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HVLP技术在汽车修补漆喷涂中的应用

（常州交通技师学院，江苏常州，213147）
　　
　　 摘要：HVLP环保技术是什么？这是高流动低气压 High Volume Low Pressure （即： High=高， Volume=流动， Low=低， Pressure=压力）的英文缩写。高流量低气压喷涂施工技术（High Volume Low Pressure）是是当今涂料发展工业中较为系统先进的现代研究喷涂处理技术。
　　 关键词：High Volume Low Pressure；Environmental Protection；汽车涂装；
　　
　　 前言：HVLP高流量低压喷雾技术是依靠高流量压缩空气对涂料进行喷雾。HVLP高流量低压雾化技术比传统雾化技术具有更好的涂层利用率和雾化效果，并能显著降低 VOC排放。HVLP环保省漆喷涂标准已经由美国环保署（EPA）制定出来，已经被世界上许多国家采用。1970年代，美国阿波罗公司将 HVLP技术推向市场，引起了美国环保局空气质量管理委员会的注意，并在20世纪80年代得出结论：设备或枪的传输效率（即油漆利用率）必须高于65%，喷嘴出口压力等于或小于10 PSI（0.68 bar），才能被称为 HVLP设备。许多高级 HVLP喷枪进行具有相对较高的传递工作效率，如德国 SATA喷枪可以通过达到83％的传递效率。所以有必要对 HVLP雾化技术进行推广。
　　 一、修补涂装传统雾化技术
　　

　　 图1-1传统涂装使用的喷枪
　　 修补涂层传统雾化技术：与传统的喷枪不同，HVLP不仅可以依靠喷枪罩上的气压来实现雾化，而且可以与罩上的喷孔配合使涂层完全雾化。空气罩的雾化压力小于0.7巴，与传统喷涂方法相比，空气罩的雾化压力大大降低，减少了回弹和散失，涂装效率高于65%(符合欧美环保法规)，根据喷漆师傅的喷漆技术，省油量可达10%~30%。如图1-1，普通高压喷枪的气压一般为4.0 bar，喷涂是通过压力喷涂压缩空气，使之处于雾化状态。所以，传统喷涂枪的喷头压力必须足够高，有足够的能量使涂料起雾。但雾化压力越大，喷涂流速越大，且在喷涂过程中喷涂流速越大，且喷涂速度过快时，会产生一定的回弹效应，导致过喷，从而大大降低喷涂效率。其它运输效率一般在35%-45%左右，浪费了大量的油漆和涂料，不仅增加了经济成本，而且有毒有害物质如 VOC、苯、甲醛等的排放也很大，在严重污染大气和水体环境的同时，也危害施工人员的身体健康。在传统的喷气作业中，由于施工点变化频繁，空压机体积大、重量重，也给设备运输带来了诸多不便，而且耗费时间和人力。因为这种喷枪的移动速度大约是每秒60厘米，所以溶剂和涂料的流失会大大减少，这样，在起到环保作用的同时，对喷漆师傅的身体健康也有很好的保证。
　　 二、HVLP雾化技术的特点和优势
　　
　　 图2-1搭载HVLP雾化技术的喷枪
　　 （一） HVLP雾化技术中使用HVLP喷枪，也称高效低压喷枪。
　　 如图2-1，该喷枪具有下述特点:
　　 1.喷洒效率高，喷洒效率为65%~90%。与传统的喷枪相比，可以节省50%以上的油漆。
　　 2. 扇面均匀，所以像豪华车这样对装饰要求很高的表面结构，很容易得到镜面的效果。
　　 3.特别适用于喷涂金属闪光漆，闪光效果明显均匀，侧视效应好。
　　 4.压缩空气压力较低，一般不超过0.07 MPa。
　　 5. 由于喷涂效率较高，涂层损失较低，特别有利于环保。
　　 6.采用一种旋转式两种空气帽，每一把枪都可以进行配置方式不同的空气帽，喷嘴及顶针，适应社会不同的场合和需求。
　　
　　 图2-3 HVLP喷枪的涂料传递效率
　　 （二） HVLP喷枪的优势：
　　 如图2-3中，传统的空气喷枪的传输效率(即喷漆利用率)在30%左右，而另外70%的喷漆溶剂随着喷漆飞溅到周围环境中，造成大量的油漆或涂装废弃物，不仅增加了经济成本，还排放出大量的VOC、苯、甲醛等有毒有害物质，严重污染大气和水环境，危害施工人员健康。由于施工点频繁变换，传统空气喷涂采用的空气压缩机体积大、重量重，设备运输也会造成许多不便，同时又耗费人力。使用HVLP喷涂枪或其喷涂设备，能极大地减少飞雾和过喷，降低油漆量，减少溶剂排放量，大大节省喷涂量，同时能保持工作环境整洁，保护大气环境，保障施工人员身体健康。此外，便携式 HVLP喷涂设备携带也很方便，施工场地可以频繁变换也能轻而易举。
　　 1. 使用成本低，符合欧美环保法规。
　　 2.不仅可以减少对环境的污染，而且能够很大程度减少油漆的用量(与传统喷枪比较可节省油漆高达30%)
　　 3.高空气流设计提供足够的气流使油漆雾化，喷膜效果能满足3S/4S维修站及其他严格遵守质量和成本的用户的需求。以一个门为例，用传统的喷枪喷一个门漆需要0.3L左右，用HVLP喷枪喷一个门漆需要不到0.2L，一家月产出1000个板块的高端维修站，结合修补涂装工艺，底漆中涂、色漆、清漆累计可以节约300L左右漆料，以鹦鹉修补漆平均价格250左右一升，就可以节约75000元，同时每个月减少两次的烤漆房地棉更换次数。给4S店经销商带来了可观的利润价值。
　　 三、什么喷枪才是HVLP喷涂设备
　　 HVLP是“高容积低压”的缩写，中文意思是低压大流量空气喷射。HVLP是EPA制定的环保喷漆标准，目前已被世界上许多国家采纳。上世纪70年代，美国将 HVLP技术引进市场，随后引起了美国环保署空气质量管理委员会的注意，并在上世纪80年代对 HVLP技术有了最终的定义，即喷涂设备或喷枪的传输效率(即涂料利用率)必须高于65%(例如，某公司生产的 HVLP环保喷涂设备和喷涂机的传输效率高达83%)；喷管出口气压等于或小于10 PSI (约0.68公斤/平方厘米)，经美国环保署授权权威机构鉴定后，可称为 HVLP喷涂设备。
　　 四、HVLP对于环保的帮助
　　
　　 图4-1 污染排放
　　 当今，世界越来越重视环境保护，如图4-1中而大气和土壤中的 VOC (固体有机物质，如涂料)近年来尤其受到关注。许多国家和地区都制定了控制 VOC排放的法律，例如，美国加利福尼亚州的法律规定，必须使用 HVLP喷射枪来减少 VOC排放，而欧盟也制定了类似的法律。可持续发展和环境保护在中国越来越受到重视，高污染企业的生存空间越来越小，而相应的惩罚也越来越严厉。这些都要求进行企业在生产发展过程中出现越来越多地采用环保设备和技术。
　　 如今，由于HVLP喷涂设备具有一流的喷涂质量、超强的便携性、经济性和环保性，HVLP喷涂设备在国外多用于汽车、飞机、游艇、家具、橱柜和卫生洁具的现场精细喷涂，不仅获得了良好的表面效果，而且节省了大量的油漆，单位施工成本降低了50％左右，同时施工方便快捷。现在许多企业已经通过了ISO9000质量认证体系，即将走向国际市场。环保日活动成为绿色壁垒。企业进行积极主动申请ISO14000等环境质量认证。HVLP喷枪的使用可以大大减少挥发性有机化合物的排放，环境污染也很小，这无疑有助于企业通过各种环境认证体系和环境要求。
　　 结语：综上所述高涂料利用率提高，涂装效率提高，减少不必要的空气污染，改善车间环境保护施工人员的健康,在普通喷枪的使用建设过程中,大量吸入漆雾将由施工人员和油漆含有很多有毒物质,长期在这种环境下会对人体造成很大的伤害。优秀而熟练的员工是企业的宝贵财富。所以员工的健康发展对于一个企业而言非常重要。不仅保护施工人员的身体健康，并且提高了产品质量，普通空气喷枪的飞雾很大，很容易将飞雾喷到同车间相邻的工作台上，造成缺陷甚至报废产品表面。这种情况在工作空间较窄的车间更为明显。并且企业由于环境空气的压力过大，会对漆膜造成大面积强烈冲击，导致成膜不均的问题产生。HVLP喷枪比普通环境空气喷枪降低飞雾达70％-90％，极大程度减少企业各个工作台之间的彼此相互影响；同时进行喷雾细腻柔和，完全可以达到美式喷涂效果，从而不断提高自己产品的表面工作质量，降低次品率。从而很大程度降低了涂料的成本费用；这样就大大降低了涂装成本；因为涂装的使用率高，减少了获得涂装厚度所需的涂装行程次数，从而大大提高了生产效率，同时也降低了处理飞漆的费用。所以 HVLP环保省漆喷涂枪成为当今涂料工业的发展方向。
　　
　　 参考文献：
　　 [1]蒋志伟，《现代汽车涂装技术》，苏州大学出版，ISBN 978-7-5672-0861-2，2014（5）：137-138.江苏盐城技师学院汽车制造与应用系，224002
　　 [2]深圳市美施联科科技有限公司，《德国萨塔喷涂设备培训教程》 ，辽宁科学技术出版社，ISBN 978-7-5591-0577-6，2018（2）:21-24. 深圳市美施联科科技有限公司成立于2001年，是世界著名喷涂设备生产企业----德国萨塔有限两合公司(SATA GmbH & Co. KG )在中国大陆、香港、澳门的独家总代理。
　　 [3] 冯立明，《涂装工艺与设备》，化学工业出版社，ISBN：978-7-1221-6448-3，2013（7）：14-24. 男，硕士，山东建筑大学材料科学与工程学院副教授
　　 [4] 蒋志伟，《汽车涂装技术》，南京大学出版社，ISBN 978-7-305-10489-3，2012（8）:12-24. 男，江苏盐城技师学院汽车制造与应用系，224002
　　 [5] 洪云龙，《汽车涂装理实一体化教材》，机械工业出版社，ISBN：978-7-1115-2549-3，2016（2）：58-89.男，中等职业技术教育汽车运用与维修专业理实一体系列教材编辑。

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