新型飛機(jī)涂層技術(shù)雖然可以改善機(jī)體外部氣動性能，提升飛機(jī)在生產(chǎn)或運(yùn)營中的效率，但同時(shí)也面臨著很多挑戰(zhàn)，如缺乏相應(yīng)的測試驗(yàn)證方法以及一旦投入運(yùn)營后的退漆工藝等仍需進(jìn)一步研發(fā)。

    通常，飛機(jī)機(jī)體上最引人注目的是飛機(jī)的外觀，所以大家都在強(qiáng)調(diào)飛機(jī)的噴涂工作，很少有人考慮到可增強(qiáng)其應(yīng)用和耐久性的復(fù)雜涂層化學(xué)物質(zhì)或相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)。

    飛機(jī)表面的涂層面臨的環(huán)境非常復(fù)雜，有時(shí)是在極高的環(huán)境溫度下，嚴(yán)重地威脅著環(huán)氧樹脂和聚氨酯聚合物的完整性；而有時(shí)卻是在極低的溫度下，甚至達(dá)到零下60℉，極易引起機(jī)體的膨脹和收縮；而有時(shí)是在高空，紫外線足夠強(qiáng)烈的環(huán)境中還會使傳統(tǒng)噴漆的化學(xué)鍵遭受破壞；在清潔或除冰過程中涂層還要與各類清潔液體接觸，甚至?xí)l(fā)生反應(yīng)。因此，為了防止以上因素、天氣情況以及飛機(jī)機(jī)體材料自身弱點(diǎn)等對涂層性能的影響，涂層制造商必須謹(jǐn)慎選擇樹脂和添加劑以對付各類應(yīng)力的影響。

    盡管飛機(jī)涂層的基礎(chǔ)要求已包括靈活性、耐流體性（如抗潮、防浸濕、500米/秒的風(fēng)速）和耐久性，但飛機(jī)制造商和航空公司仍在持續(xù)研發(fā)航空涂料應(yīng)該具備的一些新特點(diǎn)。例如，航空涂料應(yīng)該滿足新的環(huán)保規(guī)章、固化時(shí)間更快或者有助于延長重新噴涂間隔等。PPG公司認(rèn)為，制造商在設(shè)計(jì)新飛機(jī)時(shí)會以提升飛機(jī)生產(chǎn)和運(yùn)營效率為目標(biāo)，事實(shí)上涂層或者新的噴涂技術(shù)就有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

    氣動性能

    在燃油價(jià)格較高時(shí)期，飛機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于提高燃油效率。然而，今年燃油價(jià)格偏低，所以當(dāng)前熱點(diǎn)的涂層技術(shù)主要是圍繞著提升飛機(jī)的氣動性能。例如，阿克蘇？諾貝爾公司（AkzoNobel）公司正在與一些高校和OEM合作開發(fā)一些能夠提升飛機(jī)性能的涂層技術(shù)，包括可以減少阻力的結(jié)構(gòu)化涂層以及低密度涂層。

    最著名的噴涂技術(shù)當(dāng)屬空客公司采用微工程學(xué)、小齒狀表面原理研制的鯊魚皮噴涂技術(shù)，這一研究是將類似鯊魚皮的肋條結(jié)構(gòu)應(yīng)用于涂料中，這種肋條結(jié)構(gòu)改變飛機(jī)表面的流體運(yùn)動狀態(tài)，抑制和延遲湍流的發(fā)生，減少飛行阻力，從而減少1%~2%的燃油消耗。目前該項(xiàng)技術(shù)仍處于測試階段，有望于2017年正式投入市場。但是該技術(shù)無疑會給噴涂工廠帶來一些大的挑戰(zhàn)，如需要開發(fā)相應(yīng)的退漆技術(shù)以及申請相應(yīng)工藝的補(bǔ)充型號合格證。而且使用肋條結(jié)構(gòu)的涂層后，機(jī)體表面會比采用傳統(tǒng)涂層粗糙，因此如何保持粗糙表面的清潔度也很關(guān)鍵，因?yàn)槲酃竿瑯右矔绊戯w機(jī)的空氣動力特性。

    條紋和logo 標(biāo)識的噴涂是噴漆流程的最后一步。

    在某些方面，飛機(jī)的噴涂像房子的粉刷裝飾一樣需要被噴涂多層以確保涂層牢固。現(xiàn)在，這一趨勢也在發(fā)生變化。隨著底漆—清漆系統(tǒng)（basecoat-clearcoat systems）的出現(xiàn)，僅需要單一顏色的基礎(chǔ)涂層，然后再涂一層清漆即可。底漆-清漆系統(tǒng)不僅有利于改善光澤度、色澤穩(wěn)定性，而且可以使涂層的使用壽命更長、重量更輕以及晾干時(shí)間縮短，如AkzoNobel公司的Aerodur/Aerobase產(chǎn)品就屬于這類產(chǎn)品，其壽命是傳統(tǒng)航空涂料的2倍；再如PPG公司的Aerocron產(chǎn)品比單層涂料輕30%，也就是說整架飛機(jī)使用這種涂層后重量可減輕1000磅——相當(dāng)于一架鋼琴的重量。

    底漆-清漆系統(tǒng)的優(yōu)勢恰好與航空公司希望通過光鮮的飛機(jī)機(jī)體色彩等提升品牌價(jià)值的想法以及OEM希望通過持續(xù)縮短涂層晾干時(shí)間而提升生產(chǎn)速率的目的相契合，因此底漆-清漆系統(tǒng)的特性必將成為涂層行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

    另外，由于制造商和其他企業(yè)越來越重視環(huán)保，強(qiáng)烈要求減少鉻含量。鉻，尤其六價(jià)鉻長期以來都被用于防腐蝕，但是其致癌性對噴涂工人和環(huán)境產(chǎn)生很大威脅。PPG公司認(rèn)為，無鉻涂層產(chǎn)品正在加速研發(fā)，但其抗腐蝕性還需要進(jìn)一步評估。

    新加坡航空公司的一架空客A350 新飛機(jī)正在進(jìn)行公司LOGO 噴涂。

    附著力、柔韌性和保護(hù)性是涂層的關(guān)鍵屬性，AkzoNobel正在大力投資無鉻涂層。但該公司聲稱其提供的無鉻涂層的關(guān)鍵性能指標(biāo)將比含鉻產(chǎn)品更好。該公司認(rèn)為，產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵是確定可以準(zhǔn)確測試產(chǎn)品性能的方法，這也是無鉻涂層產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用進(jìn)程延緩的關(guān)鍵所在。例如，涂層的壽命要長達(dá)10年，對涂層壽命進(jìn)行測試就是個(gè)難題?？傊?，新產(chǎn)品的測試是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，測試過程中任何一個(gè)小的問題都會引起狀況的變化，進(jìn)而導(dǎo)致測試必須重新開始。

    退漆

    雖然上述涂層性能的改進(jìn)深受航空公司歡迎，但對于提供噴漆、退漆服務(wù)的維修工廠來說并不一定受歡迎。美國Dean Baldwin 噴涂公司指出，原來一架飛機(jī)的平均噴涂間隔時(shí)間為4~6年，而現(xiàn)在已經(jīng)增至6~8年，如果新涂層可以持續(xù)使用8~10年的話，則會嚴(yán)重影響噴涂企業(yè)的業(yè)務(wù)量。

    當(dāng)然，過去十年航空公司不斷合并為其帶來了很大的噴涂業(yè)務(wù)量。例如，美國航空公司（American Airlines）和全美航空公司（US Airways）已將飛機(jī)送入了其噴涂工廠以盡快更新飛機(jī)外觀。

    一旦飛機(jī)進(jìn)入機(jī)庫，噴涂前需開展很多檢查和其他維修工作，當(dāng)然飛機(jī)表面也需要準(zhǔn)備就緒，這意味著退漆劑在退漆過程中至少需要使用兩次。有時(shí)，航空公司為了飛機(jī)能快速返回運(yùn)營會選擇簡單地用沙拋光和噴漆。但是，在進(jìn)行退漆時(shí)，如果使用了底漆-清漆等新系統(tǒng)會使工作變復(fù)雜，因?yàn)榈灼?mdash;清漆系統(tǒng)和新無鉻涂層具有更好的耐久性，所以退漆時(shí)間會更長。因此，在開發(fā)耐久性好的涂層時(shí)還需要開發(fā)出更好的退漆劑以保證不延長退漆時(shí)間。

    OEM 希望使用環(huán)保、無鉻的涂層進(jìn)行噴漆。

    AkzoNobel公司認(rèn)為，在新環(huán)保法規(guī)下退漆工作更加困難。因此AkzoNobel公司呼吁在此領(lǐng)域開展更多研究和合作，以使退漆技術(shù)趕上底漆-清漆系統(tǒng)等涂層技術(shù)的發(fā)展速度。

    值得一提的是，幾年前漢莎技術(shù)（Lufthansa Technik）曾測試過激光退漆技術(shù)，但是后來被放棄了，原因是此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用對于維修企業(yè)來說太過昂貴。相反，廉價(jià)的化學(xué)退漆技術(shù)仍在使用。

    涂料烘干

    飛機(jī)在經(jīng)歷退漆后，飛機(jī)機(jī)翼、發(fā)動機(jī)以及復(fù)合材料區(qū)域在噴砂前需進(jìn)行遮蓋。然后進(jìn)行電動研磨清洗，再采用底漆噴涂覆蓋，隨后使用基礎(chǔ)顏色，最后是噴涂包括條紋和標(biāo)識、維修和緊急通告、注冊號和門帶等。噴涂的周轉(zhuǎn)時(shí)間和價(jià)格是噴涂企業(yè)考慮的關(guān)鍵因素。在噴涂工程競標(biāo)中，一個(gè)合同項(xiàng)目存在5~7個(gè)競標(biāo)者的現(xiàn)象屢見不鮮。

    由于噴涂周轉(zhuǎn)時(shí)間受噴漆固化時(shí)間影響較大，所以涂層制造商在加速噴漆固化方面也進(jìn)行了相當(dāng)多的研究。例如，底漆—清漆系統(tǒng)中結(jié)合了速干面漆。此項(xiàng)技術(shù)使飛機(jī)OEM和維修企業(yè)都非常受益。此外，維修企業(yè)還利用加熱機(jī)庫加速涂層固化速度。

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責(zé)任編輯：王元

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