toàn phụ thuộc vào tay nghề của công nhân, trang thiết bị gia công, do đó mà chất lượng xe bị ảnh hưởng rất nghiêm trọng như: không đồng đều, xuất hiện nhiều lỗi sơn, mất thời gian cho việc sửa chữa…đối với một nhà máy lắp ráp ô tô nhỏ việc đầu tư dây chuyền sơn tự động là rất tốn kém, không phù hợp nhưng sử dụng phương pháp thủ công lại rất hiệu quả vì đầu tư trang thiết bị rất ít tốn kém, có thể gia công với số lượng gián đoạn, nhiều loại xe khác nhau. Các mảng chi tiết của thùng xe được nhập về Hàn Quốc Nhà máy nhập toàn bộ các mảng chi tiết của thùng xe về, phần lớn chúng đã được sơn nhúng tĩnh điện, một số chi tiết chưa được sơn, nhà máy đem đi sơn ở dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện của Mekong. Hình 3.9 Các mảng chi tiết rời Hàn ráp các mảng chi tiết Các mảng chi tiết nhỏ được đưa lên khuôn định hình để kẹp lại khoan và hàn chúng lại với nhau bằng phương pháp hàn khí bảo vệ CO Sau đó chúng được mài và lại được ghép lại với nhau thành các mảng lớn hơn. Các mảng lớn hơn gồm mảng đầu, mảng đuôi, mảng hông, mảng nắp được định hình và ráp lại với nhau thành thùng xe hoàn chỉnh. Hình 3.10 Hàn ráp các mảng chi tiết Mài các mối hàn Các mối hàn được mài bằng máy mài cầm tay sử dụng điện. Các mối hàn bên trong không cần phải mài vì sẽ bị che khuất sau khi lắp các chi tiết khác. Sau khi mài các mối hàn không được cao hơn bề mặt phẳng của thùng xe mà phải thấp hơn do sau khi trát matit sẽ làm cho bề mặt thùng xe không bằng phẳng, ảnh hưởng đến chất lượng lớp sơn hoặc phải mài lại lần nữa. Hình 3.11 Công nhân đang mài các mối hàn Rửa nước Sau khi gia công các công đoạn trước dầu mỡ bám dính vào bề mặt thùng xe , hơn nữa trong quá trình bảo quản các mảng chi tiết bị bao phủ một lớp dầu mỡ. Nếu không tiến hành rửa sạch thùng xe trước khi sang công đoạn tiếp theo thì hiệu quả sẽ rất kém, ảnh hưởng đến chất lượng sơn sau này. Sau khi rửa tiến hành thổi sạch nước bằng khí nén rồi để khô chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Trát matit Sau khi mài bề mặt của thùng xe không bằng phẳng, tại những chỗ được mài này rất dễ bị gỉ sét do lớp kim loại nền trực tiếp tiếp xúc với không khí, vì vậy cần phải sơn một lớp sơn chống gỉ trước khi trát matit. Phương pháp sơn sử dụng súng sơn cầm tay loại trọng lực, dùng sơn chống gỉ phun những khu vực bị mài. Hình 3.12 Trát matit Phun xốp cách nhiệt Toàn bộ bề mặt phía trong của xe được phun lớp xốp cách nhiệt. Dùng máy phun áp lực cao. Lớp xốp cách nhiệt này rất tốt vì nó không cho nhiệt lượng của ánh nắng mặt trời háp thụ vào, đồng thời ngăn cản không khí lạnh của điều hoà không bị phan tán nhiệt ra ngoài. Trước khi được phủ 1 lớp xốp cách nhiệt mặt trong của xe được sơn 1 lớp sơn lót màu vàng để tăng khả năng bám dính và cách nhiệt. Hình 3.13 Phun xốp cách nhiệt Sơn lót lần 1 Trước khi sơn thùng xe được lau sạch bụi, dầu mỡ bằng xylen (một loại hoá chất tẩy dầu mỡ). Thùng xe được di chuyển bằng ba lăng vào phòng sơn lót. Tại đây toàn bộ bề mặt của thùng xe được phun bằng súng phun cầm tay sử dụng khí nén. Các thao tác được thực hiện bằng 2 công nhân, mỗi người phun một bên. Hình 3.14 Thùng xe đã được sơn lót Sấy lần 1 Sau khi sơn lót lần 1 xe được đưa sang phòng sấy để sấy khô lớp sơn này. Thời gian sấy là 45 phút, nhiệt độ sấy 75 - 85 độ C. Hình 3.15 Thùng xe đang trong phòng sấy Sơn lót lần 2 Sau khi lớp sơn lót lần 1 đã khô, thùng xe được đưa lại phòng sơn lót để sơn lót lần 2. Phương pháp sơn cũng tương tự như sơn lót lần 1. Yêu cầu độ dày < 150 µm. Sấy lần 2 Tương tự như sấy lần 1. Phun keo làm kín Tại các khe hở của các mảng thùng xe, các lỗ sẽ được phun một lớp keo để làm kín tránh cho nước đọng lại gây ra hiện tượng gỉ sét. Keo làm kín là một loại cao su non được pha trộn với một số loại dung môi khác. Hình 3.16 Phun keo làm kín Sơn màu Thùng xe được di chuyển qua phòng sơn màu. Phương pháp sơn sử dụng súng phun cầm tay loại khí nén. Yêu cầu độ dày nhỏ hơn 100 µm. Do yêu cầu của khách hàng mà xe có thể có nhiều màu khác nhau. Nếu xe có nhiều màu thì sau mỗi lần sơn một màu xong tiến hành sấy khô rồi lại sơn màu tiếp theo. Những lần sơn màu tiếp theo công nhân dùng giấy và băng keo để che phủ những phần đã sơn màu trước. Phương pháp này thường được sử dụng trong sơn sửa chữa. Hình 3.17 Thùng xe được sơn màu hoàn chỉnh Sấy Sau khi sơn màu xong tiến hành sấy khô lớp sơn. Trong quá trình sấy phải khống chế thời gian, nhiệt độ buồng sấy để tránh sẩy ra hiện tượng quá nhiệt ảnh hưởng đến chất lượng lớp sơn. Kiểm tra Sau khi hoàn thiện công đoạn sơn màu, xe sẽ được đưa sang khu vực kiểm tra. Tại đây xe được kiểm tra bằng kinh nghiệm dưới hệ thống đèn neon, sau đó sẽ được kiểm tra bằng máy chuyên dụng. Yêu cầu của lớp sơn: Lớp sơn không chảy, đồng đều, phủ kín bề mặt, đảm bảo độ bóng, không trầy xước. Nếu chất lượng lớp sơn đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa sang khu vực để đánh bóng chuẩn bị cho công đoạn lắp ráp tiếp theo. Nếu xe không đạt tiêu chuẩn tiến hành lấy dấu lỗi rồi đưa về khu vực sơn lót để tiến hành sơn lại. Hình 3.18 Kiểm tra sơn bằng đèn Đánh bóng Đây là công đoạn cuối cùng của quy trình sơn. Một công nhân thực hiện công đoạn này sử dụng chất đánh bóng và máy đánh bóng bằng khí nén. 3.3 Nhận xét Qua quá trình tìm hiểu và tham quan hai nhà máy lắp ráp ô tô tại Việt Nam. Chúng tôi thấy rằng mỗi nhà máy đều có những đặc điểm riêng khác nhau về quy mô sản xuất, về sự đầu tư công nghệ, về quy cách điều hành và giám sát trong mỗi khâu, mỗi công đoạn. Đối với nhà máy lắp ráp ô tô Cửu Long do quy mô sản xuất lớn hơn, đầu tư nhiều nên đã có dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện, đây là điều rất đáng khích lệ cho nền công nghiệp sản xuất chế tạo ô tô tại Việt Nam mà một số công ty liên doanh lớn cũng chưa dám đầu tư. So với công nghệ sơn ô tô trên thế giới hiện nay, thì nhà máy không thể hiện đại bằng, bởi vì nhà máy vẫn còn sử dụng con người trong các công đoạn sơn lót, sơn màu và các công đoạn khác, trong khi trên thế giới tất cả các công đoạn này đều được thực hiện bằng dây chuyền tự động hóa. Tuy vậy, nhà máy đã có dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện tương đối đạt chuẩn, đây là nhân tố tiêu biểu đánh dấu cho bước khởi đầu tốt đẹp của nền công nghiệp ô tô Việt Nam. Do số lượng ô tô cần đáp ứng cho giao thông vận tải ngày càng nhiều nên các nhà đầu tư nước ngoài đã liên doanh với các công ty lắp ráp ô tô ở Việt Nam để chuyển giao công nghệ, đây là hình thức phổ biến nhất ở nước ta. Số lượng xe sản xuất ra chủ yếu để đáp ứng thị trường trong nước, vì vậy mà số lượng xe còn hạn chế, chất lượng xe yêu cầu chưa cao. Các nhà máy này thường có diện tích nhỏ, vốn đầu tư không cao, số lượng xe sản xuất ít, dùng con người là lao động chủ yếu, với các trang thiết bị còn thủ công… chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề người lao động. Tiêu biểu là nhà máy lắp ráp ô tô thuộc công ty cổ phần cơ khí xây dựng giao thông. So với nhà máy lắp ráp ô tô Cửu Long thì công nghệ sơn của nhà máy này vẫn không thể bằng. Vì vậy mà chất lượng lớp sơn và hiệu quả sơn bị ảnh hưởng nhiều do không có dây chuyền sơn nhúng tĩnh điện. Đặc biệt các lớp sơn phần bị mài mòn do phun sơn lót bình thường nên màng sơn không đồng đều nên những chỗ này là nguyên nhân làm cho chất lượng lớp sơn kém sau một thời gian sử dụng. Đây là vấn đề không thể tránh khỏi đối với các nhà máy lắp ráp có hình thức tương tự. Đối với nước ta nền công nghiệp ô tô còn khá mới mẻ nhưng sẽ hứa hẹn sự phát triển vượt vượt trội trong tương lai khi các ngành vật liệu, luyện kim, chế tạo máy… phát triển. CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Qua tìm hiểu, tham khảo một số tài liệu và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy TRẦN ĐÌNH QUÝ trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp về đề tài “ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SƠN TRONG SẢN XUẤT CHẾ TẠO Ô TÔ” chúng em đã giới thiệu và đề cập tới công nghệ sơn trong nền công nghiệp ô tô thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng hiện nay. Đối với nhiều sinh viên trong ngành, công nghệ sơn trên ô tô còn khá mới mẻ vì vậy chúng em hy vọng rằng qua đề tài này sẽ giúp mọi người có thêm kiến thức về lĩnh vực chuyên môn hơn, góp phần làm cho nền công nghiệp ô tô trong nước phát triển hơn trong những thập niên tới. Trong đề tài phần đầu tiên chúng em muốn giới thiệu là những vấn đề liên quan đến sơn như công dụng, sự hình thành và phát triển, các loại sơn đặc biệt là sơn ô tô… các phương pháp sơn cơ bản trên ô tô hiện nay. Trong đó các phương pháp sơn đã nêu được nguyên lý, đặc điểm, trang thiết bị và phạm vi áp dụng. Phần tiếp theo chúng em muốn đề cập đến là quy trình công nghệ sơn ô tô hiện nay đang được áp dụng trên thế giới từ công đoạn xử lý bề mặt, sơn, và xử lý sau sơn. Đặc biệt đi sâu vào công nghệ sơn nhúng tĩnh điện. Đây là công nghệ không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất chế tạo ô tô lớn trên thế giới. Trong phần 3 chúng em trình bày tới hiện trạng của công nghệ sơn đang được ứng dụng tại Việt Nam hiện nay. Qua đó so sánh được những mặt hạn chế cần khắc phục của công nghệ sơn ô tô nước ta so với thế giới. Đề nghị Do hiểu biết và thực tế về công nghệ sơn trong ô tô còn nhiều hạn chế nên trong đề tài chúng em chỉ giới thiệu chung về phần công nghệ, không đi sâu vào phần tính toán, thiết kế, vì vậy chúng em xin có những kiến nghị như sau: Trong quá trình tìm hiểu và làm đề tài cần phải tham quan khảo sát thực tế nhiều công ty, nhà máy hơn để có cái nhìn tổng quát hơn. Giáo trình công nghệ sơn trong sản xuất chế tạo ô tô cần phổ biến rộng rãi hơn làm phương tiện học tập và tham khảo. Hoàn thiện cho nội dung đề tài như về phần tính toán, thiết kế, vấn đề về xử lý chất thải tránh ô nhiễm môi trường… Trong quá trình giảng dạy nhà trường nên đưa thêm môn học về công nghệ sơn trên ô tô, những hiểu biết khác về các loại xe như kết cấu, thông số kỹ thuật, an toàn kết hợp với kinh doanh để giải quyết vấn đề việc làm cho sinh viên sau khi ra trường.