0 引言
涂層是指覆蓋金屬和非金屬表面的保護(hù)層或裝飾層,是涂層行業(yè)表面處理過程中的一個重要環(huán)節(jié)。涂層產(chǎn)品反映了涂層表面形成的涂層的應(yīng)用價值,因此涂層質(zhì)量直接影響著涂層產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和應(yīng)用水平。涂料產(chǎn)品的外觀質(zhì)量不僅反映了涂料本身的保護(hù)功能和裝飾性能,而且也是構(gòu)成產(chǎn)品價值的一個重要因素。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,涂料已經(jīng)從手動操作發(fā)展到工業(yè)自動化,自動化程度越來越高,因此自動化涂料在涂料制備中的應(yīng)用越來越廣泛,并深入到涂料行業(yè)的許多領(lǐng)域。
1 發(fā)展現(xiàn)狀
我國涂裝生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了由手工到生產(chǎn)線,再到自動化生產(chǎn)線的發(fā)展歷程,涂裝工藝可以簡單歸納為前處理噴涂、干燥或固化、三廢處理。我國的涂裝工業(yè)真正起源于20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)技術(shù)的引進(jìn)之后,一些援建的項目中開始建立涂裝生產(chǎn)線,但這些生產(chǎn)線一般是鋼板焊的槽子加鋼結(jié)構(gòu)的噴涂和干燥室組合的,由電動手工吊掛工件(少數(shù)用懸掛輸送機)運行。當(dāng)時的酸洗槽為一般鋼板襯鉛,隨著時代的發(fā)展,出現(xiàn)了襯玻璃鋼或全部采用玻璃鋼的槽子。從60年代開始,由于輕工業(yè)的發(fā)展,首先在自行車制造行業(yè)出現(xiàn)了機械化生產(chǎn)的流水線和自動化生產(chǎn)的流水線,以及在原有槽子流水線生產(chǎn)的基礎(chǔ)上加上程序控制的小車形成的程控流水線,當(dāng)時我國涂裝工業(yè)的主要任務(wù)還是以防腐為主。但隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,以及國外涂裝技術(shù)的發(fā)展,通過技術(shù)引進(jìn)和與國外技術(shù)的交流,我國涂裝技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。在涂裝自動化生產(chǎn)方面,靜電噴涂和電泳涂漆技術(shù)的推廣應(yīng)用、粉末噴涂技術(shù)的研制及推廣,特別是我國家電行業(yè)、日用五金、鋼制家具、鋁材構(gòu)件、電器產(chǎn)品、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,使涂裝工業(yè)有了明顯的進(jìn)步,在涂裝生產(chǎn)線中還出現(xiàn)了智能化的噴涂機器人。目前我國涂產(chǎn)線已成規(guī)模的估計有幾千條,引進(jìn)的大型涂裝生產(chǎn)線幾乎占了一半左右。
2 技術(shù)進(jìn)展
從我國現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)線來看,存在的主要問題主要有以下兩點。其一是我國在涂裝設(shè)備研制方面投入不多,很少有先進(jìn)成熟的涂裝設(shè)備占領(lǐng)市場,即便是國內(nèi)自行建設(shè)的涂裝生產(chǎn)線,生產(chǎn)線上的一些關(guān)鍵技術(shù)和裝備也是以進(jìn)口引進(jìn)為主。其二是我國一些基礎(chǔ)元器件及控制元件質(zhì)量不過關(guān),經(jīng)受不住長期考驗。因此,盡管生產(chǎn)線設(shè)計先進(jìn),但卻無設(shè)備的充分保證。同時國內(nèi)對生產(chǎn)線的投資較為盲目,不能按要求選取設(shè)備。以上諸多問題導(dǎo)致了我國涂裝生產(chǎn)線的水平還不夠高,還有很多需要改進(jìn)和完善的地方。實際上,我國自行設(shè)計制造的一些涂裝生產(chǎn)線結(jié)合我國國情,工藝及設(shè)備水平也不遜于國外的一些生產(chǎn)線,但常為元器件的可靠性和使用壽命所困擾。
我國一些涂裝生產(chǎn)線由于一次性投資的限制,以及對安全問題的不夠重視,有大量的涂裝生產(chǎn)線不符合涂裝作業(yè)安全規(guī)程,對照國家涂裝作業(yè)安全規(guī)程系列標(biāo)準(zhǔn),在防毒、防塵、防火、防爆等方面存在諸多隱患,對如何達(dá)到綜合防護(hù),促進(jìn)涂裝生產(chǎn)線向有利于工人健康、保證安全的方向發(fā)展不夠重視、不下功夫。操作人員對涂裝知識欠缺,不按操作規(guī)程,不按工藝條件作業(yè),無視操作環(huán)境,對環(huán)境保護(hù)不重視,制造水平粗糙。國內(nèi)行業(yè)布局分散,企業(yè)規(guī)模一般比較小,綜合實力薄弱,在很大程度上依賴于手工操作,所以制造工藝粗糙、技術(shù)落后、設(shè)備外觀拙劣,直接影響了設(shè)備的性能指標(biāo)和使用可靠性,這也導(dǎo)致了國內(nèi)涂裝生產(chǎn)線價位低下的局面。
3 發(fā)展方向
我國涂裝生產(chǎn)線設(shè)備自20世紀(jì)70年代開始不斷發(fā)展,特別是改革開放之后發(fā)展更加迅速,但國產(chǎn)涂裝設(shè)備基本上是處于一種“自發(fā)”狀態(tài),設(shè)備不適應(yīng)市場需求,不少關(guān)鍵噴涂設(shè)備還是以引進(jìn)為多。目前,我國現(xiàn)有涂裝生產(chǎn)線達(dá)數(shù)千條以上,而且每年還要投資數(shù)百條新建的生產(chǎn)線,全國每年投資金額約為十幾億人民幣之多。其中,國外相關(guān)企業(yè)及合資公司所占份額達(dá)30% ~ 40%。我國涂裝設(shè)備廠有上千家,產(chǎn)品種類現(xiàn)在幾乎覆蓋了涂裝行業(yè)的各個部門。我國涂裝生產(chǎn)線發(fā)展前景十分誘人,但發(fā)展中確實存在不少問題。解決我國涂裝工業(yè)所存在的問題,首先要從培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才做起。重視涂裝專業(yè)人員的培養(yǎng)是提升國內(nèi)涂裝設(shè)備技術(shù)含量的關(guān)鍵。大專院校應(yīng)按市場需求設(shè)立相關(guān)專業(yè),加強對涂裝技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn),提高專業(yè)技能和技術(shù)素質(zhì),加強涂裝生產(chǎn)線技術(shù)的研發(fā)投入,對涂裝生產(chǎn)線制造企業(yè)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰,建立現(xiàn)代化涂裝行業(yè)的管理體制。由于涂裝生產(chǎn)線在國民經(jīng)濟(jì)中所占比例及所起作用的重要性,故應(yīng)營造必要的輿論引起國家職能部門和行業(yè)管理部門的足夠重視,進(jìn)行必要的宏觀規(guī)劃和專業(yè)指導(dǎo),并對行業(yè)的發(fā)展給予必要的支持。盡快建立全國涂裝行業(yè)信息網(wǎng),提高涂料質(zhì)量和加強技術(shù)交流,組織協(xié)調(diào)對引進(jìn)項目的參觀、研討、吸收和創(chuàng)新,共同為涂裝設(shè)備國產(chǎn)化而努力。并且,加強涂裝安全技術(shù)的管理,貫徹執(zhí)行涂裝作業(yè)安全規(guī)程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),建議執(zhí)行涂裝生產(chǎn)線設(shè)計和制造許可證制,改進(jìn)和完善安全防護(hù)措施,保證生產(chǎn)安全、人員安全,符合環(huán)保要求。積極對原有落后的涂裝生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造,使涂裝生產(chǎn)線設(shè)備的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和生產(chǎn)改為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計和生產(chǎn),提高涂裝生產(chǎn)線設(shè)備的技術(shù)水平和生產(chǎn)水平。采用新工藝、新設(shè)備、新材料,積極采用節(jié)能措施,采用線上檢測,推廣計算機在涂裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用,提高生產(chǎn)線的機械化、自動化水平,提高涂裝工件的防腐和裝飾質(zhì)量,保證涂裝生產(chǎn)線設(shè)備的質(zhì)量。市場需要深謀熟慮的策劃、營銷、服務(wù),要做到科學(xué)的管理、先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)良的服務(wù),涂裝行業(yè)的設(shè)計和制造單位要同心同德加強合作,更好地為用戶服務(wù)。設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、高效、低噪音、低能耗、低維護(hù)要求和使用壽命長的涂裝生產(chǎn)線,并用合格的涂裝生產(chǎn)線涂裝出優(yōu)良、合格、滿足防腐和裝飾要求的涂層是我國涂料工業(yè)發(fā)展的最終目標(biāo)。我們要持續(xù)地研究和開發(fā)涂裝設(shè)備,確保涂裝生產(chǎn)線的技術(shù)不斷完善,為我國涂裝事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
4 未來趨勢
自20世紀(jì)50年代以來,以美國、德國、日本為主的世界工業(yè)強國,陸續(xù)開始在工業(yè)生產(chǎn)線上應(yīng)用簡單的工業(yè)機器人設(shè)備,目的是節(jié)省人力成本和提升生產(chǎn)效率,著自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,目前這些國家已經(jīng)建立起了完整的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系,并在工業(yè)機器人鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了領(lǐng)先優(yōu)勢。特別是在新一輪的科技革命和全球化競爭背景下,各國紛紛將機器人產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略層面,加大扶持力度,力爭繼續(xù)在工業(yè)機器人核心技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。
進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國人口結(jié)構(gòu)逐步老齡化,勞動力成本快速上升,我國制造業(yè)長期以來依賴的人口紅利逐漸消失。同時,隨著全球化進(jìn)程的不斷推進(jìn),印度、越南等國家的制造業(yè)也開始崛起,我國人力成本相對這些國家已經(jīng)不再具備優(yōu)勢,因此,我國制造業(yè)面臨巨大的產(chǎn)業(yè)升級壓力,為了保持我國制造業(yè)的優(yōu)勢地位,建立先進(jìn)的、新型的制造體系迫在眉睫,面對新形勢,制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇并存,可以預(yù)見,工業(yè)機器人必將成為我國制造業(yè)升級的重要依據(jù)力量,因此,發(fā)展自動噴涂機器人產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)情況具有重要的社會意義。
隨著對環(huán)境保護(hù)和安全健康的日益重視,安全生產(chǎn)已成為社會的共識,要做到在安全環(huán)保的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,就要通過對噴涂工藝優(yōu)化的加大投入和研究,對涂裝噴頭運行裝置的更合理化的設(shè)計,這樣才能大幅減少操作工人的數(shù)量、節(jié)省涂料用量、提高涂飾表面的質(zhì)量穩(wěn)定性、提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。同時,由于噴涂室內(nèi)不需要操作人員,也避免了傳統(tǒng)噴涂存在的安全隱患及人工的不可控性。因此,噴涂工業(yè)化生產(chǎn)變得更加安全環(huán)保、更加高效便捷,為涂料工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的改造提供了關(guān)鍵技術(shù),加快涂料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。
面對制造業(yè)向智能化方向發(fā)展的大趨勢,涂料行業(yè)也必須走在智能化的前列。為了滿足國家工業(yè)4.0和節(jié)能環(huán)保的要求,我國涂料行業(yè)未來的發(fā)展方向是在高精度、高效率的工業(yè)機器人的基礎(chǔ)上,結(jié)合智能控制系統(tǒng),開發(fā)新的智能自動噴涂試驗裝置。自動噴涂裝置可以改善施工環(huán)境,提高噴涂質(zhì)量,降低資源消耗,降低企業(yè)生產(chǎn)成本,幫助企業(yè)提高噴涂生產(chǎn)效率和自動化水平,節(jié)能減排,減少環(huán)境污染,具有顯著的社會效益。因此,智能自動噴涂設(shè)備在涂料行業(yè)的節(jié)能減排方面具有巨大的前景,不僅取得了巨大的成就,而且為我國涂料行業(yè)的發(fā)展和提高發(fā)言權(quán)贏得了機遇。