馬自達“Aqua-tech”水性涂裝技術導入南京生產(chǎn)基地，并逐步向全球生產(chǎn)基地導入

馬自達汽車株式會社(以下簡稱馬自達)宣布，將在位于中國江蘇省南京市的馬自達汽車生產(chǎn)基地“長安馬自達汽車有限公司”(以下簡稱CMA)導入自主研發(fā)的“Aqua-tech涂裝”水溶性涂裝技術。繼2012年完成馬自達位于日本宇品第1工廠的首次技術導入之后,CMA將是海外首個導入該技術的汽車生產(chǎn)基地。

目前，汽車涂裝工藝上采用的是稀料等含有大量具有可揮發(fā)性的有機化合物(以下簡稱VOC)油性涂料，現(xiàn)如何減少涂裝工廠的VOC排放量成為各汽車制造商需面臨的最大課題之一。通常以更換水溶性涂料作為降低VOC排放的措施，但水溶性涂裝中的水分蒸發(fā)需要大量能源，導致CO2的排放量大幅增加。馬自達自主研發(fā)的“Aqua-tech涂裝” 水溶性涂裝技術通過對涂裝工藝的革新，顯著提升了涂料和能源的利用率，實現(xiàn)了同時降低存在制約關系的VOC排放量和CO2排放量。

“Aqua-tech涂裝”通過“三噴一烘(Three Layer Wet Paint System，即中層噴涂、上層噴涂和上光工序集于一體的涂裝工藝)”涂裝技術的應用，馬自達已經(jīng)獲得了世界領先的低二氧化碳排放量等級。之后馬自達公司把研發(fā)目標放在了，如何使得揮發(fā)性有機化合物的排放也達到世界領先水準。

相比于傳統(tǒng)溶劑型涂料，水性涂料含有的揮發(fā)性有機化合物總量較少，因此有助于降低揮發(fā)性有機化合物的排放。但是水作為稀釋液，必須利用干燥處理工藝進行蒸發(fā)，整個過程會消耗大量的電能。與之相關的上游發(fā)電過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳，遠遠超過溶劑型涂裝系統(tǒng)造成的排放量。

馬自達涂裝系統(tǒng)研發(fā)團隊需要解決的核心問題是，如何在利用水性涂料大幅度降低揮發(fā)性有機化合物排放量的同時，控制與干燥工藝消耗能量對應的二氧化碳排放量。為了應對這項挑戰(zhàn)，馬自達發(fā)掘了兩種方法。

一是在現(xiàn)有涂裝工藝基礎上，開發(fā)出功能性更強的全新涂料。馬自達給Aqua-tech涂裝系統(tǒng)帶來了兩種全新類別的頂級涂層涂料：水性著色底層涂料和氨基甲酸乙酯透明涂層涂料(第一次被日本汽車制造企業(yè)使用)。通過兩種創(chuàng)新涂料的應用，揮發(fā)性有機化合物的排放量達到了行業(yè)內(nèi)最低的等級，比三噴一烘涂裝工藝減少57%，比普通水性涂裝系統(tǒng)降低50%。

除此之外，這兩款高功能性頂級涂層涂料展現(xiàn)出的一些附加特性，往往是常規(guī)基底涂料才具備的，使得馬自達可以把多種噴涂工藝整合起來。最終能量消耗也就明顯縮減，高二氧化碳排放量的問題得以改善。創(chuàng)新涂料的高功能性特點還保證了產(chǎn)品一如既往地可靠性和耐久性，另外平滑度、光澤度、不易脫落性等得到了進一步優(yōu)化。

為了讓涂料能夠穩(wěn)定貼合車身表面，在涂料被噴到車身上起就要精確控制水含量，只有這樣才可以確保下一層涂裝工序前的理想黏度，因此維持一個穩(wěn)定的干燥速率非常重要。常規(guī)的水性涂料系統(tǒng)噴涂車間需要利用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制環(huán)境溫度和濕度等級，又因為噴裝室要擁有足夠大的空間放置整個車身，所以空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功率也很大，會消耗大量電能，特別是在高溫夏季和嚴寒冬季。

馬自達全新開發(fā)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時監(jiān)控著外界環(huán)境狀況，最小化噴涂室內(nèi)的溫度和濕度調(diào)整程度，最優(yōu)控制水蒸氣吸收量。結果顯示，涂裝過程的電能消耗量出現(xiàn)了明顯的下降。

基層和罩面涂層之間采用了預熱閃蒸干燥工藝，在表層涂料噴涂之前，先蒸發(fā)掉基底涂料多余的水分，有助于提高車身面漆的品質。

通常情況下，閃蒸工藝會把溫度提高到80攝氏度，直到基底涂料充分干燥。不過在表層涂料應用之前，溫度必須要調(diào)整到40攝氏度。如果車身溫度太高，表層涂料分散開之前就已經(jīng)干燥，終產(chǎn)品的平滑度將大打折扣。傳統(tǒng)加熱系統(tǒng)將熱風直接吹入涂裝室中，但是這種方法不僅加熱了涂料，而且加熱了鋼材質車身，隨后車身的降溫過程也會消耗很多能量。

為了解決上述問題，Aqua-tech涂裝系統(tǒng)的預熱閃蒸工藝選用了紅外線加熱裝置。熱量僅僅作用在涂料表面，水分蒸發(fā)的時候并不會造成鋼材質車身溫度的上升。加熱裝置可以在開關兩種狀態(tài)迅速切換，因此提供的熱量能夠根據(jù)車身尺寸和涂料顏色進行最優(yōu)化調(diào)節(jié)。

該創(chuàng)新技術意味著在消耗最少電能條件下，涂料中的水分可以得到有效移除;相比于普通閃蒸工藝，新系統(tǒng)減少了17%的二氧化碳排放量。創(chuàng)新的涂裝系統(tǒng)應用到涂料顏色研發(fā)中，幫助馬自達收獲了魂動紅等非常吸引消費者的色彩。Prime Minister首相大獎旨在表彰那些開拓性的制造加工系統(tǒng)技術，這也是馬自達首次得到該獎項。