缩略图

飞机涂装系统概述

作者

万慧

长龙(杭州)航空维修工程有限公司 浙江杭州 310000

引言:通过对飞机外部涂层的介绍,以及褪漆后对机身整体状态的检查和飞机整机喷漆作业的实施,不仅可以降低飞机的腐蚀概率,同时还能保障飞机外部结构的性能,进而提升飞机飞行的稳定性和安全性。因此,飞机的整机重新喷漆作业对飞机的飞行性能具有重要影响。尽管喷漆作业在外行人看来似乎简单,但实际上它涉及很多复杂的工艺和工序,操作流程同样也极为繁琐。在执行过程中,任何步骤疏忽都可能导致产生不同的后果,从而可能会影响飞机飞行安全。

一、飞机外部涂层的功能

飞机涂装是指在飞机机体、附件或零部件表面形成连续膜的材料,涂装后的涂层能够为基材提供防腐、耐磨、耐热、耐温变、耐紫外线辐射以及装饰等多重功能。此外,机身涂层能够增强气动光滑性,有效减少飞行过程中的摩擦阻力,从而进一步降低燃油消耗。雷达罩与天线罩涂层具备透波及防静电特性。特定部位的涂层则具有特定的性能,如机翼上表面的逃生涂层有防滑的作用,襟翼上涂装的防磨漆可以防止襟翼之间相对滑动造成的磨损等性能;客舱内饰的涂料则展现出美观、耐磨、阻燃等特性。

二、飞机重新喷漆的必要性

1.外观因素:长期飞行的飞机,不断遭受风沙、紫外线、温度变化、水汽侵蚀,以及液压油、燃料、除冰液等化学物质的影响,导致漆层逐渐老化,光泽丧失。

2.防腐因素:通常,飞机涂装的防腐年限为5~7 年,经过此年限的飞行后,涂装的防腐功能显著下降甚至消失。

3.动能因素:涂装老化会影响飞机气动性能,进而增加油耗。

三、飞机漆层去除

飞机在重新喷漆时会面临漆层去除的问题,行业内统称为褪漆,常见的褪漆方式包括打磨去除和化学去除。

1.物理打磨:物理打磨指手工去除涂装,虽能避免化学剂腐蚀基材,但效率低、停机时间长、人力需求大,且打磨程度难以控制,易导致过度或不足,影响飞机重量,制造商不推荐连续使用。

2.化学去除:化学去除效率更高,节省人力成本与停机成本,通常一天内即可完成整机涂装去除,去除效果质量高,便于后期施工。对于复合材料,必须使用专用的复合材料涂装去除剂,从而防止普通通用去除剂对复合材料底漆和基材造成损害。

四、常见的三种整机涂装方案

根据涂装系统中的化学转化涂层、底漆和面漆的不同,飞机外部涂装系统目前主要包括高固态无铬涂装系统、BC/CC(基色漆 + 清漆)涂装系统以及SSS 涂装系统。

高固态无铬涂装系统

高固态无铬喷漆系统,主要采用不含铬的化学转化涂层和含挥发性有机物较少的不含铬底漆和聚氨酯面漆组成,高固体涂料具有环保性好、安全性高、遮蔽性强、干燥快和挥发性小等优点。

优点:

(1)该系统因固体颗粒含量高而防腐性能卓越,技术成熟稳定,主要由不含铬的化学转化涂层、低VOC 不含铬底漆及聚氨酯面漆组成。

(2)高固体涂料具有环保、安全、遮蔽力强、干燥快及低挥发性等诸多优点。

缺点:

(1)运行过程中色泽迅速降低。

(2)UV 辐射导致光泽和颜色快速老化。

(3)涂装附着力差,需提前翻新飞机外部漆层。

(4)多颜色喷涂方案给涂装周期和能力带来挑战。

(5)涂装重量过大,导致燃油消耗量增加。

(6)高昂的涂装成本,传统涂装为达到效果,涂装和停场时间长,给航空公司带来巨大损失。

2. BC/CC 涂装系统是 Basecoat+ Clearcoat(基色漆清漆系统)。

特点:主要由不含铬化学氧化涂层、底漆和Basecoat 加清漆面漆组成,其主要特征是:Basecoat 以色浆为主,相比传统基料,固化剂、稀释剂的成分大大减少,因而喷涂很薄的漆层就有很鲜艳和高覆盖的效果,通常,普通面漆需喷涂两遍,清漆则仅需一遍。Basecoat 喷涂后,需再覆以清漆作为保护层。此清漆高光效果卓越,兼具耐腐蚀性、持久性及抗污能力,且环保,薄漆层设计有助于减少油耗。

优点:

(1)根据机身颜色数量的的多少,整机涂装时间可减少 1~2 天。(2)喷涂效果色泽相对高固态更鲜艳,且耐久性持久。飞机油漆的色泽

一般可保持8~10 年,而高固态面漆的涂装间隔通常为5~6 年。(3)减轻涂料重量。由于该系统油漆遮盖力强,色漆用量相对较少,理

论上同样颜色可平均减少 20%~25% 的涂料重量。(4)因该系统最后一道工序为清漆喷涂,使得涂料耐腐蚀、耐油污和耐

紫外线的能力更强。飞机外表的清洁间隔也可相应加长,减少了清洁次数。

同样因有清漆使得飞机表面更光滑,减少了飞行时的摩擦阻力,节约了燃

油。(5)所有标识都在喷涂清漆下面,有利于标识的保护。

3.SSS 涂装系统

SSS 涂装系统又称可选择性剥离涂装系统:指飞机重新涂装时可以仅褪至中间层而不褪底漆的涂装系统。目前,在波音公司的各机型中,仅有787 飞机采纳了可选择性褪涂装的先进技术系统。787 飞机的蒙皮主要是复合材料而非铝质蒙皮,因此其涂装系统的组成也不同。该系统通过采用环保且温和的褪涂装剂,能够在保留底漆层的同时有效褪去面漆,从而确保复合材料及阳极化金属表面免受损害。该系统优点在于适用于非金属表面,无需对密封胶和底漆重新施工,缩短施工时间,降低成本等有点。

特点:在化学褪涂装时,有效保留底漆,避免对复合材料飞机基层造成破坏,节约维修时间。

五、漆层厚度的重要性

1.影响外观质量:涂装厚度过薄可能导致颜色不均匀、光泽度不足、表面粗糙等问题;过厚则可能产生流挂、气泡等表面缺陷。因此,合适的涂装厚度对于保证产品外观质量至关重要。

2.影响防腐性能:涂装层作为金属表面的重要保护层,其厚度的精准控制对防腐性能具有直接影响。过薄的漆膜可能无法有效阻隔水分、氧气等腐蚀介质,从而降低产品的使用寿命。

3.飞机涂装手册规定,如空客手册要求除特定区域如雷达罩、天线外,涂装后的涂层厚度应严格控制在 330 微米以内。这一要求不仅确保了涂层满足性能需求,如防腐、耐磨和抗粘附性,同时也符合施工规范,避免了因涂层过厚而引起的外观缺陷和附着力下降。经过对涂装技术数据表(TDS)的细致探究,我们明确认识到,每种涂装的施工工艺均对涂装厚度设定了具体且严格的要求。通过与相关涂装厂家的技术代表深入交流,我们总结出:喷涂不同厚度的各色涂装,会显著影响施工完成后的各项效果,包括遮盖力的强弱、表面光洁度的高低以及漆层的饱满程度。

4.成本控制方面,涂装厚度过大,不仅会增加原材料和能源的消耗量,而且还会直接导致生产成本的攀升。因此,制定合理的涂装厚度标准,对于企业在确保生产质量的同时,有效控制运营成本具有重要意义。

六、结束语

总结而言,伴随我国经济持续增长,航空器表面涂装作业的重要性不容小觑。航空工业从业者需不断优化涂装工艺流程,吸收并应用前沿技术,以确保涂装作业的顺畅进行,并进一步保障航空器的飞行安全。

参考文献:

[1]PPG CA8000TDS ;

[2]AIRBUS SRM51- 75- 12;PMS Chapter 01 - Processes

[3]浅析飞机整机喷漆工艺 [J] . 蔡克强 . 经济技术协作信息 . 2015,第011 期

[4]候兵团.简析飞机整机喷漆质量的影响条件[J].中国化工贸易,2018:218.