为提高工业涂装工艺设计水平,针对上述问题,提出以下建议。
1、必须树立新的工业涂装观念
在计划经济时代,涂料往往供不上,靠增加涂料库存来稳定生产,认为涂料的库存期越长越好,不算经济帐。涂料的稳定性与其干燥性是一对矛盾,越稳定干燥性越差。例如,A05-9氨基面漆的稳定性不差,可是其烘干规范要求120℃以下2h。耗热能和库存量大、资金周转期长等造成涂装成本增高。目前,涂料工业简化了供应环节,根据用户的生产计划组织生产,确保涂料生产出来在1周或1个月内用完。
在生产规模很小时采用作坊式的涂装生产尚可理解。但当生产形成规模,在设计、建造新的涂装车间时,仍按作坊式(或铺地摊式)的作业方式,涂装作业时被涂物不移动,不吸取流水式涂装生产线的优越性,则势必造成涂装车间工艺水平落后、投资增大、生产效率低下。
新的工业涂装是按生产节拍组织流水作业式的涂装生产线,被涂物在涂装过程中间歇或连续地向前流动地通过各工序(工位)。这样使各工序实现专业化、规模化的作业生产,有利于提高作业效率、设备的有效利用率和涂装质量,降低涂装成本。
2、如何理解涂装线的经济规模
工业产品在国内、国际市场竞争中取得优势的惟一途径是规模化、高质量和低成本。
在20世纪80年代,世界上公认的轿车车身涂装车间的经济规模是年产25-30万台车身(车身长度以4.6~5.0m为基准)。这样经济规模的涂装车间是由前处理磷化线、阴极电泳涂装线和中涂喷涂线各1条;涂胶密封线、面漆喷涂线和底漆,PVC、中涂、面漆烘干线各2条。也可理解为轿车车身前处理、阴极电泳、中涂喷涂生产线的经济规模为日产1000台合格车身,链速≥6.0m/min;而PVC、面漆喷涂和烘干生产线的经济规模为日产500台合格车身,链速在3.0~3.5m/min范围(最近欧洲的全自动面漆喷涂线的长度123m,链速达3.7m/min)。工艺投资约1亿美元左右。前处理阴极电泳线的节距一般为6.0m,喷涂线的节距为6.4~7.0m,烘干室内呈积放状态(节距5.0m左右)。
工业制品的结构、材质、外形大小不同,在涂装过程中的装挂方式不同,不能像汽车车身那样单一计算,但可参照上述少投人、多产出的原则设计符合自己实情的涂装生产线。
3、合理选用年时基数、生产能力、生产节拍、设备利用系数等工艺设计基础参数
基于每周6天工作制或每周5天工作制,各国(地区)的节假日数不同,年时基数相差很大。我国原为每周6天工作制,年工作日数为306天;现在每周5天工作制,年工作日数为251天。又如德国年工作日数为230天。还有每天两班制(16h)或三班(20h)工作制。有些企业在提供设计资料时,要求年时基数按300天/年的三班工作制计算。另外,按国家颁布的老设计基准,年时基数打九五折。
上述轿车车身面漆喷涂线的经济规模,年生产能力为15万台。如按251天/年的两班制计算,则生产节拍偏小,生产线的链速偏快,可能超过经济规模上限;对喷涂面积大的车身其每站的喷涂时间不足,来不及喷涂,需增加机械手喷涂机和加长喷漆室,同时增加投资及涂装成本。
设备利用系数在国内工艺设计中一般选用偏低(80%-85%)的原因是设备及配套件的可靠性差,管理跟不上。国外在设计中选用93%左右。
涂装设备是热非标设备,每天应留有一定的时间检修维护,为保持涂装车间、工位和设备整洁,每天也需有一定时间清扫。另外,涂装生产线的特点要求生产线启动后在无特殊情况下不停线(一般是息人不停车)及生产结束时需“跑空”,以确保涂装质量。作者认为,在涂装工艺设计中年时基数按251天/年的两班制(16h)、设备利用系数选用≥90%计算较合理;采用自动喷涂为主,手工喷涂内表面的轿车车身面漆涂装线生产能力以25~30台/h(生产节拍2.0min/台左右和链速3.0m/min左右)较经济合适。按市场需要可增加班次(倒三班,年工作日300天以上),实现年产15~18万台生产能力。
在生产满负荷时,可增加设备持续运行时间,将生产线“跑空”时间排在