Ecoatmaster软件辅助电泳工艺评审的应用
袁小晶，刘俊驿
(一汽轿车股份有限公司，长春 130012)
0 引言
众所周知，汽车涂装分为电泳、中涂和面漆3个涂层，电泳涂层的质量直接决定车身防腐性能。车身电泳质量与产品设计结构、生产线结构有关，而在生产线结构不做调整的情况下，通过调整车身结构，可以提升车身防腐质量。
CAE仿真软件在汽车行业已经有广泛应用，碰撞分析、机器人运行仿真等，ECOATMASTER软件作为仿真软件的一种，可以仿真计算车身电泳膜厚，辅助工艺部门进行电泳工艺评审。电泳仿真软件种类很多，ECOATMASTER软件最大的优点是网格划分较为简便，计算准确度较高。
1 电泳工艺评审分类
电泳工艺评审一般分为三类，即沥水性评审：减少车身通过前处理、电泳各槽体的带液和防止烘干后漆膜不干，附着力和硬度低；排气性评审：减少电泳气蚀，保证所有零件和板材能够接触到电泳漆；电泳性评审：保证所有零件和板材能够有电场覆盖，能够电泳成膜，电泳性评审可以借助ECOATMASTER软件进行。
1.1 沥水性评审
结合现场沥水设备的倾斜角度，检查白车身数据全表面、弯曲部分和贴合部分，是否会发生积液，是否有可以排水的孔或缝。如果需要强制排水，可采用调整支具高度(针对前后盖可动件)、增加沥水孔、沥水筋、增加板与板间的缝隙四种方法实现。
1.2 排气性评审
结合输送设备倾斜角度，检查白车身数据全表面、弯曲部分和贴合部分，在电泳液涌入之前是否有气体无法排出的现象。若需要强制排气，可采用调整支具高度(针对前后盖可动件)、增设排气孔、增设排气筋和通过板与板之间缝隙的排气四种方法来实现。
沥水和排气性评审很多论文已经介绍很详细，本文不做过多阐述，本文详细介绍电泳性评审。
1.3 电泳性评审
电泳性评审主要检查内外板与有内部加强板的部位是否有电泳孔以及孔的间距是否满足电场强度。几层板间的孔尽量位置相对，板间隙大于6mm，且孔大小和孔间距标准为：当孔间距为150 mm时，孔大小为Φ15 mm；当孔间距为200 mm时，孔大小为Φ20 mm。
电泳性评审对人工评审的能力和经验要求较高，仅通过人工分析，无法准确确定电泳效果，无法做到量化和可视化。而ECOATMASTER软件可以通过内置的计算，将不同膜厚通过不同颜色显示出来，直观表现出电泳情况，并可以显示出膜厚大小。
2 ECOATMASTER使用方法
ECOATMASTER软件分为：EMT、ECOATMASTER、XPLORE三个部分，另外还需用到paint analyzer和CATIA等软件进行辅助。
1)EMT：用于车身、生产线网格划分，其中包括宏观车身网格划分、微观网格划分、生产线和wrap网格划分，输出网格文件；
2)ECOATMASTER：将EMT划分好的网格文件导入，计算膜厚，输出计算结果文件；
3)XPLORE：用于查看计算结果的软件，可以显示出膜厚值。
仿真计算膜厚一般分为以下几个步骤。
2.1 生产线建模
生产线建模包括建立槽体及阳极排布的三维数据文件、电压参数设置文件、时间步长设置文件、运行轨迹设置文件。
2.2 涂料测试
准确的计算及仿真模拟必须基于试验的基础，涂料测试试验用于模拟现场实际车身电泳状态。考察在不同流速和不同电压控制下电泳液特性及相应车身材料的导电性能。为仿真模拟提供相应准确的数据。
使用涂料需现场取样，温度设置与现场相同，使用样片材质与车身板材相同。样片加载电压及旋转电极转速按表所示，每种板材20个样片，电压从10 V升至所要求电压，每秒升压1 V。样片试验完成后保存电流参数文件，并测量样片膜厚。试验设置条件见表1。
2.7 修改计算
对仿真结果不合格位置，通过打孔重新计算，模拟结果(见图2)。
3.2 现场调整的应用
对于某条既定的生产线来说，设备形式、材料、生产条件固定后一般不会有大的变化，当有新车型导入或者现有车型泳透率调整时，一般都是通过电压、现场材料、设备参数等方面进行调整。
这时可以根据ECOATMASTER软件的膜厚、电压、电流关系，材料特性通过更改各段的电压来模拟膜厚的增加情况，避免了现场调整的各种因素的干扰和受生产情况的制约。
当现有方式微调不能满足产品泳透率要求时，需要确定新的改进方向。根据某公司某车型的仿真模拟曲线可以看出，内腔的带电要比外表面延迟70s以上，内腔要在外表面上膜8～10μm以后才能快速上膜，且底部膜厚上膜速度远远低于上部，据此可以判断，当电泳时间、设备形式、材料泳透力不能再进行调整时，增加底部阳极，快速增加底板内腔电压是提升泳透率的有效方法。
4 结语
工艺评审是新车型数据设计阶段工艺部门的一项重要工作内容，问题发现的充分与否和改进的好坏直接影响着车身的防腐质量、后续的成本追加。ECOATMASTER软件的应用能够充分发现新车型内腔防腐的薄弱点并给出有效的解决方法，规避人为经验的影响，同时能够提升与设计部门的沟通能力。随着软件应用的熟练度的提高，对现场的调整也能起到模拟的作用。
(详情见《现代涂料与涂装》2018-12)
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