在汽車制造流程中，塑料表面處理技術(shù)作為確保產(chǎn)品外觀質(zhì)量的重要工序之一已不可或缺。隨著以塑代鋼趨勢(shì)的不斷深入，這一技術(shù)正引起汽車制造商的廣泛關(guān)注和重視。

    來(lái)自不同側(cè)面的信息表明，可在線處理、處理效果好、成本低、節(jié)能環(huán)保以及可監(jiān)控性強(qiáng)的表面處理技術(shù)將受到歡迎。

    通常，汽車的內(nèi)、外飾件（如儀表盤、保險(xiǎn)杠等）在被噴涂、植絨或粘接前，需要先對(duì)其進(jìn)行表面預(yù)處理，以提高塑料零部件的表面性能，從而確保部件在噴涂、植絨或粘接后的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。塑料表面處理的方式有多種類型，不同的材料、不同的產(chǎn)品或者不同的加工制程需要采用不同的表面處理工藝。

    過(guò)去在對(duì)內(nèi)、外飾件進(jìn)行噴涂前，通常采用噴淋式表面處理工藝。該工藝是通過(guò)化學(xué)處理的方式去除塑料件表面的油污、脂類和異物等，以確保制品獲得良好的噴涂性。這種方法實(shí)際上是參考了車身涂裝前的表面處理模式，即：預(yù)脫脂-脫脂-水洗1-水洗2-循環(huán)純水洗-新鮮純水洗-烘干。這樣設(shè)計(jì)的表面處理工藝通常要求投入整條前處理生產(chǎn)線，不僅設(shè)備投資較大，而且在日常的生產(chǎn)過(guò)程中，要求對(duì)工藝參數(shù)、條件及槽液等進(jìn)行經(jīng)常性的調(diào)整，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)保養(yǎng)。這些煩瑣的管理項(xiàng)目不僅增加了工作負(fù)擔(dān)，而且增加了管理難度，其效率極為低下。更重要的是，這種表面處理工藝使水和電的消耗量極大，大量的廢水排放和能源消耗不僅使生產(chǎn)成本居高不下，而且不利于環(huán)保。

    目前，廣州本田主要生產(chǎn)4個(gè)系列的車型，包括：本田雅閣、奧德賽、飛度和思迪。為確保整車涂裝品質(zhì)的一致性，該公司將內(nèi)、外飾件的涂裝工序納入公司內(nèi)部的生產(chǎn)流程中。廣州本田針對(duì)自身產(chǎn)品特點(diǎn)，自制了用于大型塑料件（主要是保險(xiǎn)杠和儀表盤）的涂裝生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線在早期設(shè)計(jì)階段就充分考慮了涂裝前的表面處理工藝。針對(duì)目前的兩條涂裝生產(chǎn)線，該公司都是采用“溶劑擦拭加吹掃”的表面處理方式，不僅簡(jiǎn)單易行，而且經(jīng)濟(jì)可靠，自生產(chǎn)線投產(chǎn)以來(lái)，一直處于較穩(wěn)定的良好運(yùn)行狀態(tài)，涂裝合格品率也一直保持較高水平。鑒于此，幾年前日本本田公司也停用了使用多年的噴淋式前處理生產(chǎn)線，改為“溶劑擦拭加吹掃”的表面處理方法。

    相比之下，作為零部件企業(yè)的江南模塑科技股份有限公司采取的則是“水沖洗+火焰處理”的表面處理方法。據(jù)說(shuō)這是目前國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)在噴涂生產(chǎn)線上普遍采用的一種表面處理方法。就處理效果而言，這種方法較好地滿足了噴涂工藝的要求。

    作為國(guó)內(nèi)最大的汽車外飾系統(tǒng)的制造及開發(fā)供應(yīng)商之一，江南模塑的核心產(chǎn)品包括：前、后保險(xiǎn)杠總成、門檻總成、門防擦條總成、擾流板總成以及格柵總成等，主要為SGM、SVW、武漢神龍、華晨金杯、華晨寶馬、北京奔馳和奇瑞汽車等配套。2007年，該公司為整車廠配套了大約120萬(wàn)套的保險(xiǎn)杠，約占國(guó)內(nèi)乘用車市場(chǎng)40%的份額。

    針對(duì)不同客戶的需求，江南模塑主要采用兩種不同的噴涂油漆系統(tǒng)，即高溫烘烤油漆系統(tǒng)和低溫烘烤油漆系統(tǒng)。高溫烘烤是采用單組分或雙組分的清漆，在噴涂完成后，產(chǎn)品在120℃的條件下進(jìn)行30min左右的烘烤。低溫烘烤則是使用雙組分油漆，在噴涂完成后，使產(chǎn)品在85℃的條件下進(jìn)行30min左右的烘烤。為保證油漆的附著力，在噴涂前，首先要對(duì)塑料部件進(jìn)行強(qiáng)力水沖洗，以使表面得到脫脂和清潔，然后由火焰處理機(jī)器人對(duì)塑件表面進(jìn)行1200℃左右的火焰瞬時(shí)處理，以提高表面活性，滿足最終的油漆附著要求。經(jīng)上述表面處理后，即對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行涂裝。

    據(jù)江南模塑研發(fā)中心介紹，對(duì)于采用TPO類材料的汽車保險(xiǎn)杠等塑料部件而言，江南模塑采用“強(qiáng)力水沖洗+火焰處理”的表面處理方法，很好地滿足了國(guó)內(nèi)中高端汽車廠商對(duì)汽車外飾零部件在外觀和性能等方面的嚴(yán)格要求，同時(shí)也滿足了大批量生產(chǎn)的要求，產(chǎn)品的噴涂合格率及生產(chǎn)效率一直保持在很高的水平。由于生產(chǎn)效率及合格率的提升，使得產(chǎn)品的成本控制與國(guó)內(nèi)外同行相比，處于較高水平。但是，這種表面處理方法的缺點(diǎn)是前期設(shè)備投資較大。此外，在預(yù)處理時(shí)，需要使用較大量的水，污水處理的費(fèi)用較高。因此，作為汽車配套廠商，他們非常希望采用更環(huán)保、更節(jié)能以及效果更佳的表面處理技術(shù)，以滿足汽車制造業(yè)對(duì)環(huán)保、質(zhì)量及成本日益提高的要求。

    實(shí)際上，就汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的情況來(lái)看，近年來(lái)伴隨著車用塑料材料種類的日益增多、汽車設(shè)計(jì)理念的不斷進(jìn)步、對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的精益求精以及節(jié)能環(huán)保呼聲的日益高漲，汽車制造商們對(duì)表面處理技術(shù)也有了更多、更高的要求。他們?cè)谶x擇表面處理技術(shù)時(shí)，通常要考察以下因素：

    1、表面處理效果如何？是否能滿足后續(xù)工藝的要求？

    2、可否實(shí)現(xiàn)“在線”處理？表面處理裝置的處理速度是否與既有的工藝速度相匹配？

    3、表面處理工藝的穩(wěn)定性、可控性和可重復(fù)性如何？其運(yùn)行效果是否會(huì)受到環(huán)境或者操作人員操作技能的影響？

    4、工藝的安全性和環(huán)保性如何？廢棄物的處理成本是否很高？

    5、在表面處理的過(guò)程中，可否對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控？

    6、表面處理技術(shù)的投資成本如何？

    基于上述要求，近年來(lái)塑料的表面處理技術(shù)日趨成熟，新的技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車制造流程中，其作用已不僅僅是滿足了涂裝、植絨或粘接前的工藝要求，而是在一定程度上促進(jìn)了汽車制造業(yè)對(duì)新材料的創(chuàng)新使用。

     德國(guó)等離子處理技術(shù)有限公司（Plasmatreat）上海代表處對(duì)此解釋說(shuō)，由于大多數(shù)塑料材料的表面張力很低，因此過(guò)去的很多設(shè)計(jì)往往是遷就材料，只要在經(jīng)過(guò)一定的表面處理后表面能達(dá)到了噴涂或粘接等工藝的要求，就優(yōu)先考慮使用這種材料。近年來(lái)，成本和材料的使用特性等則日益成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主導(dǎo)因素，從而使汽車制造商們開始將眼光投向了更多的塑料品種。目前，PP、PC、ABS、SMC、各種彈性體以及各種復(fù)合材料等已在汽車制造中得到了廣泛應(yīng)用。在這種情況下，不僅要處理好同一材料部件之間的相互粘接問(wèn)題，還要解決好不同材料部件之間的相互粘接問(wèn)題，而以往的表面處理方法顯然難以滿足這一加工制程的要求。

    此外，伴隨著環(huán)保型水性涂料對(duì)溶劑性涂料的大量取代，傳統(tǒng)的表面處理方法同樣受到了新方法的挑戰(zhàn)。根據(jù)水性涂料的特點(diǎn)，如果經(jīng)表面處理后的表面能只有40mN/m左右，則材料根本不能被水完全潤(rùn)濕。為了確保噴涂效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求，此時(shí)高效的素材表面處理就顯得十分重要。

    就表面處理效果而言，目前所有的表面處理方法中，氟化處理的效果是最好的，它能使材料獲得永久粘接力。但是，這種方法會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，對(duì)廢氣的處理成本令大多數(shù)汽車廠商難以接受。加之該技術(shù)的市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻較高，因此很少有廠商使用這種方法，除非是針對(duì)一些極高要求的應(yīng)用。

    值得欣慰的是，目前一些新的表面處理技術(shù)在處理效果、操作的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等方面為汽車制造商們提供了新的選擇。例如，Europlasma公司推出的真空等離子處理技術(shù)就是一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的表面處理技術(shù)，并且經(jīng)其處理后的部件表面可滿足很多高標(biāo)準(zhǔn)的工藝要求。該技術(shù)是將一種環(huán)保型的處理氣體導(dǎo)入到真空倉(cāng)內(nèi)，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓力達(dá)到一定水平時(shí)，氣體即在電磁放電的作用下轉(zhuǎn)換成等離子。這些等離子可對(duì)三維工件表面進(jìn)行均勻處理，從而使塑料制品的表面能得到明顯提高。

    測(cè)試表明，經(jīng)真空等離子處理后的PE、PP、ABS和PBT+30%GF等材料的表面能分別由30mN/m、33mN/m、35mN/m和35mN/m提高到了均大于68mN/m的水平。該技術(shù)采用的真空等離子設(shè)備實(shí)際上是一個(gè)承載箱，它有多處穿孔，活躍的等離子可由此穿過(guò)與工件表面發(fā)生反應(yīng)。對(duì)于保險(xiǎn)杠等大型汽車部件而言，一種帶有自動(dòng)門的大型真空等離子處理設(shè)備可一次同時(shí)處理6個(gè)保險(xiǎn)杠，并且具有很強(qiáng)的可再現(xiàn)性。與火焰+底涂技術(shù)相比，該處理方法可使產(chǎn)品的合格率接近100%的水平，且成本僅為前者的1/3。

    無(wú)獨(dú)有偶，近年來(lái)，與真空等離子處理技術(shù)具有同樣經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性及處理效果的另一種等離子表面處理技術(shù)，即Openair等離子表面處理技術(shù)也以其特有的優(yōu)勢(shì)而在歐洲的汽車制造業(yè)中盛行起來(lái)。由于該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“在線”處理，因此減少了工藝步驟，避免了半成品的周轉(zhuǎn)，從而最大程度地降低了成本，提高了良品率。

    Openair等離子表面處理技術(shù)是10年前由德國(guó)的Plasmatreat公司首先提出并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化的應(yīng)用。該技術(shù)的中文含義是“常壓等離子表面處理技術(shù)”或者“大氣壓等離子表面處理技術(shù)”，在臺(tái)灣，人們也稱其為“大氣壓電漿技術(shù)”。常壓等離子屬于低溫等離子的范疇，與同屬低溫等離子體系的真空等離子相比，其最大的區(qū)別是等離子體的產(chǎn)生是完全不同的。同時(shí)，這種常壓等離子體對(duì)材料的處理是在普通的大氣壓條件下進(jìn)行的，它不需要像真空等離子那樣，一定要將被處理物放在一個(gè)密閉真空的柜體內(nèi)進(jìn)行處理。

    另悉，利用Openair等離子表面處理技術(shù)對(duì)制品進(jìn)行表面處理，其主要作用是表面的“精細(xì)”清洗和“高效”活化。清洗的目的在于去除表面靜電、粉塵和油污雜質(zhì)，通過(guò)這種精細(xì)化的處理，能夠使制品表面得到徹底清潔，哪怕是很微小的粉塵顆�；蛘呤恰扒度搿痹诒砻婵紫督Y(jié)構(gòu)中的油污都能夠被徹底的清洗掉。活化的目的在于對(duì)塑膠材料的表面進(jìn)行化學(xué)改性，增加其表面張力。當(dāng)制品表面在經(jīng)過(guò)“高效”活化處理后，其表面張力能夠達(dá)到極高的水平，一般可達(dá)到72mN/m，這是能夠被水完全潤(rùn)濕的表面能水平。與傳統(tǒng)的表面處理工藝相比較，Openair等離子表面處理技術(shù)有其明顯的工藝優(yōu)勢(shì)，具體而言主要包括：

    1、不帶電，可以處理各種材料和制品，包括金屬或者帶有電子元件的產(chǎn)品。

    2、溫度低，因此也非常適合應(yīng)用于那些表面材料對(duì)溫度敏感的制品。

    3、不需要箱體，可以直接安裝在生產(chǎn)線上。

    4、只消耗空氣和電，因此運(yùn)行成本低，操作更安全。

    5、不產(chǎn)生臭氧，沒(méi)有化學(xué)污染物排放，符合環(huán)保規(guī)范的要求。

    當(dāng)然，該處理技術(shù)也有其局限性，比如對(duì)于非常復(fù)雜的、帶有內(nèi)凹形孔穴的表面，它的處理效果就不如真空等離子技術(shù)好。

    目前，汽車及汽車零部件行業(yè)已成為Openair等離子表面處理技術(shù)最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一，從車燈、保險(xiǎn)杠、擋風(fēng)玻璃、車門、儀表盤和密封條到形形色色的汽車電子元件等，都有使用Openair常壓等離子進(jìn)行表面處理的成功案例。很多國(guó)際知名的汽車制造商通過(guò)引入該工藝技術(shù)，很好地解決了生產(chǎn)中的一些難題，例如：能夠毫無(wú)顧忌地導(dǎo)入新材料，比如在車燈燈座或者車門上使用聚烯烴材料；進(jìn)一步優(yōu)化了制造工藝，使其更具環(huán)保性，如內(nèi)飾件的水性涂裝或者保險(xiǎn)杠及車輪罩的免底涂作業(yè)等；提高了產(chǎn)品品質(zhì)的可靠性，如汽車電子元件的耐環(huán)境封裝；實(shí)現(xiàn)了工效的提高以及品質(zhì)的工藝優(yōu)化，如膠條的植絨以及玻璃的包邊等等。

    Openair常壓等離子系統(tǒng)本身也隨著應(yīng)用要求的不斷提高而不斷得以進(jìn)步。2008年，該公司還將推出新的5000系列產(chǎn)品。它除了保留LCM在線全過(guò)程等離子工藝監(jiān)控等過(guò)程控制系統(tǒng)以外，還進(jìn)一步增加了工藝設(shè)定的調(diào)整自由度，并且使系統(tǒng)對(duì)外界工況的適應(yīng)性更加全面。此外，Openair常壓等離子表面處理工藝還衍生出了一些新的工藝方法，比如Plasma Plus等離子鍍膜技術(shù)。利用這項(xiàng)技術(shù)，可以進(jìn)行進(jìn)一步的表面設(shè)計(jì)，也就是按照需要使表面具有“親水”或“憎水”的特性。

    作為一項(xiàng)新技術(shù)的推廣者，該公司一直致力于將這項(xiàng)先進(jìn)的表面處理技術(shù)與國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)的工藝優(yōu)化和工藝革新結(jié)合起來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)已有多家汽車零部件制造商、手機(jī)產(chǎn)品代工商、橡膠制品加工企業(yè)以及包裝材料加工企業(yè)成功地將這項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)入到了他們的生產(chǎn)流程中，不僅幫助他們提升了產(chǎn)品的品級(jí)，增加了良品率，而且還降低了加工成本。當(dāng)前，該公司正致力于擴(kuò)大該技術(shù)在相關(guān)各界，包括制造企業(yè)、原料供應(yīng)商以及研究院等的廣泛應(yīng)用，以期最大程度地發(fā)揮其效用。