一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法

摘要

本发明提出了一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，在飞机制造行业建立外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，以保证飞机外观漆料涂层从涂层开发、工厂来料验收、飞机喷涂到顾客接收的全生命周期内，能应用标准化的数字化手段对漆料涂层颜色进行质量控制及测量评价。

说明书

技术领域

本发明属于航空航天检验检测技术领域，具体地说，涉及一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法。

背景技术

对产品来说，颜色是人们对该产品的直观感受之一，影响着顾客对产品质量的第一印象，决定消费者购买该产品意愿。当产品的功能性得到实现后，客户对产品的质量稳定性的要求越来越高，消费者会通过产品的外部感受，揣测产品的内在品质。对于产品的生产过程来说，颜色的色差是产品内在品质的外在表现，当涂料的成份或涂装的工艺过程发生改变时，产品的颜色或外观也会产生直观的变化，故对外观和颜色的控制管理，有助于提升产品的感知质量，进而提升产品的整体质量。

因此，产品颜色的判定，对于现代化生产上来说是非常重要的一项工作和指标。在汽车制造行业，目前颜色判定主要方法是通过人眼目视评判和仪器测量用数据进行评判两种方式。

在飞机制造行业，对于飞机外观漆料涂层的颜色评价仍旧以目视检查为主，但颜色感知是主观的，受年龄、性别、情绪、环境光线、背景等的影响。颜色随着环境的光线而变化，随着背景的颜色和亮暗而变化是人眼主观判断不准确，如受年龄、性别、心情影响。

随着科学技术发展，数字化技术在飞机制造行业得到了广泛应用，对于飞机外观漆料颜色评价来说，如何通建立外观漆料涂层颜色的质量控制及数字化评价方法，成为当前需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的以上问题，提出了一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，在飞机制造行业建立外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，以保证飞机外观漆料涂层从涂层开发、工厂来料验收、飞机喷涂到顾客接收的全生命周期内，能应用标准化的数字化手段对漆料涂层颜色进行质量控制及测量评价。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，划分阶段对飞机外观漆料涂层进行全生命周期的控制和评价；具体划分的阶段依次包括漆料涂层开发阶段、工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段；

在所述漆料涂层开发阶段，包括以下步骤操作：

步骤1：涂料样本制作；

步骤2：确定涂料样本接受度；

步骤3：在可接受的涂料样本基础上建立用于测量基准值的评价指标；

步骤4：根据建立的评价指标，采用数字化测量的方式测量出漆料涂层在评价指标下的实际值，并针对评价指标确定相应的允差值；

步骤5：以确定的实际值和允差值作为基准值，来作为对漆料涂层开发阶段的颜色质量控制及评价的标准，并延续使用到工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段；

在所述工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段，使用漆料涂层开发阶段获得的基准值作为验收依据。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤1的具体操作为：制备喷涂试片，在喷涂试片上喷涂漆料涂层，等待完全干燥后制得涂料样本；

所述的喷涂试片，材料选择铝合金或碳纤维复合材料材料，以模拟飞机外表面蒙皮材料；

所述的喷涂试片，长宽尺寸选择100*50mm，厚度尺寸与飞机常用外蒙皮厚度一致，以模拟飞机外表面蒙皮；

所述的喷涂试片，在喷涂前满足表面粗糙度不低于Ra3.2，表面无缺陷；所述缺陷包括表面划伤、表面碰伤；

所述的喷涂试片，结构形式与飞机蒙皮结构一致；

在喷涂试片上喷涂漆料涂层时，喷涂的漆料涂层结构形式与飞机外表面蒙皮涂层结构保持一致，都包括底漆和面漆两层结构。

为了更好地实现本发明，进一步地，与与飞机蒙皮结构一致的所述喷涂试片，具体包括两种结构形式：

结构形式1#：喷涂试片上无附加属性；

结构形式2#：喷涂试片上均匀分布有不少于2颗铆钉，铆钉间距为30至50mm，铆钉齐平度要求≤0.05mm。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤2的具体操作为：建立多方参与的目视检查，通过目视检查确定涂料样本的接受度；多方至少包括漆料开发商、喷涂过程质量控制人员、最终顾客代表三方；在目视检查过程中，遵循以下操作：

所述的目视检查，在统一的光源环境下进行，且观察时不受外界光学条件影响；

所述的目视检查，参与目视检查的人员须通过颜色评价考核，证明具有符合要求的辨色能力，以保证目视检查结果可信；

所述的目视检查，在检查过程中，需要尽可能让光源垂直照射到喷涂试片表面，并以45°视线进行观察；

所述的目视检查，在目视检查时参与目视检查的人员之间采取“背对背”方式分别独立打分，避免相互影响对评价结果带来的偏差；

所述的目视检查，当满足所有目视检查人员的判定结果一致时，认为所开发的漆料颜色是可接受的；当结果不一致时，应检查喷涂试验设计过程、光照环境、人员辨色能力环节，查找产生偏差的原因，并重新进行目视检查。

为了更好地实现本发明，进一步地，对参与目视检查的人员进行的颜色评价考核采用孟塞尔色棋测评，并选择得分≤16分的人员作为具有符合要求的辨色能力的人员。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述统一的光源环境选用D65光源。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤3中，建立建立评价指标的具体操作为：

步骤3.1：选取色差、光泽度和同色异谱指数三个参数来作为综合表征飞机外表面喷漆后的表面颜色水平的指标；

步骤3.2：基于CIE1976Lab色坐标系统，通过测量色温的基准值和色温的实测值，采用色温的基准值和色温的实测值之间的空间坐标差异来构建色差指标；

步骤3.3：设定光泽度指标，根据光泽度的不同设置光泽度区分值，根据光泽度区分值将漆料涂层分为高光泽漆料、中光泽漆料和低光泽漆料三种类型，对于高光泽漆料选取的光源入射角度大于或等于中光泽漆料和低光泽漆料的光源入射角度；

步骤3.4：构建同色异谱指数指标，选用不同的光源对同一漆料涂层进行照射，测量漆料涂层的光谱反射能力；所述不同的光源包括色温在6500±150K的D65光源和色温在2856±150K的A光源；

在漆料涂层开发阶段、工厂来料验收阶段采用色差指标、光泽度指标和同色异谱指数指标结合的方式对漆料涂层的质量进行评价；在飞机喷涂阶段和顾客接收阶段采用色差指标、光泽度指标结合的方式对漆料涂层的质量进行评价。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤3.2中具体计算色差的公式为：

式中：

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤3.4中，对于光谱反射能力的计算的公式为：

其中：

式中：

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤4的具体操作为：采用数字化测量仪器将开发出来的漆料颜色进行数字化参数的表达，并作为实际值，然后结合允差值得到最终的基准值；所述实际值包括色差基准值和光泽度。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述漆料分为底漆、面漆和功能漆；所述底漆和面漆为实色漆，所述功能漆为添加了金属填料的实色漆；

对色差基准值的数字化测量即为将实色漆和/或功能漆对应的在表示D65光源下漆料涂层的基准值

为了更好地实现本发明，进一步地，所述允差值包含色差、光泽度、同色异谱指数三部分，具体包括色差

对于色差

对于差值

对于差值

对于差值

且存在以下关系式：

式中：k

对于光泽度G的允差值，根据划分的高光泽漆料、中光泽漆料和低光泽漆料三种类型进行区分设置：对于低光泽漆料的允差值设置上限值

对于同色异谱指数

为了更好地实现本发明，进一步地，所述上限值

为了更好地实现本发明，进一步地，对于实色漆，即底漆和面漆：

上限值

上限值

上限值

上限值

对于功能漆：

上限值

上限值

上限值

上限值

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤3.3中，对于高光泽漆料，采用60°/85°作为入射角度；对于中光泽漆料和低光泽漆料，采用20°/60°作为入射角度。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

本发明提出了一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，建立了全生命周期统一规范且客观的体系来对颜色质量进行保障。通过上述方法来保证飞机外观漆料涂层从涂层开发、工厂来料验收、飞机喷涂到顾客接收的全生命周期内，能应用标准化的数字化手段对漆料涂层颜色进行质量控制及测量评价。

附图说明

图1为本发明飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出了一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，划分阶段对飞机外观漆料涂层进行全生命周期的控制和评价；具体划分的阶段依次包括漆料涂层开发阶段、工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段；

在所述漆料涂层开发阶段，如图1所示，包括以下步骤操作：

步骤1：涂料样本制作；

步骤2：确定涂料样本接受度；

步骤3：在可接受的涂料样本基础上建立用于测量基准值的评价指标；

步骤4：根据建立的评价指标，采用数字化测量的方式测量出漆料涂层在评价指标下的实际值，并针对评价指标确定相应的允差值；

步骤5：以确定的实际值和允差值作为基准值，来作为对漆料涂层开发阶段的颜色质量控制及评价的标准，并延续使用到工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段；

在所述工厂来料验收阶段、飞机喷涂阶段和顾客接收阶段，使用漆料涂层开发阶段获得的基准值作为验收依据。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图1所示：

一种飞机外观漆料涂层颜色质量控制及评价方法，主要应用于飞机漆料涂层开发、工厂来料验收、飞机喷涂以及顾客接收阶段。

在漆料涂层开发阶段，当一种新的飞机外观漆料开发出来后，首先应进行涂料样本制作，并通过确定涂料样本接受度判断喷漆后颜色是否可接受，在可接受的条件下确定表面颜色的评价指标，然后通过数字化测量方式测量出评价指标的实际值，并针对评价指标确定允差值，以此作为基准传递至飞机制造供应链作为质量控制及测量评价的统一标准。

在工厂来料验收、飞机喷涂及顾客接收阶段，均使用基准值作为产品外观颜色检测的验收依据。

所述涂料样本制作具有以下特点：

所述的涂料样本制作，是以制备喷涂试片的方式完成。

所述的喷涂试片，材料选择铝合金或碳纤维复合材料材料，以模拟飞机外表面蒙皮材料。

所述的喷涂试片，长宽尺寸选择100*50mm（可选地，可根据实际需求进行放大），厚度尺寸与飞机常用外蒙皮厚度一致，以模拟飞机外表面蒙皮。

所述的喷涂试片，在喷涂前应满足表面粗糙度不低于Ra3.2,表面无划伤、碰伤等表面缺陷。

所述的喷涂试片，结构形式与飞机蒙皮结构一致。具体地，可选择1#、2#两种结构：1#结构的喷涂试片上无其它附加属性；2#结构的喷涂试片上应均匀分布有不少于2颗铆钉，铆钉间距为30至50mm,铆钉齐平度要求≤0.05mm。

所述的喷涂试片，漆料涂层结构应与飞机外表面蒙皮涂层结构保持一致。对底漆颜色进行目视检查时，在喷涂试片上喷涂相同的底漆材料；对面漆进行目视检查时，在喷涂试片上喷涂相同的底漆+面漆的漆料涂层结构。

所述的喷涂试片，喷涂时所选用的喷涂设备及喷涂工艺参数应与飞机漆层喷涂701过程一致。

所述的喷涂试片，应在完全干燥的情况下，方可进入下一步目视检查阶段。喷涂试片不允许用手直接触摸，应穿戴干净的白洁手套，用手或工具夹持试片边缘以完成移动搬运等动作，喷涂试片不使用时应存储在恒温防尘的环境。

所述确定涂料样本接受度具有以下特点：

所述的确定涂料样本接受度，是指对根据飞机特点制作的涂料样本建立准备目视检查方法，以确认相关方是否认可该漆料的颜色，

所述的目视检查，参与目视检查的人员应至少包括：漆料开发商、喷涂过程质量控制人员、最终顾客代表（或称为最终用户、最终消费者等）等三类。

所述的目视检查，应在统一的标准光源环境下进行，且观察时不受自然光等外界条件影响。具体的，所述标准光源是D65光源，可选择标准照明灯箱或是标准照明灯光房的方式保证。

所述的目视检查，参与目视检查人员须通过颜色评价考核，证明其个人具有较好的辨色能力，以保证目视检查结果可信。可选地，评价考核方式可选择孟塞尔色棋测评，并选择得分≤16分的人员。

所述的目视检查，应尽可能让光源垂直照射到喷涂试片表面，并以45°视线进行观察。

所述的目视检查，在目视检查时参与目视检查的人员之间采取“背对背”方式分别独立打分，避免相互影响对评价结果带来的偏差。可选地，打分规则可根据生产实际进行设计，一般可选择1至10分的打分制，分数越高，产品外观质量越好。

所述的目视检查，当满足所有目视检查人员的判定结果一致时，认为所开发的漆料颜色是可接受的。当结果不一致时，应检查喷涂试验设计过程、光照环境、人员辨色能力等环节，查找产生偏差的原因，并重新进行目视检查。

所述评价指标具有以下特点：

所述的评价指标包含三个，第一是色差，第二个是光泽度，第三个是同色异谱指数，通过三个指标来综合表征飞机外表面喷漆后的表面颜色水平。

所述的色差，用符号

式中：

通过色差指标的设置，可以有效控制飞机外观漆料涂层材质本身的颜色，或者称之为真实色。

所述的光泽度，用符号G表示，是指漆料涂层表面在特定角度下对光的镜面反射能力。可选地，对于高光泽漆料测量时选择60°/85°作为入射角度，对于中低光泽漆料测量时选择20°/60°作为入射角度。

通过光泽度指标的设置，可以有效控制飞机外观漆料涂层表面反射光能力，其表征了漆料涂层的光滑程度。

所述的同色异谱指数，用符号

式中：

通过同色异谱指标的设置，可以简单快速地控制飞机外观漆料涂层原材料的一致性。

所述的评价指标，所适用阶段见下表所示。可选地，适用阶段也可以根据工厂生产实际进行调整。

所述的评价指标，实现将表面颜色的目视感官替代为多个可量化指标进行综合表达，实现了从定性到定量的转变，提升了飞机外表面漆料颜色的数字化管理水平，更有利于将该标准值在飞机制造供应链上进行传递和使用。

所述数字化测量具有以下特点：

所述的数字化测量，是在目视检查已通过的条件下，通过数字化测量仪器将开发出来的漆料颜色通过数字化参数进行表达，作为基准值。

所述的数字化测量，其测量内容包括色差基准值、光泽度。

具体地，飞机漆料包括底漆、面漆、功能漆三种，其中底漆、面漆属于实色漆（或称为素色漆），功能漆相较于实色漆增加了金属填料。色差基准值是将实色漆或功能漆对应的

具体地，光泽度是将G值测量出来，所用测量仪器应选择镜像光泽类测量仪器，选择D65光源。

在对喷涂试片进行漆料颜色评价指标测量时，在喷涂试片上随机选择均匀分布、且距离边缘距离不小于10mm的3个位置，取3个位置的测量值的平均值作为漆料涂层颜色基准值，并记录实测值。

所述的数字化测量，应保证在漆料开发阶段、工厂来料验收、飞机喷涂阶段、顾客接收阶段，所使用的测量仪器为同一生产厂家、同一型号的测量仪器，以保证测量数据的统一性。可选地，可选择德国BYK公司生产的相关设备。

所述允差值具有以下特点：

所述的允差值，包括色差、光泽度、同色异谱指数三部分，需要确定允差值的指标包含色差

对于色差

对于差值

对于差值

对于差值

且存在以下关系式：

式中：k

进一步地，对于实色漆，即底漆和面漆：

上限值

上限值

上限值

上限值

对于功能漆：

上限值

上限值

上限值

上限值

对于光泽度G的允差值，根据划分的高光泽漆料、中光泽漆料和低光泽漆料三种类型进行区分设置：对于低光泽漆料的允差值设置上限值

具体地，取值方法为：在对喷涂试片进行漆料颜色评价指标测量时，在喷涂试片上随机选择均匀分布、且距离边缘距离不小于10mm的3个位置，取3个位置的测量值的平均值作为漆料涂层颜色基准值，并记录实测值。

对于同色异谱指数

喷涂过程、顾客接收过程外观颜色的测量不再使用喷涂试片，而是根据所确定的色差、光泽度的基准值以及允差值，使用相应的数字化测量仪器对喷涂后外观进行颜色测量及评价。

顾客接收阶段，还需要提供目视检查所需的标准光源环境。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，下面结合一类飞机常用底漆（实色漆）作为实际案例进行实施步骤阐述：

第一步，进行喷涂试验，制备喷涂试片，试片的材料为铝合金，试片长宽高尺寸为120*50*2mm，漆料涂层结构为实色底漆。

第二步，在标准光源、人员培训等条件下，组织漆料开发商、喷涂过程质量控制人员、最终顾客代表等相关方进行目视检查，且达到可接受状态。

第三步，确定颜色评价指标：色差、光泽及同色异谱系数。

第四步，测量D65光源下的颜色基准值

表1- D65光源下的喷涂试片测量结果

表1所示为D65光源、10°视场、SPIN模式下的测量结果。通过测量结果，我们将平均值作为D65光源下该漆料的颜色基准值：

表2- A光源下的喷涂试片测量结果

表2所示为A光源、10°视场、SPIN模式下的测量结果。通过测量结果，我们将平均值作为A光源下该漆料的颜色基准值：

表3- D65光源下的喷涂试片测量结果

表3为60°入射角模式下的测量结果。该漆料为低光漆，取

第五步，设置评价指标的允差值。对于案例所述的漆料，根据本发明内容所述方法可得：

第六步，通过数字化测量设备，对飞机表面漆料涂层进行测量，计算并评价色差

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。