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从刷子到机器人 汽车涂装技术发展史

耗时数十天的干燥过程

每个人远远看到一辆车,第一印象是它的车身颜色。拥有美丽亮泽的车漆是如今汽车制造的基础标准之一,但在一百多年前,给车身上漆可不是件容易的事儿,靓丽程度也远不如今天。车漆是如何发展到今天的程度呢?本期的好色主义,我将给大家讲一讲车漆的涂装技术发展史。


十秒钟了解全文:

1、漆源于中国,工业革命后西方领先;

2、天然基料漆干燥速度慢,影响造车效率,杜邦发明了干燥快的硝基漆;

3、喷枪替代刷子,漆膜更加均匀;

4、从醇酸到丙烯酸,追求耐久和多样性;

5、用漆泡澡的“浸涂”,用磷化和电泳追求漆面质量;

6、为了追求环保,更换水性漆;

7、现在和未来的涂装技术越来越科幻,甚至将不用漆。

漆的主要作用是抗老化

漆的作用,大部分人的认知是赋予物品绚丽的颜色,但从工业制造的角度来讲,颜色其实是次要需求,防锈抗老化才是主要目的。汽车的车身从早期的铁木结合,到如今的纯金属白车身,都需要漆来作为保护层。

漆层所要面对的挑战,有日晒、风沙、雨淋等自然磨损,有刮、擦、碰撞等物理损坏,还有盐分、动物粪便等侵蚀。在涂装技术的进化中,慢慢地为车身开发出工艺越来越高效,且越来越耐久漂亮的皮肤,更好地应对这些挑战。


源自中国的漆

漆的历史非常久,令人汗颜的是,漆料技术的领先地位在工业革命之前,是属于中国的。漆的使用最早可追溯至新石器时代,进入战国时代后,工匠用桐树种子里提炼桐油,再加入天然生漆制成混合涂料,不过当时的漆器是贵族的奢侈品。明朝建立后,朱元璋开始设立官营漆业,油漆技术得到了快速发展,中国第一部涂料技术著作《髹饰录》就是明代漆匠黄成编著的。得益于技术发展和内外贸易,漆器在明代已经发展出了成熟的手工业产业体系。



明代最为高精尖的桐油涂料,更是船舶制造业的关键。十六世纪西班牙学者门多萨在《大中华帝国史》里提到:涂有桐油的中国船只,寿命是欧洲船只的两倍。


十八世纪中叶,欧洲终于破解并掌握了桐油涂料技术,欧洲油漆产业逐渐成型。原料桐油除了用于漆,还是其它工业的重要原料,仍然由中国垄断着,并且成为两次工业革命的重要工业原料,直到20世纪初,北美和南美移栽的桐树形成规模,这才打破了中国的原料垄断地位。

解决干燥慢 不再耗时高达50天

船舶、火车和马车等交通工具总在户外使用,在风吹日晒雨淋下自然必须使用油漆,当汽车诞生后,作为交通工具自然也离不开油漆。20世纪初的汽车制造,使用的仍然是亚麻籽油等作为粘合剂的天然基料漆


即便是开创生产线造车的福特,为了追求制造速度而近乎极端地只使用日本黑漆,因为其干燥最快,但毕竟还属于天然基料漆,漆层仍然需要一周多才能干燥。



20年代,杜邦公司研究出了干燥快速硝基漆(又名硝化纤维漆),让汽车制造商们眉开眼笑,再也不用这么长周期的车漆施工了。


战后的杜邦为了消化战时建立的庞大产能设施,开始转向以硝化纤维为基础的非炸药产品。1921年时,杜邦已经是硝酸盐电影胶片制造业的领导者。在1921年7月一个炎热的周五下午,杜邦电影工厂的一名工人在下班前将一桶硝酸盐棉纤维留在码头上。周一早上再打开时却发现,桶里已经变成了一种清澈粘稠的液体,这就是后来硝基漆的基础。

1924年,杜邦开发出DUCO硝基漆,以硝化棉为主要原料,加入合成树脂、增塑剂、溶剂与稀释剂调和而成。硝基漆最大的优点就是干燥快,相比需要一周甚至几周才能干燥的天然基料漆,硝基漆只需要2个小时就能干燥,大大提高了涂装速度。1924年,通用汽车公司几乎所有生产线都采用了Duco硝基漆。




硝基漆自然也有缺点,在潮湿环境下喷涂的话,涂膜会容易发白,失去光泽。成型的漆面对于石油基溶剂的抗腐蚀性很差,例如汽油就会损坏漆面,加油时漏出的油气会加速周围的漆面老化。

用喷枪淘汰刷子 解决漆层不均匀

漆面的强度和耐久性,除了漆料本身特性之外,涂装方式也非常重要。喷枪的使用是涂装技术史上的重要里程碑。喷枪于1923年开始全面进入工业涂装领域,1924年进入汽车行业。



德维比斯家族由此创立了专注于雾化技术的世界知名品牌DeVilbiss公司。后来艾伦

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