漂亮有光泽的车漆是当今汽车制造的基本标准之一,但100多年前的车身喷漆并不容易,美观程度远不及今天。车漆是怎么发展到今天的水平的?这一期的好色之徒,我就给大家讲讲车漆的涂装技术发展史。
油漆的作用,大多数人的认知是赋予物体华丽的色彩,但从工业制造的角度来看,色彩其实是次要需求,防锈防老化才是主要目的。从早期的铁木结合到今天的纯金属白车身,所有的汽车车身都需要油漆作为保护层。
漆层面临的挑战包括日晒、风沙、雨淋等自然磨损,刮擦、摩擦、碰撞等物理损伤,盐、动物粪便等侵蚀。在涂装技术的演变中,越来越高效、越来越耐用、越来越美观的车身蒙皮被慢慢开发出来,以更好地应对这些挑战。
漆器的历史非常悠久。可耻的是,在工业革命之前,制漆技术的领先地位属于中国。漆的使用可以追溯到新石器时代。进入战国后,工匠从桐子中提炼桐油,再加入天然生漆制成调和漆。但是,那时的漆器是贵族的奢侈品。明朝建立后,朱元璋开始兴办官漆业,漆技术发展迅速。中国第一部绘画技术书籍《石秀录》是由明代画家黄成编纂的。得益于技术和国内外贸易的发展,明代漆器已经发展出成熟的手工业体系。
不再需要长达50天的时间来解决干燥缓慢的问题
轮船、火车、马车等交通工具总是在户外使用,所以在风吹日晒雨淋的情况下使用油漆是很自然的。汽车诞生的时候,也需要用油漆作为交通工具。20世纪初,汽车制造仍然使用亚麻油等天然底漆作为粘合剂。
1924年,杜邦公司开发出DUCO硝基漆,以硝化纤维素为主要原料,加入合成树脂、增塑剂、溶剂和稀释剂制成。硝基漆最大的优点就是干的快。相比需要一周甚至数周才能干透的天然底漆,硝基漆只需2小时就能干透,大大提高了涂装速度。1924年,通用汽车公司几乎所有的生产线都采用了杜科硝基漆。
用喷枪消除刷子,解决漆层不均匀的问题
漆面的强度和耐久性,不仅仅是油漆本身的特性,还有涂装方法。喷枪的使用是绘画技术史上的一个重要里程碑。1923年喷枪开始进入工业涂装领域,1924年进入汽车工业。
从醇酸树脂到丙烯酸树脂,更耐用、更坚固
20世纪30年代,醇酸磁漆出现,简称醇酸磁漆,被引入汽车涂装工艺。喷涂这种漆后,车身金属部件在烘干箱中烘干,可以形成一层耐久性非常高的漆膜。与硝基漆相比,醇酸磁漆的涂装速度更快,只需要2到3步,而硝基漆需要3到4步。珐琅不仅干得快,还耐汽油等溶剂。
热塑性丙烯酸漆出现于20世纪40年代,大大提高了漆面的装饰性和耐久性。1955年,通用汽车公司开始用新型丙烯酸树脂给汽车喷漆。这种涂料具有独特的流变性,需要喷涂的固含量低,所以需要多层喷涂。这个看似是缺点的特性,在当时却是优点,因为它允许金属薄片加入到涂层中。丙烯酸清漆喷涂后的初始粘度很低,可以将金属箔整平形成反光层,然后粘度迅速增加,将金属箔固定。于是,金属漆诞生了。
在这种限制下,这些国家的企业开始关注搪瓷涂层技术,并开发了丙烯酸聚氨酯涂层系统。当欧洲涂料在1980年进入美国时,美国汽车涂料系统与欧洲对手相差甚远。
磷化和电泳推动自动化,开始追求油漆质量
在二战后的二十年里,汽车车身涂层的质量得到了提高。此时在美国,汽车除了交通工具之外,还有提高社会地位的属性,所以车主希望自己的车看起来更高档,这就要求车漆看起来更有光泽,色彩更丰富。
70年代中后期,石油危机带来的节能环保意识也对涂料行业产生了很大影响。上世纪80年代,国家颁布了新的挥发性有机化合物(VOC)法规,使得VOC含量高、耐久性弱的丙烯酸涂料在市场上不被接受。此外,消费者还希望车身的油漆效果至少能保持5年,这就需要解决油漆的耐久性问题。
在绘画技术越来越科幻的今天。时不时能看到一些精彩的车身涂装,比如华丽的渐变车身,那是手工涂装根本达不到的科技水平。比如2019年广州车展亮相的宝马X6特别版,采用了一种特殊的Vantablack VBx2涂层,号称世界上最黑的黑色,可以吸收99%以上的可见光。
摘要:
从刷子到喷枪到机器人,从天然植物漆到高科技复合漆,从追求效率到追求品质到追求环保健康,汽车行业对涂装技术的追求从未停止,科技水平也越来越高。以前拿着刷子在恶劣环境下工作的油漆工不会想到,今天的车漆这么先进,还在发展。未来将是一个更加环保、智能、高效的时代。