0  引言

汽车油漆色差是每个汽车厂家都会遇到一个令人头疼的问题，长期以来，色差的判断都是检验员用肉眼通过标准色板、油漆车身、外饰油漆件（以下简称油漆件）之间的颜色差异来进行比对，虽然可以判断是否存在色差，但是难以定量描述，每个人所看到的效果都不一样，所以，用人眼来判断带有一定的主观性和随机性，这给油漆车身、油漆件局部的色差调整及汽车整体色差控制带来了一定的局限性。本文重点研究了新车型在开发过程中如何控制汽车油漆色差的方法，通过引入“椭圆型颜色允差空间”的控制手段，保证人眼目视评估和仪器测量的一致性，更好地控制汽车整体色差。

1  颜色属性

色差是指油漆车身与油漆件及标准色板之间的颜色差异，具体表现为在汽车上油漆车身和保险杠、后视镜、门把手、扰流板等存在目视颜色不统一的情况。

国际照明委员会在1976年推荐的均匀色空间，其基于颜色的三属性建立，通过这个三维直角坐标系统可以用三个数字准确定义物体的颜色。可以通过Lab或LCH来表示.

2  色差产生原因

2.1 油漆车身和油漆件之间的色差

    油漆车身在汽车厂的涂装车间完成，基材为冷轧板、镀锌板等，主要工艺是前处理、电泳、机器人喷涂中涂、色漆、清漆，自动化程度高，车身仿形可以优化、调整，车身表面膜厚均匀，喷涂环境为密闭空间，车间温湿度、清洁度控制良好，且使用高温油漆，高温固化，而油漆件喷涂主要在外协件厂家完成，或者转包给专门喷涂厂家在完成，基材主要是塑料类材料，如PP、ABS等高分子材料，规模小，以手工喷涂为主，自动化程度较低，温湿度、清洁度控制不好，尤其是烘干设备，采用红外线烘烤加热，经常出现烘干不良的情况，导致尤其油漆外观、性能不良，另外由于油漆件基材是热敏性材质，所用的油漆材料为低温油漆，低温固化，因此，油漆车身和油漆件在喷涂设备、油漆材料、工艺条件等方面差异较大，极易导致油漆色差的出现。

2.2 油漆材料对色差的影响

只有控制油漆材料每个批次的色差，不超出标准色板的允差范围，才能保证油漆车身及油漆件的色差稳定，不产生偏差。特别对材料的△a、△b值，一般在现场很难通过施工参数的调整使其有较大改变。 另外，色漆材料的遮盖力对色差影响较大，尤其是工程遮盖力，遮盖异色中涂、密封胶以及打磨痕时，当不能完全遮盖底材时，油漆车身外观将产生漆膜发花，出现色差。

2.3  喷涂工艺参数对色差的影响

在批次油漆材料色差合格的情况下，喷涂参数的不同会产生色差 ，一般来说，喷涂方式及涂装环境因数对明度L的影响较大，如：雾化空气、车型空气流量增大，漆膜更干，漆膜会更亮，出漆量增大，漆膜厚度变大，漆膜更湿，漆膜会变暗。此外,喷涂参数的变化还会导致膜厚变化、金属粉和珠光粉排布方式的变化，从而影响到具体的色相。另外，在实际的施工过程中，由于施工缺陷，经常出现的漆膜的返修和返工，一般是从色漆工位进行返工，容易出现膜厚偏后，过度烘烤（变黄）的情况而引起的色差，以及由于返工打磨出现的打磨痕遮盖不良导致的色差问题。

2.4 喷涂设备对色差的影响

现代化汽车涂装车间都是混色生产，经常出现颜色切换喷涂，以及车型开发需要，淘汰老颜色，新颜色投罐的情况，改换颜色前，必须使用专门的清洗剂对相关喷涂设备、管道等进行充分冲洗，如果清洗不彻底，车身就会出现色差、发花等不良现象。另外，油漆在循环系统中循环时间过长，造成铝粉粉碎、沉淀、变质和颜料絮凝的情况，引起油漆颜色和效果的改变。这种变化对单色漆的影响比对金属漆的影响小。

3  汽车油漆色差控制

3.1 色差控制概述

目前，汽车厂基本上都是采用仪器测量与目视评估相结合的方法来控制油漆色差，与标准色板相比，要求油漆车身及油漆件的颜色无论是目视，还是仪器测量，都应该一致，满足颜色允差要求，不同在于仪器测量的控制方法不同，目前，采用最多的容差公式：△E=[(△L)²+(△a)²+(△b)²]^1/2，是以标准为中心，在四周绘出一个球体容差范围，进行色差控制。由于没有考虑颜色的色相和饱和度等因素，很容易出现目视评估和仪器测量结果不一致的情况，如仪器测量在允差范围之内，但是，目视评价存在色差。因此，通过引入“椭圆型颜色允差空间”的控制手段，保证人眼目视和仪器测量的一致性，更好地控制汽车整体色差。

新车型开发在车身及外饰A面冻结的时候，确定车型油漆颜色，一般在SOP前至少12个月，预留充分的时间进行新油漆开发、验证，油漆车身和油漆件的外观调试和颜色匹配。油漆管理部门负责制作、标定和认可标准色板，把认可过的标准色板分别提供给涂装车间、油漆厂家、油漆件厂家、质保部门等，相关厂家、部门按照标准色板分别控制油漆材料、油漆车身、油漆件的颜色稳定。为保证色漆的闪烁效果，标准色板必须与基准板颜色、闪烁效果、铝粉定向、颗粒大小等一致

3.2 仪器控制

研究表明，颜色视觉的可接受度是依据椭圆型空间，而非球型空间，基于“椭圆型颜色允差空间”，有以下重要规律：①色相的视觉允差要小于饱和度的允差；②有彩度的颜色的视觉允差要远大于浅色或中性色；③每种颜色允差可接受度都不相同，如绿色的允差要大于深蓝色；④饱和度和色相相同时，明亮高的要比亮度低的颜色，视觉可接受的允差值要大；⑤随着光线照射、观察角度的变化，由于铝粉排列，金属漆上突出、具有曲率的部分会产生亮、暗的跳跃变幻，对色差有很大影响。

综上研究成果，汽车油漆色差按照“椭圆型颜色允差空间”进行控制，综合观察角度、颜色明暗度、色相、饱和度等影响因素，保证人眼观察和仪器测量结果的一致性。参照德国工业标准DIN6175-2进行色差控制，△Ep表示总色差，由仪器测量的△L^*、△a^*、△b^*、△C^*、△H^*值综合计算得出，值越小，代表颜色差异越小。分为无彩色和彩色的两种情况，分别进行计算，如下：①当标准颜色的饱和度C<10；②当标准颜色的饱和度c>10并且L<27，以及c>18并且L>27，，上述两种情况△Ep值的计算公式复杂，均可以通过色差仪（如爱色丽MA68-ⅱ型色差仪 ）自动读出，在色差测定的时候，进入仪器普通菜单，进行标准设定，选择标准代号DIN 6175-2，仪器自动识别出无彩色和彩色，按照不同的计算公式，给出色差值。

单色漆颜料排列均匀、致密，其各角度反射光均匀，所以，单色漆只计算45°角反射光；金属漆等效果涂料中金属铝粉排列有定向性，各角度值均不同，差异较大，所以至少计算25°、45°和75°3个角度的反射光。通过大量验证人眼视觉评估和仪器测量结果的一致性，得到以下常见油漆颜色的颜色允差，按照这个允差进行色差控制，可以很好保证仪器测量和人眼目视的一致性。允差1（DEp）：油漆车身与油漆件之间的容差范围，适用于整车油漆色差测量评判；容差2（DEp）：油漆车身及油漆件与标准色板之间容差范围，适用于零部件过程质量控制测量评判。油漆车身和油漆件涂装工艺调试时要严格按照标准色板进行，满足下表中颜色允差要求要求。

表1 常见颜色允差要求

3.3 目视评估

参加油漆颜色目视评估的人员，必须经过全面的专业培训，测评合格，并经过汽车厂油漆管理部门的认证，具备评审资质才能开展目视评估。

一般目视评估步骤，如下：①评价时间：上午10点～下午2点(户外评估)：评价地点：户外（阳光直射区域）或具有标准光源的AUDIT房间；②退后一步，环绕整车，排查任何可能有颜色差异的油漆件；③评估油漆车身和油漆件的颜色一致性；④如发现颜色差异的零件，则需要和标准色板比对差异；⑤如第一时间目视颜色无差异，则无需同标准色板比对。

目视评估注意事项，如下：①和标准色板目视比对时，必须保持在同一平面；②为了避免眼睛疲劳的问题，在看了强烈的色彩之后不要立即看淡色或补色；③在对明亮的饱和色进行比色时，如不能立刻做出判定，评估者应在旁边的中性灰色上看上几秒钟之后再进行比较。

颜色目视评估人员必须有评审资质，需具备：①评审员必须通过色盲测试，合格；②至少有5年汽车涂装相关知识或者色彩管理工作经验；③通过法恩斯沃斯‧孟塞尔（Farnsworth-Munsell）的FM100视觉测试，测试得分≤16，软件评级达到优秀级别，并且汽车厂油漆管理部门每年定期组织颜色目视评估人员开展色差专业培训，并进行FM100视觉测试，记录测试成绩和评级，保证评估人员的色差评价的资格。

FM100视觉测试图谱由85个相同明度值、饱和度值的色棋组成，只是色相不同，按照颜色由浅到深进行排列，排列完成后，和色棋背面的顺序号进行对照，出错越少越好，结果判定: 优秀0～16；一般16～100；较差100以上。

由于目视评估会受到光线、评估人员、零件形状、周围环境等因素的影响，用人眼来目视评估带有一定的主观性和随机性，所以，必须目视评估和仪器测量相结合来控制油漆色差，才能取得良好效果。

3.4 油漆材料颜色控制

    如果油漆材料与标准色板之间存在较大色差，很难在涂装线上生产出符合客户要求的产品，喷涂方式和涂装工艺只能对油漆色相进行微调，因此，油漆本身的颜色才是最为关键的因素。只有控制油漆材料每个批次的色差，不超出标准色板的允差范围，才能保证油漆车身和油漆件的颜色稳定。每批次供货的油漆材料通过供应商出厂自检及汽车厂油漆试验室验收试验，加大对油漆原材料色差进行监控：厂家提供小样，油漆试验室模仿在线喷涂方式对其进行喷板和色差测量，确保批次间原材料的颜色稳定性，不合格品拒绝上线使用。

3.5 喷涂工艺条件固化与控制

喷涂工艺调试时，先外接压力罐喷涂贴板调整膜厚，达到规定膜厚，通过添加色浆、控制干湿比等调整颜色，颜色稳定后，根据贴板车获取的喷涂参数为准，在循环系统条件下进行喷涂，试喷结束后测量膜厚、鲜映性、长短波，同时记录试喷过程参数，施工电压、旋杯转速、流量等，试喷结束后开展返工、点补验证，以及开展与现有中涂的配套验证，通过外观评审后，固化喷涂工艺参数。生产过程中加大过程比对，定期对生产出来的样件与标准板进行测量、比对，出现问题立即调整。

3.6 检测仪器及设置统一

每年都应对色差仪进行校准一次，标准校正板要保证其板面干燥、清洁。测量的时候，保证被测件表面洁净、无污染，样品应该完全遮住色差仪的测量孔，样件的半径大于测量孔直径的十倍，并执行最新有效版本标准色板，执行统一的色差许可范围，汽车厂和油漆件厂家尽量采用同种厂家、型号的色差仪，色差仪内部设置应该统一，采用的色差控制标准，如DIN6175-2。

4  结语

汽车油漆色差产生的最大原因就是油漆车身和油漆件在油漆材料、喷涂地点、喷涂设备、涂装工艺等巨大差异导致的，随着珠光漆、两道色漆、水晶漆等特殊效果油漆的应用比例越来越大，汽车油漆色差控制的难度也会随着增大，所以，只有严格按照以下措施进行色差控制，才能生产出让用户满意的汽车产品。

(1) 色差判断标准的数据化制定，按照先进的“椭圆型颜色允差空间△Ep”进行控制，并制定合理的各颜色△Ep允差，单色漆按照1个角度进行控制，金属漆按照至少3个角度进行控制，并尽量统一汽车厂和油漆件厂家采用同种厂家、型号的色差仪，色差仪内部统一设置，采用相同的测量标准。

(2) 油漆颜色目视评估人员必须通过汽车厂油漆管理部门的认可，具备资质后才可以进行目视评估，并且需每年定期组织色差专业培训，进行FM100视觉测试，记录测试成绩和评级，保证评估人员的色差评价的资格。

(3)新车型开发的时候，在SOP前至少12个月确定车型油漆颜色，预留充分的时间进行油漆车身和油漆件之间的颜色匹配，要充分验证油漆遮盖力和漆膜膜厚的对应关系，不仅验证试验室黑白格法，还要在线验证工程遮盖力，遮盖打磨痕、密封胶的情况，保证能够完全遮住底材。

(4) 油漆原材料的颜色控制，保证各油漆厂家批次间材料的颜色稳定性，把好质量关口，对不合格产品绝不流入生产线使用。

(5) 设备、工艺参数方面固化和控制，新颜色批量生产稳定后尽量避免参数改动，保证现场施工工艺参数的稳定性。

 详情见《现代涂料与涂装》2017年第6期