汽车涂装面临的新挑战及发展路径

汽车涂装面临的新挑战及发展路径

王立

重庆同乘工程咨询设计有限责任公司，重庆市，400023

摘要：阐述了汽车产品开发趋于多样化、复杂化和短周期，个性化、高质量需求的定制生产方式将成为主流，涂装面临诸多新挑战，涂装智能化是应对新挑战的理想路径，必将成为汽车涂装的新一轮发展趋势，要确保涂装智能化成功实施，良好的基础技术积累、充分的生产线柔性、关键的技术突破是必要前提。

关键词：汽车；涂装；智能化；发展

1汽车涂装面临的新挑战

1.1产品材料多样化、结构复杂化和开发的短周期趋势

汽车作为交通运输和出行的重要工具，减轻质量、节约能源、节省使用成本已经成为全球性的可持续发展要求，相关法规日趋完善和苛刻。无论是提高传统汽车的燃油经济性，还是普及电动汽车，面临的一个共同课题就是必须进一步减轻汽车质量。为满足用户不断提高的新需求，多品种短开发周期已经成为主流车企的战略选择。汽车轻量化最主要的技术路线是采用轻质材料和优化零部件结构，全铝车身、碳纤维车身技术已经成熟，也有商业化应用，但由于成本因素，并未普及。

1.2用户需求的个性化和订单的即时交付趋势

我国汽车市场的个位数增长已成常态，出现产能过剩，全行业进入发展的转型调整期，以往按预测计划生产的方式，无论是车型品种还是交付周期都无法满足用户的需求。用户个性化定制，按订单顺序生产，即时交付，是生产方式转型的新模式。汽车涂装生产方式要转型，适应（不同车型、不同处理工艺、不同涂层体系、不同颜色、不同图案等）按订单顺序、高效率涂装的要求。

1.3日趋迫切的环境友好及高质量发展要求

节能环保、持续减少涂装的资源占用和消耗，提高质量和效率，降低成本，一直是涂装技术进步的驱动力，节能环保和资源效率水平是汽车涂装先进性的重要标志。我国“十四五规划和2035年远景目标纲要”中明确，“要制定2030年前碳排放达峰行动方案，锚定努力争取2060年前实现碳中和”，产品生命周期管理对汽车的设计、生产、使用、报废回收各阶段进行评估，相关法规将更加完善，限值标准会不断提高。另外，2.1和2.2中所述的因素都在增加涂装节能环保和提高资源效率的难度，这都构成对汽车涂装的严峻挑战。就目前我国汽车涂装发展的水平而言，这方面暂无成熟的经验可供借鉴，面临的是全球共性课题。

2汽车涂装绿色制造的发展趋势

目前新能源汽车已进入规模生产和投放市场推广普及阶段，各国都面对一个节能减排、降低汽车重量的课题。因此，汽车轻量化改进车身结构和应用新材料等减重及节能减排措施，必然引起涂装生产方式发生变化，这些变化也为涂装绿色制造的发展提供了契机。保证涂装产品质量，开发应用适合汽车轻量化和节能减排的涂装绿色制造的新技术和新装备，将是未来企业实现涂装绿色制造的发展趋势。未来涂装绿色制造技术主要发展趋势：

①节能省资源。开发应用低温烘干涂料、低能耗和低耗水量的涂装装备，开发应用新型节能减排的喷漆和烘干装备，开发应用涂装装备的余热回收利用技术。②环保少排放。发展应用水性涂料和高固体分涂料；研发简化涂装工艺、优化紧凑型涂装工艺；开发减少三废排放和实现零排放的装备技术；开发应用免喷漆工艺和涂装替代工艺。③自动化智能化。推广应用全能智能化机器人实现喷涂全部自动化，提高涂装效率和涂料利用率；发展智能化能源监控管理系统，创建应用互联网信息化、智能化涂装生产管理系统；创新发展轻量化车身（非金属材料）涂装工艺和装备、车身模块化涂装工艺及装备；开发应用车身制造与涂装生产一体化制造技术。

3国内汽车涂装绿色制造的目标

结合《中国制造2025》行动纲领的“绿色制造”，严格实施控制节能减排指标。使涂装生产实现更少的能源输入、更少的涂料和溶剂消耗、更少的水消耗、更少的VOC和CO2排放、更少的颗粒物和各种废弃物排放、更少的废水排放，具有更高的生产效率和更优良的工作环境，实现汽车涂装绿色制造。国内汽车涂装绿色制造主要控制目标参见表1。

4国内汽车涂装绿色制造技术升级

国外几家著名的涂装设备制造公司新建设的绿色涂装工厂都是典型的涂装绿色制造工厂，其节能减排效果都非常显著。因此，为了实现我国汽车涂装绿色制造，为全人类生存负责，我们必须按照《中国制造2025》行动纲领，推动涂装生产向绿色制造转型升级。针对我国自主汽车企业原有涂装工厂和新建涂装工厂进行技术升级，参见表2。

5国内汽车涂装绿色制造的技术发展方向

在保证涂装质量前提下，应用涂装绿色制造工艺及装备需要在节能减排方面进行创新和提升。减少能源消耗、减少涂料和溶剂的消耗、减少污染物排放、降低环境污染、提高生产效率、营造优良的人机工程工作环境是未来国内汽车企业实现涂装绿色制造的发展方向，参见表3。

6汽车涂装绿色制造的实施建议

①强化国家监督机制。国家应该尽快完善制定涂装绿色制造的强制性法规。加速推进实施《中国制造2025》制造强国战略的相关工作。②推动实现涂装绿色制造。需要组织有关部门、行业协会和学会，推动国内企业与科研单位联合创新、推动、实现目标。建立国家级“涂装绿色制造技术研究开发机构”，统筹规划、研究、创新、推广应用。③老厂改造必须应用相适应的绿色制造技术。老厂改造必须执行国家规定的涂装绿色制造控制指标，应用适合本企业的涂装绿色制造技术。④新工厂建设必须实现绿色制造。新建工厂必须严格执行国家法规，合理应用适合本企业的涂装绿色制造技术、绿色建筑工程技术。⑤加强绿色制造意识和技术的培训。培训企业有关领导和技术人员，掌握涂装绿色制造的生产技术和管理。⑥加强培养自主创新的能力。引导企业和科研单位在消化、吸收和引进新技术基础上走自主创新之路。g⑦加强轻量化汽车涂装制造技术的研发。跟进汽车轻量化制造技术和车身制造一体化技术进步，做好涂装绿色制造新技术的开发与储备，以适应汽车制造技术的发展。

结语：

综上所述，汽车产品开发趋于多样化、复杂化和短周期，满足用户个性化、高质量需求的定制生产方式将成为主流，汽车涂装面临诸多新挑战；涂装智能化是应对新挑战的理想路径，必将成为汽车涂装的新一轮发展趋势；尽管涂装智能化已经具备实施条件，但涂装的基础技术积累标准化、在线化，涂装车间/工厂工艺的柔性化，智能涂装关键技术突破及行业相关方协同的应用创新是成功的必要前提；基础扎实，实施涂装智能化会立竿见影，否则将欲速不达。智能涂装不单纯是设备改造，也不是简单地软件堆叠，而是涂装系统的集成、体系的重构、模式的再造，是一个循序渐进的发展完善过程，只有起点，没有终点。

参考文献：

[1]中国汽车工程学会.节能与新能源汽车技术路线图2.0[M].2版.北京：机械工业出版社，2020

[2]吴涛.汽车车身涂装工艺发展趋势前瞻[J].汽车工艺与材料，2015(10)：1-4.