中國報告大廳網訊,在2025年,玻璃膠行業技術持續創新發展,其在各領域的應用越發廣泛且關鍵。尤其是在微貨商用車製造領域,前風擋玻璃膠的裝配工藝對整車質量起著舉足輕重的作用。微貨商用車在整車下線淋雨檢驗以及市場用戶使用過程中,常出現風擋玻璃位置漏水、前風擋裂紋等現象。這些問題不僅影響整車下線質量,降低用戶滿意度,嚴重時還可能引發安全事件。而汽車前風擋玻璃是通過玻璃膠粘貼到車身封窗框上的,其裝配過程中的玻璃膠工藝直接關係到玻璃膠的粘接效果,進而影響車輛的安全性和密封性。因此,深入研究微貨商用車前風擋玻璃膠裝配控制工藝意義重大。以下是2025年玻璃膠行業技術分析。
《2025-2030年中國玻璃膠行業市場分析及發展前景預測報告》指出,微貨商用車的風擋玻璃與車身的固定和密封,主要依靠玻璃膠、塗抹在基材接觸面上的底塗劑與清洗劑三者產生的化學反應來實現。其中,清洗劑直接塗抹在基材(車身和前風擋玻璃)上,然後在清洗劑上方塗底塗劑,玻璃膠則在前風擋玻璃和車身之間的底塗劑上方連接。玻璃膠在這一結構中處於核心連接位置,它要與底塗劑充分反應,從而實現前風擋玻璃與車身的牢固連接。不同於乘用車多採用的免底塗玻璃膠(成本相對較高),微貨商用車的這種裝配結構對玻璃膠與其他材料的協同反應要求更為嚴格。
清洗劑與玻璃膠的關聯:清洗劑含有醇類溶劑和活化劑組合(不同廠家配方有所差異,有的廠家只有醇類溶劑)。醇類溶劑用於清潔基材表面,去除灰塵、油污等,以保證底塗劑與基材的反應。帶有活化劑的清洗劑,除清潔外,還能對基材表面進行活化處理,促進底塗中的粘接促進劑與水和玻璃的反應。若清洗劑在塗抹底塗前未充分揮發,會與底塗劑中的活性成分發生化學反應,導致底塗性能失效,進而影響玻璃膠與基材的粘接效果。所以,清洗劑在裝配過程中,要確保在塗底塗劑前在基材表面充分揮發,且塗抹清洗劑的工具自身要保持清潔度。
底塗劑對玻璃膠的影響:底塗劑由聚氨酯預聚體、酯類溶劑、炭黑和粘接促進劑等組成,處於玻璃膠與兩基材之間,起著橋樑作用。它與車身側鈑金的反應為聚氨酯預聚體與車身鈑金表面油漆中的有機物、羥基化合物的反應;與前風擋玻璃側的反應為促粘劑遇空氣中的水後,與玻璃表面的 Si - HO 發生縮合反應,使玻璃膠與玻璃的粘接更牢固、結合強度更高。水對該反應作用重大,但空氣中水汽含量並非越多越好,因為聚氨酯預聚體與水反應釋放出的 CO₂,會影響玻璃膠與基材接觸面的結合。所以在裝配過程中,必須保證基材的乾燥性,控制與空氣接觸的時間。此外,由於聚氨酯預聚體在底塗劑液體中為固體顆粒,使用時不能沉澱,需在塗抹前隨時保證底塗中相關成分的均勻性,否則會影響玻璃膠與底塗劑的反應效果,最終影響玻璃膠的粘接質量。
玻璃膠自身特性及控制要點:玻璃膠(單組分聚氨酯膠)主要由聚氨酯預聚體(聚醚多元醇和二異氰酸酯合成)、增塑劑、固體填料和助劑等混合而成,為膏狀物。它既能與基材表面的含活性氫基團發生化學反應,形成牢固粘接,又會在水汽引發下發生聚合反應,依靠各種化學鍵的保持力和分子間的范德華力,保持高粘接強度,牢固粘貼在兩邊基材表面。但也正因會與空氣中的水汽發生聚合反應,玻璃膠不能長期裸露在空氣中。而且玻璃膠是濕固化類型粘接劑,通過接觸空氣與水分反應形成彈性體,固化過程緩慢且受溫度、濕度影響大。在冬季溫度低、濕度低時,聚氨酯膠正常固化速度很慢,整車下線前車輛振動,可能導致玻璃下滑,出現玻璃滑落位移的風險。
時間控制保障玻璃膠效果:清洗劑中的水分充分揮發約需 3min,因此底塗需滯後清洗劑 3min 後再塗;對於沒有活化劑的清洗劑,可採用擦拭方式縮短與底塗的時間間隔,但要注意擦拭布始終保持清潔。在空氣濕度較大時,需觀察擦拭後表面是否充分揮發,再塗底塗。底塗與基材充分反應約需 5min,時間過長會與空氣中水分反應釋放過多 CO₂,且底塗塗抹後 6h 內必須裝配前風擋玻璃,所以底塗塗抹後裝配風擋玻璃的時間需控制在 5min 以後、6h 以內。這些清洗劑和底塗的時間控制要素,可根據總裝的線速計算工位間隔,合理安排間隔工位數量,從工藝布置上實現時間控制。針對底塗後 6h 內必須完成玻璃裝配的要求,可將玻璃打膠工位設置成孤島工位,放在與塗底塗工位間隔 5min 後的工位旁邊,且在玻璃打膠孤島工位設置時,清洗劑採用擦拭方式,縮短底塗與清洗劑時間間隔。再將塗底塗劑與打玻璃膠兩道工序中間設置成流水線,中間間隔一定數量的前風擋玻璃零件,以此保證底塗後 5min 到機器人打膠工序,確保玻璃膠與車身、前擋風玻璃兩側底塗時間同步控制,從而保障玻璃膠的粘接效果。
軌跡控制確保玻璃膠貼合:由於清洗劑、底塗和玻璃膠三者相關性極高,三者軌跡必須一致,才能保證粘貼範圍內發生相關化學反應。為此,需制定塗抹寬度和定位的保證策略。一般玻璃膠寬度為 8 - 10mm,為防止軌跡錯位,根據三者與基材接觸先後順序,將清洗劑寬度定為 18 - 20mm,底塗寬度定為 12 - 15mm,使其存在一定容錯率,並將清洗劑和底塗劑塗抹工裝採用同一定位策略,以保證軌跡一致性。玻璃膠打膠軌跡由機器人程序保證,將底塗和清洗的定位輸入打膠程序中,從整車數模中確定玻璃膠軌跡,確保前風擋裝配後三者軌跡完全重合,使玻璃膠能均勻、準確地塗抹在預定位置,發揮最佳粘接性能。
底塗控制助力玻璃膠粘接:底塗在塗抹過程中要保證內部物質均勻,每次應倒出少量底塗放在自備容器中使用(容器容積需根據線速和單台用量計算,保證 20min 內塗完)。開包裝後的其他底塗劑需用專用設備時時進行振盪搖擺,確保下次倒出使用時均勻充分。當設備出現故障時,需用手大幅度搖晃,直到聽到內部有滾珠響聲後再倒出使用。塗抹底塗劑的毛刷頭,若超過 6h 不使用,需報廢處理,更換全新的容器和刷頭,防止因時間過長凝固,導致在基材表面塗抹不均,進而影響玻璃膠與底塗的反應及最終的粘接效果。
玻璃膠打膠控制提升質量:玻璃膠一般由機器人打膠,主要控制機器人軌跡和膠型,尤其是在拐角處和打膠起止點等位置,要保證軌跡一致,不變形、不缺膠、不堆積、不倒膠等。膠型控制通過膠嘴切割、運槍方法實現,例如微貨車型的玻璃膠要求底部膠寬 8 - 10mm,高度 12 - 14mm 的三角膠型,需選擇直徑 8 - 10mm 的膠嘴,在其側面開寬 5 - 8mm,深度 10 - 12mm 的三角切口進行膠型控制。另外,玻璃膠打出後,需在 15min 內完成玻璃裝配,防止其與空氣中的水發生反應,這一控制方式在時間控制部分已有說明。微貨商用車使用玻璃膠的環境條件一般為溫度 15℃ - 30℃、相對濕度 40% - 65% RH,技術要求表干時間≤45 - 45min、固化速度≥3mm/24h,在冬季車玻璃膠至少需要 60min 才可以完成表干。若不能滿足技術要求,生產過程中需在打膠設備上增加對打膠筒的加溫功能,當環境溫度低於 15℃時,對玻璃膠實施加溫。同時,為降低玻璃下滑風險,在生產線至車輛入庫期間,可用兩條布基膠帶粘住車身頂蓋與前擋風玻璃進行固定,入庫前再拆卸。
材料匹配控制保障玻璃膠反應:清洗劑、底塗和玻璃膠三者需匹配使用,由於不同供應商的成分存在差異,所以同一輛車必須使用同一供應商的這三種材料,才能保證相互充分發生化學反應。另外,因為清洗劑、底塗要與基材側的油漆發生活化反應,以促進與玻璃膠的粘連牢固,所以首次生產時,需製作樣片進行基材與清洗劑、底塗和玻璃膠的剝離粘接性試驗。當生產過程中任一方的工藝發生變化時,都必須重新進行樣片剝離試驗驗證。若驗證存在問題,需對對應清洗劑和底塗的配方進行調整,使化學反應達到最佳狀態。當玻璃膠更換供應商時,打膠設備需充分清洗,將設備、管路中的膠全部清洗乾淨後,才能開始使用另一家供應商的玻璃膠,防止在換膠初始階段,玻璃膠在設備內產生混用,影響玻璃膠的性能和粘接效果。
風窗框鈑金結構設計與玻璃膠關鍵控制:風窗框是裝配前風擋玻璃的車身空間,由左 / 右 A 柱、頂蓋和前隔板等車身鈑金折邊形成,車身側基材即風窗框的鈑金折邊。在設計封窗框時,需留出足夠的玻璃膠作用面積,根據前面識別的為保證清洗劑、底塗和玻璃膠三者軌跡,清洗劑工藝寬度為 18 - 20mm,那麼封窗框折邊寬度一般控制在 20 - 22mm。前風擋玻璃與封窗框周邊配合間隙要保證在 5 - 6mm 內,兩者不能出現干涉和擠壓現象,所以封窗框的焊接過程中必須保證前風窗的尺寸精度,鈑金折邊平整,避免破壞前風擋玻璃邊緣力和行駛時因振動扭曲而產生裂紋,為玻璃膠的有效粘接提供良好的基礎條件。
玻璃膠有表干時間、固化速度、撕裂強度、拉伸強度、剝離粘接性等 13 項性能技術指標,其中與玻璃膠脫膠故障模式關聯的性能要求為剝離粘接性項目,此項目在商用貨車的技術要求為 95% 以上內聚破壞。因此,生產過程中需每月對該技術要求進行試驗驗證,以監控玻璃膠粘貼工藝控制的效果。首先選擇在整車車身使用中的鋼材上裁剪尺寸為 200mm×200mm 的鈑金試片,然後按照車身塗裝正常工藝對鈑金表面進行油漆噴塗,再按照總裝裝配前風擋工藝的順序、時間等要求,進行清洗劑、底塗劑、玻璃膠打膠,一般試片上打 3 - 5 道、厚 4±0.2mm 的膠即可。打完膠後,試片放在溫度 (23±2)℃,相對濕度 (50±5)% 的條件下,放置 168h,然後進行切割玻璃膠,切割時要從膠帶端拿起密封膠,以 90° 角用力拉扯。用刀片在膠層和基材界面之間用鋸齒形切割輔助剝離,切割後觀察和測量密封膠和界面的破壞面積,計算合格和不合格面所占比例,最終評價其是否滿足玻璃膠與基材的粘貼面積≥95% 的要求。
通過對玻璃膠、底塗劑和清洗劑反應機理的深入理論分析,識別出了微貨商用車前風擋玻璃裝配過程中應控制的關鍵因素。將這些控制因素輸入到粘接裝配工藝中進行預防和控制,這一過程符合 PFMEA 原則,即預先評價過程因素變化可能產生的潛在失效或後果,並找到預防措施,從而最大限度地滿足產品設計和製造一致性,滿足顧客對車輛質量和安全性的要求。在2025年玻璃膠行業技術不斷發展的背景下,持續優化微貨商用車前風擋玻璃膠裝配控制工藝,對於提升車輛整體質量和市場競爭力具有重要意義。未來,隨著技術的進一步發展,玻璃膠在微貨商用車裝配以及更多領域的應用將不斷得到改進和完善 。
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