汽车涂装技术

《汽车涂装技术》是由美国肯塔基大学工程学院技术开发研究所、ANSYS FLUENT公司、Asahi Sunac公司合作编写。本书分为四部分，分别讲解涂装技术——经验方法、涂装技术——数值模拟和比例模型、涂装技术——可视化和表征、涂装技术——研究和教学综合的方法。本书主要讲解汽车涂装技术的新进展，适合从事汽车涂装技术研究的人员、汽车制造企业涂装技术人员以及汽车涂装专业的师生阅读。

序言
前言
第1章 介绍1
齐藤 孝三（Kozo Saito）
第I部分 涂装技术—经验方法
第2章 什么是雾化喷涂？4
户田纪三夫（Kimio Toda）
第II部分 涂装技术—数值模拟和比例模型
第3章 关于汽车旋杯喷涂过程的计算模型 38
亚拉伯罕 J·萨拉查（Abraham J·Salazar）
第4章 利用比例模型研究旋转雾化杯上的薄膜 76
维当斯 斯里尼瓦桑 亚拉伯罕 J·萨拉查 齐藤 孝三（Vedanth Srinivasan, Abraham J·Salazar and Kozo Saito）
第III部分 涂装技术—可视化和表征
第5章 汽车涂料喷雾表征及可视化94
尼尔森 K·阿卡弗耶（Nelson K?Akafuah）
第IV部分 涂装技术—研究和教学综合的方法
第6章 关于表面涂装技术的制造和培训的研究及进展128
齐藤 孝三 亚拉伯罕 J·萨拉查 肯·克里弗 埃里克·格鲁尔克（K·Saito, A·J·Salazar, K·Kreafle和E·Grulke）
参考文献

前    言肯塔基大学技术开发研究所（IR4TD）与企业保持着相互依存和可持续发展的伙伴关系。肯塔基大学为了更好地进行研究、教育和服务，努力探索一种新的、更好的方法，这个独特的协会就是一个很好的例子。
    为响应丰田公司的一个关于针对大部分以经验为基础的汽车喷涂技术领域寻找科学依据的要求，我们于1993年前后在肯塔基大学技术开发研究所开始了关于汽车涂料技术的一系列科学研究。关于具体研究的内容，户田纪三夫在他所写的章节中进行了阐述。在那时，我对汽车喷涂技术完全不熟悉，因为我的研究背景是尺度建模和燃烧。因此，我需要到新开的丰田乔治城工厂咨询问题：支持旋杯雾化喷涂的科学原理是什么？为什么有如此多的过喷漆雾产生？怎样收集这些过喷漆雾？为什么需要这样的大型喷漆室？漆膜厚度指的是什么？需要多少不同的涂层？原因是什么？所有这些对一个新手来说都是问题，但同时也帮助我们创建了一个科学研究的基准线。遵循现场现物原则，我经常带着这些疑问前往汽车厂去收集各种数据，并和工程师及操作人员进行讨论。然后在肯塔基大学进行简单的模型试验。在最初的三年里，我们一名研究生、一名企业进修工程师和作为学院研究员和组长的我组建了一个小的研究团队。
    1996年前后，亚伯拉罕·萨拉查加入了我们的团队推进研究工作，用他专业的CFD（计算流体动力学）对含有涂料颗粒的气流和各种汽车制造厂用于捕捉漆雾的典型传统湿式除漆系统的漆雾捕捉机理进行模型计算分析。定量估计相对效率、能源利用和现有的湿式除漆系统捕捉漆雾的流体动态特性是我们的首次突破。
    我们的下一个任务集中在如何提高湿式除漆器的性能上。这项任务需要新的思路，通过突破性思维（outside-the-box）和模式转变（paradigm shift）进行思考。我们从自然界得到启发，沙漠中的沙丘结构可能是用最少能耗捕捉涂料颗粒的最有效的方法。这种方法是在我们的团队与丰田和三一的工程师协同发明福提康（Vortecone）时提出来的。福提康（Vortecone）湿式除漆器能节能30%~50%，并且比其他市场上的同类产品有着更高的捕获能力。我们团队的成功取决于下列因素的组合：进行了捕获机理的基础研究，突破性思维（outside-the-box）的思考方式，模式的转变，以及丰田公司的持续稳定的财力支持。缺少上述任何一项因素，我都难以想象这项发明还能否成功。在这种情况下，盒子（box）是当前的技术壁垒，人类创新的思想结合工程原则就能突破这个壁垒。我们把关注视线从传统的漆雾捕捉机理转移到自然界中，根据自然现象得到了一个更有效的模型。
    这个初步取得的成功，引起了很多公司对我们汽车涂装研究的关注。1999 年肯塔基大学涂装技术联盟（PTC）正式成立。在接下来的一年中，我们发起了一年一度的涂装技术研讨会，主要有以下几个目的：①提供一个场所，便于行业工程师、政府机构监管人员和学术研究人员会面并讨论涂装研究成果和技术进展；②分享涂装工艺中存在的共同问题并寻找共赢的解决方案；③提供教学和培训的机会。在2005年前后，国际知名的汽车喷涂技术专家户田纪三夫，作为一名特殊的讲师加入了PTW，带来了他在丰田公司的三十二年经验。
    基于Toda-UK PTW的合作，我们举办了一个为期两天的汽车涂装技术的短期特别课程，整理了大量关于汽车喷涂技术的资料。这一课程激发了出版一本更全面的汽车涂装技术书籍的想法，最终，本书得以呈现。
    齐藤孝三