CN114889363B - 一种车体非涂料上色加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车体非涂料上色加工工艺，先对金属板材进行预处理工艺，接着在金属板材上色面采用微纳等级加工出等距条纹，根据车体不同的颜色需求对应选择其中一种或多种条纹间距工艺要求进行加工，最终将加工合格的各类金属板材装配在车体对应的部位上。本发明可以使车体表面具有不褪色、环保、虹彩效应、光泽度饱满等优点，与传统的涂装工艺相比，不容易褪色、发黄、失去光泽，发生磨损碰撞也不会失去光泽，使车体表面持久光鲜亮丽，可以节约车体后期维护成本，同时在加工过程中减少粉尘、有害气体、有害液体等污染，减少对自然环境的影响，保证了作业人员人身安全。

Description

一种车体非涂料上色加工工艺

技术领域

本发明涉及车体上色工艺技术领域，尤其涉及一种车体非涂料上色加工工艺。

背景技术

自然界颜色一般分为两种，一种称为化学色，一种称为物理色。化学色是人为添加色素形成的颜色，如涂料，喷漆等工艺，而物理色是通过自身改变表面微观结构而使光波发生折射、漫反射、衍射或干涉而产生的各种颜色。由于物理色具有不褪色、环保、虹彩效应、光泽度饱满等优点，物理色比化学色更加具有优势。车体涂装上色工艺得到的颜色是化学色，这种车漆一般随着时间久远容易褪色，发黄，失去光泽，因此设计一种既环保又不褪色，而且色彩饱和度高的上色工艺来解决现有技术的不足。

发明内容

本发明提供一种车体非涂料上色加工工艺，使车体具有不褪色、环保、虹彩效应、光泽度饱满等优点，与传统的涂装工艺相比，不容易褪色、发黄、失去光泽，可以节约车体后期维护成本，同时在加工过程中减少化工排放，减少对自然环境的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种车体非涂料上色加工工艺，包括以下步骤：

S1、预成型：选择金属板材作为毛坯，根据生产需求，将金属板材分割成指定大小，通过模具冲压或机械加工制成所需形状，再通过切割、打磨、倒角、去除毛刺得到成型的金属板材；

S2、调质：将去毛刺后的金属板材进行调质处理，采用盐浴碳氮共渗法，在温度在温度853k的条件下，要求得到13±0.1μm的化合物层和800±10μm的扩散层；

S3、抛光研磨：将金属板材的上色面进行抛光研磨，最终通过镜面磨削将表面粗糙度Ra控制在0.04-0.26μm；

S4、清洗：将金属板材上色面进行清洗，去除金属板材表面杂质；

S5、虹彩条纹加工：通过加工中心对金属板材的上色面加工虹彩条纹；所述虹彩条纹深度要求均为2-10μm；所述虹彩条纹的纹路间距为0.4-0.7μm；加工时根据实际上色要求，在某一加工区域内选择其中一个或多个纹路间距加工；

S6、去毛刺并清洗：采用软刷去除步骤S5中加工面的毛刺，通过超声波清洗设备清洗加工好的金属板材，去除表面杂质；

S7、防锈处理：防锈处理方式一：采用热塑性透明薄膜包覆金属板材，对金属板材烘烤加热，使热塑性透明薄膜完全贴附包裹在金属板材上得到最终成品；防锈处理方式二：采用透明防锈漆定量、均匀、连续地喷涂到金属板材上，并经过流平、烘干、冷却后得到成品；

S8、检验：产品检验员使用专用检测工具对金属板材的表面进行检验，检验项目包括但不仅限于尺寸、外观色彩、防锈膜或防锈漆的厚度均匀性等项目；

S9、装配：将加工合格的各类金属板材装配在车体对应的部位上。

进一步地，在步骤S5中，所述虹彩条纹采用超精密机床加工，所述超精密机床包括工作台、机械运动组件和特种刀具，所述工作台上设有仿形夹具，所述仿形夹具用于夹紧金属板材；所述特种刀具安装在所述机械运动组件上，所述特种刀具下方设有若干间隔布置的刀头，所述特种刀具在机床移动组件的驱动下对金属板材的上色面切割出若干槽型条纹，所述特种刀具切割完一次回到起始位，工件向一侧进给一个位移单量，重复若干次切割后，使金属板材的上色面布满等距条纹。

进一步地，所述位移单量的工艺要求根据各显示颜色对应的条纹间距确定。

进一步地，所述特种刀具一侧还设有冷却气管，所述冷却气管的出气口对准所述刀头处。

进一步地，所述刀头为金刚石材质。

进一步地，所述特种刀具还包括若干升降驱动组件，若干所述升降驱动组件并排间隔布置，每一所述刀头安装在一所述升降驱动组件上。

进一步地，所述热塑性透明薄膜为TPU材料，在波长400～700nm的可见光范围内，透光率在93％以上。

进一步地，所述透明防锈漆为透明树脂类清漆，在波长400～700nm的可见光范围内，漆膜的透光率在93％以上。

本发明的有益效果是：

1)虹彩条纹的原理是通过对金属板材的上色面进行微观加工，使光线照射在金属板材的上色面时光波发生折射、漫反射、衍射或干涉，从而改变上色面在光线照耀下的显示颜色，通过控制条纹间距，进而可以过滤其他颜色，而只呈现一种或多种颜色结合的炫彩颜色，使车体具有色彩鲜艳、饱和度高、清洁环保、永不褪色、耐强光、不含着色剂、零污染、疏水性强等优点，与传统的涂装工艺相比，不容易褪色、发黄、失去光泽，发生磨损碰撞也不会失去光泽，使车体表面持久光鲜亮丽，可以节约车体后期维护成本，同时在加工过程中减少化工排放，减少对自然环境的影响。

2)特种刀具通过升降驱动组件可单独对每一个刀头的高度进行调节，使刀头面对曲面加工时也可以适应，在面对条纹交接处加工时，也可调节成采用单个刀头加工，以此避免其余刀头破坏其他部位的虹彩条纹；

3)无论是通过热塑性透明薄膜或通过透明防锈漆进行防锈处理，均是为了在金属板材表面增加一层防水、抗酸碱、抗氧化的保护层，使金属板材不易被腐蚀。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的加工示意图；

图2为本发明中车体加工上色后的表面放大图；

图3为本发明中可见光谱色带每种颜色对应各条纹间距工艺要求的对照图；

附图标识：

1—金属板材，2—虹彩条纹，3—工作台，4—特种刀具，5—仿形夹具，21—纹路间距，41—刀头，42—冷却气管，43—升降驱动组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件，当部件被称为“设置在中部”，不仅仅是设置在正中间位置，只要不是设置在两端部都属于中部所限定的范围内。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：

参照图1至图3所示，一种车体非涂料上色加工工艺包括以下步骤：

S1、预成型：选择金属板材1作为毛坯，根据生产需求，将金属板材1分割成指定大小，通过模具冲压或机械加工制成所需形状，再通过切割、打磨、倒角、去除毛刺得到成型的金属板材1；

S2、调质：将去毛刺后的金属板材1进行调质处理，采用盐浴碳氮共渗法，在温度在温度853k的条件下，要求得到13±0.1μm的化合物层和800±10μm的扩散层；

S3、抛光研磨：将金属板材1的上色面进行抛光研磨，最终通过镜面磨削将表面粗糙度Ra控制在0.04-0.26μm；

S4、清洗：将金属板材1上色面进行清洗，去除金属板材1表面杂质；

S5、虹彩条纹2加工：通过加工中心对金属板材的上色面加工虹彩条纹2；所述虹彩条纹的深度要求均为2±0.1μm；所述虹彩条纹的纹路间距21为0.4-0.7μm；加工时根据实际上色要求，在某一加工区域内选择其中一个或多个纹路间距21；

S6、去毛刺并清洗：采用软刷去除步骤S5中加工面的毛刺，通过超声波清洗设备清洗加工好的金属板材1，去除表面杂质；

S7、防锈处理：采用热塑性透明薄膜包覆金属板材1，对金属板材1烘烤加热，使热塑性透明薄膜完全贴附包裹在金属板材1上得到最终成品；

S8、检验：产品检验员使用专用检测工具对金属板材1的表面进行检验，检验项目包括但不仅限于尺寸、外观色彩、防锈膜或防锈漆的厚度均匀性等项目；

S9、装配：将加工合格的各类金属板材装配在车体对应的部位上。

在步骤S5中，所述虹彩条纹2采用超精密机床加工，所述超精密机床包括工作台3、机械运动组件和特种刀具4，所述工作台3上设有仿形夹具5，所述仿形夹具5用于夹紧金属板材1；所述特种刀具4安装在所述机械运动组件上，所述特种刀具4下方设有若干间隔布置的刀头41，所述特种刀具4在机床移动组件的驱动下对金属板材1的上色面切割出若干槽型条纹，所述特种刀具4切割完一次回到起始位，工件向一侧进给一个位移单量，重复若干次切割后，使金属板材1的上色面布满等距条纹。所述位移单量的工艺要求根据各显示颜色对应的条纹间距21确定。

所述特种刀具4一侧还设有冷却气管42，所述冷却气管42的出气口对准所述刀头41处。所述冷却气管42用于将冷却气体喷射在被加工的上色面，清除金属板材1上色面的杂屑并达到降温的目的。所述刀头41为金刚石材质；所述刀头41的尖端部位的尺寸根据所需加工的条纹间距21尺寸制造。所述特种刀具4还包括若干升降驱动组件43，若干所述升降驱动组件43并排间隔布置，每一所述刀头41安装在一所述升降驱动组件43上。所述升降驱动组件43、机械运动组件为超精密机床的运动部件，进给精度符合微纳结构加工需求即可。

所述热塑性透明薄膜为TPU材料，在波长400～700nm的可见光范围内，透光率在93％以上。贴膜时将热塑性透明薄膜向四周均匀拉伸并覆盖在金属板材1上色面上，让其自身通过负压吸附贴紧，待热塑性透明薄膜完全贴合上色面，使用无极UV灯对贴膜后的金属上色面进行照明固化处理，照明固化处理温度为55℃-60℃。

实施例二：

参照图1至图3所示，一种车体非涂料上色加工工艺包括以下步骤：

S1、预成型：选择金属板材1作为毛坯，根据生产需求，将金属板材1分割成指定大小，通过模具冲压或机械加工制成所需形状，再通过切割、打磨、倒角、去除毛刺得到成型的金属板材1；

S2、调质：将去毛刺后的金属板材1进行调质处理，采用盐浴碳氮共渗法，在温度在温度853k的条件下，要求得到13±0.1μm的化合物层和800±10μm的扩散层；

S3、抛光研磨：将金属板材1的上色面进行抛光研磨，最终通过镜面磨削将表面粗糙度Ra控制在0.04-0.26μm；

S4、清洗：将金属板材1上色面进行清洗，去除金属板材1表面杂质；

S5、虹彩条纹2加工：通过加工中心对金属板材的上色面加工虹彩条纹2；所述虹彩条纹的条纹深度要求均为2±0.1μm；所述虹彩条纹的纹路间距21为0.4-0.7μm；加工时根据实际上色要求，在某一加工区域内选择其中一个或多个纹路间距21加工；

S6、去毛刺并清洗：采用软刷去除步骤S5中加工面的毛刺，通过超声波清洗设备清洗加工好的金属板材1，去除表面杂质；

S7、防锈处理：采用透明防锈漆定量、均匀、连续地喷涂到金属板材1上，并经过流平、烘干、冷却后得到成品；

S8、检验：产品检验员使用专用检测工具对金属板材1的表面进行检验，检验项目包括但不仅限于尺寸、外观色彩、防锈膜或防锈漆的厚度均匀性等项目；

S9、装配：将加工合格的各类金属板材装配在车体对应的部位上。

在步骤S5中，所述虹彩条纹采用超精密机床加工，所述超精密机床包括工作台、机械运动组件和特种刀具，所述工作台上设有仿形夹具，所述仿形夹具用于夹紧金属板材；所述特种刀具安装在所述机械运动组件上，所述特种刀具下方设有若干间隔布置的刀头，所述特种刀具在机床移动组件的驱动下对金属板材的上色面切割出若干槽型条纹，所述特种刀具切割完一次回到起始位，工件向一侧进给一个位移单量，重复若干次切割后，使金属板材的上色面布满等距条纹。所述位移单量的工艺要求根据各显示颜色对应的条纹间距21确定。

所述特种刀具4一侧还设有冷却气管42，所述冷却气管42的出气口对准所述刀头41处。所述冷却气管42用于将冷却气体喷射在被加工的上色面，清除金属板材1上色面的杂屑并达到降温的目的。所述刀头41为金刚石材质；所述刀头41的尖端部位的尺寸根据所需加工的条纹间距21尺寸制造。所述特种刀具4还包括若干升降驱动组件43，若干所述升降驱动组件43并排间隔布置，每一所述刀头41安装在一所述升降驱动组件43上。所述升降驱动组件43、机械运动组件为超精密机床的运动部件，进给精度符合微纳结构加工需求即可。

所述透明防锈漆为透明树脂类清漆，在波长400～700nm的可见光范围内，漆膜的透光率在93％以上。

在步骤S4中，所述清洗可采用风洗、超声波清洗等方式。

所述虹彩条纹的原理是通过对金属板材1的上色面进行微观加工，使光线照射在金属板材1的上色面时光波发生折射、漫反射、衍射或干涉，从而改变上色面在光线照耀下的显示颜色，通过控制条纹间距21，进而可以过滤其他颜色，而只呈现一种或多种颜色结合的炫彩颜色，条纹间距21与各颜色对照可参考图3所示的可见光谱色带，想要显示红色时，所述虹彩条纹的条纹间距要求为0.61-0.62μm；想要显示蓝色时，所示虹彩条纹的条纹间距要求为0.46-0.47μm；想要显示白色，所述虹彩条纹的条纹间距为2.8-3.2μm。在波长400～700nm的可见光范围内，每一种条纹间距21对应会呈现一种颜色，夜晚的光线不足，金属板材1会恢复至金属原色；采用本发明的上色工艺，可使车体具有不褪色、环保、虹彩效应、光泽度饱满等优点，与传统的涂装工艺相比，不容易褪色、发黄、失去光泽，可以节约车体后期维护成本，同时在加工过程中减少化工排放，减少对自然环境的影响。

所述超精密机床为五轴联动或六轴联动的超精密立式加工中心，工作台3也设置有X轴、Y轴和Z轴的进给运动组件，同时还设有高速旋转组件，同时机械运动组件带动特种刀具4联动加工，特种刀具4通过升降驱动组件可单独对每一个刀头41的高度进行调节，使刀头41面对曲面加工时也可以适应，在面对条纹交接处加工时，也可调节成采用单个刀头41加工，以此避免其余刀头破坏其他部位的虹彩条纹2。所述虹彩条纹2除了可以采用机械微纳加工制造，也可采用光学微纳加工。

无论是通过热塑性透明薄膜或通过透明防锈漆进行防锈处理，均是为了在金属板材1表面增加一层防水、抗酸碱、抗氧化的保护层，使金属板材1不易被腐蚀。透光率要求在93％以上，可尽量减少光线的折射、反射，使光线可以透过防锈层尽可能充足地投射在虹彩条纹上。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预成型：选择金属板材作为毛坯，根据生产需求，将金属板材分割成指定大小，通过模具冲压或机械加工制成所需形状，再通过切割、打磨、倒角、去除毛刺得到成型的金属板材；

S2、调质：将去毛刺后的金属板材进行调质处理，采用盐浴碳氮共渗法，在温度853k的条件下，要求得到13±0.1μm的化合物层和800±10μm的扩散层；

S3、抛光研磨：将金属板材的上色面进行抛光研磨，最终通过镜面磨削将表面粗糙度Ra控制在0.04-0.26μm；

S4、清洗：将金属板材上色面进行清洗，去除金属板材表面杂质；

S5、虹彩条纹加工：通过加工中心对金属板材的上色面加工虹彩条纹；所述虹彩条纹深度要求均为2-10μm；所述虹彩条纹的纹路间距为0.4-0.7μm；加工时根据实际上色要求，在某一加工区域内选择其中一个或多个纹路间距加工；

S6、去毛刺并清洗：采用软刷去除步骤S5中加工面的毛刺，通过超声波清洗设备清洗加工好的金属板材，去除表面杂质；

S7、防锈处理：防锈处理方式一：采用热塑性透明薄膜包覆金属板材，对金属板材烘烤加热，使热塑性透明薄膜完全贴附包裹在金属板材上得到最终成品；防锈处理方式二：采用透明防锈漆定量、均匀、连续地喷涂到金属板材上，并经过流平、烘干、冷却后得到成品；

S8、检验：产品检验员使用专用检测工具对金属板材的表面进行检验，检验项目包括但不仅限于尺寸、外观色彩、防锈膜或防锈漆的厚度均匀性等项目；

S9、装配：将加工合格的各类金属板材装配在车体对应的部位上；

在步骤S5中，所述虹彩条纹采用超精密机床加工，所述超精密机床包括工作台、机械运动组件和特种刀具，所述工作台上设有仿形夹具，所述仿形夹具用于夹紧金属板材；所述特种刀具安装在所述机械运动组件上，所述特种刀具下方设有若干间隔布置的刀头，所述特种刀具在机床移动组件的驱动下对金属板材的上色面切割出若干槽型条纹，所述特种刀具切割完一次回到起始位，工件向一侧进给一个位移单量，重复若干次切割后，使金属板材的上色面布满等距条纹；

所述特种刀具还包括若干升降驱动组件，若干所述升降驱动组件并排间隔布置，每一所述刀头安装在一所述升降驱动组件上；

特种刀具通过升降驱动组件可单独对每一个刀头的高度进行调节，使刀头面对曲面加工时也可以适应。

2.根据权利要求1所述的一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，所述位移单量的工艺要求根据各显示颜色对应的条纹间距确定。

3.根据权利要求1所述的一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，所述特种刀具一侧还设有冷却气管，所述冷却气管的出气口对准所述刀头处。

4.根据权利要求1所述的一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，所述刀头为金刚石材质。

5.根据权利要求1所述的一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，所述热塑性透明薄膜为TPU材料，在波长400~700nm的可见光范围内，透光率在93%以上。

6.根据权利要求1所述的一种车体非涂料上色加工工艺，其特征在于，所述透明防锈漆为透明树脂类清漆，在波长400~700nm的可见光范围内，漆膜的透光率在93%以上。