從樹立列車的骨架到火車出庫為止,一切都由現代樂鐵昌原工廠負責。現代樂鐵與其他合作廠商所設計製作各部分集結成的車體過程在上一篇文章已向大家介紹,今天現代樂鐵部落格要跟大家介紹如何將車體換上帥氣的衣服-塗裝,原本粗糙的灰色車身要經過怎樣的過程才能換上帥氣的衣服發光呢?現在就一起來看看吧!
具有設計、隔音及保護功能的塗裝
上下底部和前後部分均以熔接的方式完成的車體再裝入座椅、電氣設備等內外部構件的「內外裝」作業前,需先將車輛外部進行塗裝的程序。塗裝的主要目的是展現列車的個性和讓乘客感受到列車的美,不過除此之外還能減少噪音、車輛腐蝕以及氧化等多樣的功能。主要是在易腐蝕和氧化的鋁或鋼鐵車體上做整體的塗裝,不鏽鋼車輛做部分的塗裝或是貼上帶狀膠捲。
▲現代樂鐵昌原工廠塗裝工廠全景
塗裝大致可分為液體塗裝和粉狀塗裝,粉狀塗裝是將粉狀油漆黏貼在要塗裝的表面後,放入窯中加熱至180~220°C,持續15~30分鐘,使其吸附的塗裝方法。此方法能夠將表面塗裝均勻,且塗料堅硬不易脫落,但由於烘乾爐的大小有限,所以巨型的產品無法用此方法塗裝。公車、大型卡車及鐵路車輛等大型產品,主要使用液體塗裝,將液體狀態的油漆與稀釋劑混合後,用毛筆、滾珠、空氣刷子、空氣噴霧等工具來塗裝。
為了讓塗裝更不易脫落,反覆「塗刷和打磨」
在車體工廠焊接的車體被放置在臨時轉向架上,沿著工廠內設置的鐵軌移至塗裝工廠。車體塗裝大致可分成五個階段,第一間段為「Short Blast」。組裝完畢的車體會因焊接液或油等產生污染,了去除這些污染用10bar以上的氣壓噴射出極小的粒子「Short Ball」在車身表面上。此程序叫做「Short Blast」,Short Blast不僅可以去除異物值,並使車體表面生成細微刮痕,讓塗裝更能吸附在材質表面上,多虧此程序,能夠確保塗裝系統在長時間沒有脫落的問題。
完成Short Blast的車體在塗裝前,為了遮擋金屬顏色及提高油漆的黏著力,會先塗上薄薄的底漆再進行凝固的「基礎塗裝」作業。
此底漆塗裝作業在車體材質上使用優秀附著性能產品,可確保整體塗裝系統的耐用程度。若塗上去的底漆乾了,就會進行「補土(Putty)」作業將凹凸不平的表面填補平。
▲(左圖)為補土作業前的模樣,(右圖)經過多次補土作業,表面能感受到細小顆粒感
補土作業由工程師親自觀察凹凸的車體表面手工進行,此作業進行時,凹凸不平的表面會漸漸變光滑。為了確保外觀完美,補土作業一般塗上4~5次才完成。最後再對完成補土的表面進行打磨的工作,就能完成像右圖一樣擁有微小粒子感的表面。
工程師與機器人協力完成的高品質塗裝
▲完成Surfacer Coating後正在烘乾的車體樣貌
完成補土程序的車體接下來會進行「Surfacer Coating」,Surfacer Coating能填補補土作業時所產生的細微氣孔,讓最後進行的「Top Coating」階段具有更好的黏著效果。在Surfacer Coating完全乾了之後,再做最後的打磨,達到客戶所要求的平滑水準。現代樂鐵在這全部的過程中,都會進行「QC(Quality Control)」過程,仔細地檢查個部位的平滑度,降低不良率、維持品質。
▲圖為將進行Top Coating的車體,兩側穿著黃色衣服的是能夠自動進行圖漆的7軸機器人
接著來到車輛正式上色的階段。照片為正在準備塗色的電聯車,首先由塗裝工廠內設置的7軸機器人進行上色,以前所有的塗裝作業都是由人工來進行,因此常有塗裝不均勻或是黏附上作業時產生的灰塵或其他異物而需要再重新作業。不過從2018年8月起開始導入機器人塗裝系統,塗裝的不良率大幅降低,生產性和品質提高,同時生產成本降遞了30%。
▲完成塗裝後將車輛移動到乾燥區,以遠紅外線加熱烘乾
▲完成基本上色的後,將以人工方式塗上黑色的帶子的EMU-520車體
完全上完基本底色的車輛會移動到烘乾廠,以遠紅外線乾燥機進行烘乾作業,充分加熱烘乾後的車輛會再用冷風機降溫。上圖為進行基本上色且烘乾完成的EMU-250車輛。完成烘乾作業的車體會再依據設計圖以人工的方式塗上黑色的帶子,不過在塗刷這部分之前,當然仍需要另外進行打磨,以提高塗料的附著力。
為了作業者的安全及噪音防範的頂部、底部塗裝
到了此階段,大部分的塗裝作業已差不多結束,不過如同「直到結束前並還沒有結束這句話」一樣,不太容易被注意到的列車上部和底部也需要塗裝。為了工程師的安全,在車輛頂部需另外漆上特殊的塗料,這是因為車輛頂部有安裝空調和其他多種設備,工程師之後需要進行清理或維修時會有需要爬上屋頂的情況,若屋頂太滑,工程師有可能滑落,因此在車頂必須塗上防滑的塗料。
▲在裝置空調的車頂進行塗膜作業來防滑
在車頂上塗上第一層防滑的塗料後,撒上細沙,在凝固的狀態下圖上第二層防滑塗料使其凝固,對一般人而言較為陌生的此作業程序叫做「塗膜」。在塗膜作業結束後,車頂表面會產生小小的凹凸塊,不只能讓工程是能夠更安全地作業,且因車頂加上厚厚的塗料,能夠減小外部音量進入,達到防止噪音的效果。
▲結束塗膜程序的車輛模樣
▲不鏽鋼車輛由於底部也以鋼製成,因此也得圖上防腐蝕和防噪音的塗料
Top Coating和車頂塗膜作業完成後會將其放上升降機進行塗裝作業。底部進行上色後,為了減少從底部傳上來的噪音,會再塗上防音塗料,而車輛內部也會再塗抹相同的防音塗料來結束此作業。不進行單獨上色的不鏽鋼車輛也必經剛剛介紹的車頂和車底的特殊塗裝作業。
▲圖為防止在塗裝作業時防止有害物質流出的大氣汙染防止設施
大家是否會擔心塗裝用的塗料等化學物質會對我們的環境有所影響?現代樂鐵昌原工廠裡設置了防止大氣污染的設備,且為了防止用塗裝的多種化學物質從工廠內部流出,徹底地過濾,努力營造安全的環境。
▲經過塗裝作業表面十分光滑的EMU-250,圖為在工廠試運轉中的EMU-250
我們經常看到的彩色高速鐵路車輛就經過如此複雜的過程完成的,從作業指南來看,一臺車輛的車體經過所有的塗裝程序約需花26天的時間。接著完成塗裝的車輛將進行「內外裝」程序,再與車輛移動的中心轉向架結合後進行安全性檢查再出庫,現在車輛製造已進行超過一半,再請大家多多關注接下來的系列文章!