【FIDS·名家讲坛】如何提高油漆利用率实现自动化生产并降低VOC排放
时间:2018-08-22 17:13来源:山东省家具协会 点击:
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8月8日在临沂举行的第三届家具产业供给侧创新与发展峰会已圆满结束，会议上，行业领导与领军企业嘉宾就战略规划、油漆涂装、环保治理、智能生产及新技术应用等方面进行深入探讨，为继续扩大会议成果，分享精彩观点，现陆续将各位嘉宾现场演讲实录与大家分享。
本期分享北京嘉林机械有限公司杨津龙演讲《如何提高油漆利用率实现自动化生产并降低VOC排放》。
自动化综合涂装是行业未来的发展方向，自动化涂装的意义首先是减少人工的使用和依赖，油漆工目前越来越难招，水平参差不齐，VOC排放是油漆涂装的首要解决的问题，自动化涂装可以最大限度的降低VOC排放总量。同时也可以节约场地，便于生产管理，提高产能。
实现综合涂装需要考虑多方面的因素：如工艺、油漆种类和油漆涂装方式等。调研发现目前家具行业大量应用的油漆还是以PU（聚氨酯漆）漆为主，山东的实木家具中PU漆占的量也比较大，现在的水性漆和溶剂型UV（紫外光）漆也在逐步改造。AC（酸固化漆）和NC（硝基漆）现在做内销家具的用量较少，未来在三到五年之内可能会逐渐退出市场。水性UV漆大部分的企业应用比较少，性能较好，价格上略高，但依旧会是家具行业涂装的发展趋势。
现有的涂装方式以手工喷涂为主，接着是辊涂线、静电喷涂、流水线机械喷涂和机器人喷涂。手工喷涂使用灵活，投资少，适用范围广。缺点是油漆的使用率低，通常在40%左右，质量差异较大。VOC排放量非常大，会产生废渣和污染物，不利于后期做VOC处理，投入的设备成本和维护成本都非常高。
辊涂的优点是生产效率高，速度快，VOC排放低，油漆利用率接近100%，缺点是适用范围窄，要求基材纯平面，生产中要求同规格批量化，边部还需要再处理，且只能选择UV漆。
静电喷涂技术比较成熟，涂装异型适合像椅子和柱状的产品，可以一次性正方面覆盖，油漆的利用率60%以上，VOC的排放量相对环境集中。缺点是涂量不适合太大，因为是吊装式喷涂，易流挂，目前大量地应用在底漆上。
机器人喷涂这是行业一直寄予厚望的一种喷涂方式，但是发展缓慢，优点很突出，设置好喷涂路径和喷涂量，可以实现连续作业。但是如果工件不一样，就会比较麻烦。现在上午3D扫描仪技术成本比较高。同时机器人的效率也不是很高，和一个人差不多，油漆利用率低，VOC排放量较大。
流水线机械喷涂中最常见的是往复式喷涂，图1是最普通的往复式喷涂，图2是相对比较先进一些，在往复式还有一些针对关键部位的涂装，图3中的机械手和下面的回收装置，可以解决油漆浪费。
图1
图2
图3
流水线机械喷涂比较少见，主要是用在旋转喷涂的基材着色，可以实现集材的着色，效果和均匀度要超过手工喷涂，后续的其他的工艺可能还要在底漆之后、面漆之前进行人工的修色，弥补基材色差，但单纯的讲基材着色，是优于人工的。
流水线机械喷涂
综合比较手工喷涂、辊涂和往复式喷涂的适用范围，手工喷涂可以适用任何产品，辊涂产品适用率占比为20%，往复式喷涂则可以试用60%的产品。油漆利用率上，手工喷涂的油漆利用率是30%-40%，辊涂的油漆利用率接近100%，往复式喷涂的油漆利用率接近80%。而VOC排放有非常大的差别，手工涂装VOC的排放量是往复式喷涂和辊涂的十倍到八倍。
往复式涂装线是未来的发展趋势之一。往复油漆线有三个关键的工位，最关键的工位是喷涂机，可以实现油漆的再回收利用，一方面降低油漆的成本，同时减少VOC的排放，降低人工成本。同时它独有的一套散气增加系统可以实现高质量的喷涂，独有的散气增压系统实现高质量喷涂，回收系统使油漆利用率达到80%最大化的节约成本。第二是立式干燥箱，节省空间，整线占地300㎡，降低供热成本，90分钟干燥下线，效率较高。第三是空气发生装置，保证了喷涂环境和干燥条件，调节温度,过滤空气,是高光产品的关键保证，实现低温环境下水性漆喷涂。
排放对比。达到100g的干膜涂布量，传统手工喷PU漆，湿膜涂量250克，实际用量达625克，VOC排放量375克，油漆利用率40%。UV往复式喷涂，湿膜涂量140克，实际用量达625克，VOC排放量52克，VOC排放减少七倍，大大降低了相应的VOC的投入设备和运行成本。
人力成本对比。一条喷涂线8小指可喷涂1700平左右，代替了喷漆工10-15人的产量，一条线需要一名操作工，普通工人4人，整体节省10人成本。综合对比，往复式喷涂的优势，生产效率是提高的，在原有的人工和产量上得到了大大地提高，同时提高了产品质量。同时也极大地降低了油漆的成本，降低了人工成本，减少了VOC的排放量。
如何选择适合的涂装方式需要考虑如下19个问题：
1.产值
2.油漆吨数，金额
3.分厂数量
4.产品系列
5.清漆，混油
6.几分光
7.油漆工艺
8.漆的品种
9.有无滚涂，滚涂后喷面漆吗？辊涂平米？
10.平面造型，平面框架平米，厚度
11.一直的纯平面占比
12.现在喷漆方式
13.开放，封闭
14.板材类别，实木树种
15.每个喷漆工可喷多少平米
16.工作时间
17.油漆工+普工数量
18.喷台数量
19.车间高度
企业可以通过对这些问题的考虑，再根据现有的涂装方式里选一个比较合适的结合，来实现企业工厂的自动化涂装。
