彩票2圆网排列五走势图带连线:【學術論文】Ecoatmaster軟件輔助電泳工藝評審的應用

排列五走势图分析 www.cpowyc.com.cn Ecoatmaster軟件輔助電泳工藝評審的應用

袁小晶,劉俊驛

(一汽轎車股份有限公司,長春 130012

0  引言

眾所周知,汽車涂裝分為電泳、中涂和面漆3個涂層,電泳涂層的質量直接決定車身防腐性能。車身電泳質量與產品設計結構、生產線結構有關,而在生產線結構不做調整的情況下,通過調整車身結構,可以提升車身防腐質量。

CAE仿真軟件在汽車行業已經有廣泛應用,碰撞分析、機器人運行仿真等,ECOATMASTER軟件作為仿真軟件的一種,可以仿真計算車身電泳膜厚,輔助工藝部門進行電泳工藝評審。電泳仿真軟件種類很多,ECOATMASTER軟件最大的優點是網格劃分較為簡便,計算準確度較高。


1  電泳工藝評審分類

電泳工藝評審一般分為三類,即瀝水性評審:減少車身通過前處理、電泳各槽體的帶液和防止烘干后漆膜不干,附著力和硬度低;排氣性評審:減少電泳氣蝕,保證所有零件和板材能夠接觸到電泳漆;電泳性評審:保證所有零件和板材能夠有電場覆蓋,能夠電泳成膜,電泳性評審可以借助ECOATMASTER軟件進行。

1.1 瀝水性評審

結合現場瀝水設備的傾斜角度,檢查白車身數據全表面、彎曲部分和貼合部分,是否會發生積液,是否有可以排水的孔或縫。如果需要強制排水,可采用調整支具高度(針對前后蓋可動件)、增加瀝水孔、瀝水筋、增加板與板間的縫隙四種方法實現。

1.2 排氣性評審

結合輸送設備傾斜角度,檢查白車身數據全表面、彎曲部分和貼合部分,在電泳液涌入之前是否有氣體無法排出的現象。若需要強制排氣,可采用調整支具高度(針對前后蓋可動件)、增設排氣孔、增設排氣筋和通過板與板之間縫隙的排氣四種方法來實現。

瀝水和排氣性評審很多論文已經介紹很詳細,本文不做過多闡述,本文詳細介紹電泳性評審。

1.3 電泳性評審

電泳性評審主要檢查內外板與有內部加強板的部位是否有電泳孔以及孔的間距是否滿足電場強度。幾層板間的孔盡量位置相對,板間隙大于6mm,且孔大小和孔間距標準為:當孔間距為150 mm時,孔大小為Φ15 mm;當孔間距為200 mm時,孔大小為Φ20 mm。

電泳性評審對人工評審的能力和經驗要求較高,僅通過人工分析,無法準確確定電泳效果,無法做到量化和可視化。而ECOATMASTER軟件可以通過內置的計算,將不同膜厚通過不同顏色顯示出來,直觀表現出電泳情況,并可以顯示出膜厚大小。

2 ECOATMASTER使用方法

ECOATMASTER軟件分為:EMT、ECOATMASTER、XPLORE三個部分,另外還需用到paint analyzer和CATIA等軟件進行輔助。

1)EMT:用于車身、生產線網格劃分,其中包括宏觀車身網格劃分、微觀網格劃分、生產線和wrap網格劃分,輸出網格文件;

2)ECOATMASTER:將EMT劃分好的網格文件導入,計算膜厚,輸出計算結果文件;

3)XPLORE:用于查看計算結果的軟件,可以顯示出膜厚值。

仿真計算膜厚一般分為以下幾個步驟。

2.1 生產線建模

生產線建模包括建立槽體及陽極排布的三維數據文件、電壓參數設置文件、時間步長設置文件、運行軌跡設置文件。

2.2 涂料測試

準確的計算及仿真模擬必須基于試驗的基礎,涂料測試試驗用于模擬現場實際車身電泳狀態??疾煸誆煌魎俸筒煌繆箍刂葡碌纈疽禾匭約跋嚶Τ瞪聿牧系牡嫉縲閱?。為仿真模擬提供相應準確的數據。

使用涂料需現場取樣,溫度設置與現場相同,使用樣片材質與車身板材相同。樣片加載電壓及旋轉電極轉速按表所示,每種板材20個樣片,電壓從10 V升至所要求電壓,每秒升壓1 V。樣片試驗完成后保存電流參數文件,并測量樣片膜厚。試驗設置條件見表1。

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將電泳參數文件、現場溫度、電導率、MEQ等參數及膜厚值,通過paintanalyzer軟件進行擬合,得到電流密度、膜厚與時間關系的涂料參數文件。

ECOATMASTER軟件計算原理是將車身及生產線數據導入,計算出車身各區域加載電壓,通過調用涂料參數文件,計算車身各區域瞬時電流密度,從而計算出電泳膜厚。

2.3 數據處理

1)使用有限元分析都需要進行網格劃分,而數據中焊點、膠、螺栓等對網格劃分會產生一定干擾,所以首先需要將焊點、膠、螺栓等刪除;

2)車身數據上一些對結果不影響的件也可以刪除,這樣會簡化計算;

3)將四門兩蓋根據涂裝支具開啟相應角度。

   數據處理后使用CATIA軟件將所有零件生成ECOATMASTER軟件可識別的stl格式文件,并提取零件內外表面,用于區分不同流速面,并對不同流速面進行分組。流速不同,靜電沉積速率不同,上漆速度也不同,因此對需要對流速進行區分。使用ECOATMASTER軟件一般分為3個流速組即可,對外表面使用高速組,內表面使用中速組,內腔表面使用低速組。

2.4 網格劃分

網格劃分包含車身數據網格劃分、生產線數據網格劃分、wrap網格劃分。wrap是包裹車身的一個包絡體,在計算過程中,包絡體與生產線交換數據進行計算、這樣避免車身與生產線數據交換導致計算量過大。

2.5 宏觀計算

網格劃分時,為提高效率,網格精度設置較低,用于仿真計算整車膜厚,此計算為宏觀計算。宏觀計算的網格較為粗大,孔位置的網格會使孔變形,四門兩蓋與頂蓋外板的值可以通過此方法仿真計算,如果計算腔體里膜厚,還需要進一步設置網格精度,對局部重新劃分網格,進行微觀計算。

根據不同時間的電泳狀態顯示出,外板優先上漆,內板后成膜。外板隨著上漆膜厚增加,濕膜電阻增大,成膜速率降低,此時內板逐漸上漆。

2.6 微觀計算

宏觀計算是比較粗略的計算,結果會有較大偏差,對于外板來說結果影響不大,而工藝評審主要關注的是內腔膜厚,因此,需要進行微觀計算,得到比較準確認的內腔膜厚。


內腔膜厚計算首先要使用ZOOMBOX進行切割車身,針對A柱、B柱、C柱、底板縱梁、底板橫梁等容易出現質量問題的區域進行微觀計算分析(見圖1)。ZOOMBOX與Wrap類似,都是包絡體,用于與生產線進行數據交換。

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2.7 修改計算

對仿真結果不合格位置,通過打孔重新計算,模擬結果(見圖2)。

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3  應用效果

   ECOATMASTER軟件一般用于電泳工藝評審,通過內腔膜厚的模擬提升工藝評審水平,有效規避人工評審的經驗影響,同時也使工藝部門與產品設計部門的溝通更有依據與說服力。

3.1 工藝評審階段內腔膜厚模擬

由于工藝評審階段還沒有實車進行剖解,無法確定內腔的電泳膜厚,只能根據經驗估算或軟件模擬來評估產品結構的合理性。根據某公司某車型的ECOATMASTER微觀仿真計算結果與拆車結果對比發現,內腔膜厚的仿真結果比實際拆車結果高出1-2 μm ,基本上能夠準確模擬出內腔膜厚(見圖3)。

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3.2 現場調整的應用

  對于某條既定的生產線來說,設備形式、材料、生產條件固定后一般不會有大的變化,當有新車型導入或者現有車型泳透率調整時,一般都是通過電壓、現場材料、設備參數等方面進行調整。

這時可以根據ECOATMASTER軟件的膜厚、電壓、電流關系,材料特性通過更改各段的電壓來模擬膜厚的增加情況,避免了現場調整的各種因素的干擾和受生產情況的制約。

當現有方式微調不能滿足產品泳透率要求時,需要確定新的改進方向。根據某公司某車型的仿真模擬曲線可以看出,內腔的帶電要比外表面延遲70s以上,內腔要在外表面上膜8~10μm以后才能快速上膜,且底部膜厚上膜速度遠遠低于上部,據此可以判斷,當電泳時間、設備形式、材料泳透力不能再進行調整時,增加底部陽極,快速增加底板內腔電壓是提升泳透率的有效方法。


4  結語

工藝評審是新車型數據設計階段工藝部門的一項重要工作內容,問題發現的充分與否和改進的好壞直接影響著車身的防腐質量、后續的成本追加。ECOATMASTER軟件的應用能夠充分發現新車型內腔防腐的薄弱點并給出有效的解決方法,規避人為經驗的影響,同時能夠提升與設計部門的溝通能力。隨著軟件應用的熟練度的提高,對現場的調整也能起到模擬的作用。

(詳情見《現代涂料與涂裝》2018-12)

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