汽车涂装中的色差
随着汽车档次的逐渐提高,保险杠、门把手、后视镜与整车油漆之间的颜色要求越来越严格。汽车外观颜色的和谐统一,已成为顾客最基本的要求。为实现各个塑料件与车身之间的颜色一致,汽车制造商和油漆供应商已把如何控制色差作为共同的课题。
色差的控制与油漆材料、涂装工艺、调漆及施工方法、工艺设备等都有一定的联系。目前大多数汽车厂基本上采用仪器测量与目视相结合的方法来控制色差。要求油漆车身与塑料外饰件之间无论是色差数据值还是目测对比都应基本一致。普遍采用色差仪进行色差数据测量,并依据制定的标准来判定色差是否在标准规定的范围之内。
生产过程中色差的控制与油漆材料、涂装工艺、调漆及施工方法、工艺设备等都有一定的关系。本文从以下几方面探讨汽车涂装中的色差控制。
1 颜色基本理论
光线投射在视网膜上后,形成某种信息,大脑对这种信息进行辨认,产生一种生理感觉,就是通常所称的“颜色”,它主要有3个重要特性:色调、明度和彩度。色调,又称色相,它取决于光源的光谱组成以及物体表面对各种波长可见光的反射比例,是表示物体的颜色在“质”的方面的特性。如:红630 ~ 760 nm;橙600 ~ 630 nm;黄570 ~ 600 nm;绿500 ~ 570 nm;青450 ~500 nm;蓝430 ~ 450 nm;紫400 ~ 430 nm。明度,又称明暗度,它是人眼对物体反射光强度的感觉,是表示物体颜色在“量”方面的特性。明度与光源亮度有对应关系,光源亮度愈高,则观察到的颜色明度也愈高。彩度,又称饱和度,它表示颜色是否饱和纯洁的一种特性。物体反射出的光线的单色性越强,物体颜色的彩度值越高。掺入白光成分愈多,就愈不饱和。白色、灰色和黑色等无彩颜色的饱和度最低。色调、明度、彩度示意见图1 ~ 3。如果2个颜色的色调、明度和彩度完全相同,这2个颜色就完全相同。
2 涂料颜色色差的度量
涂料颜色的定量度量一般采用国际照明委员会CIE标准色度系统。它按照色度学规定和测色方法定量度量颜色。CIE标准色度系统是一种混色系统,是基于每一种颜色都能用3个选定的原色(红绿蓝三原色)按适当比例混合而成的原理建立起来的,有3种度量方式。
2.1 CIELab 色差度量方式
CIELab 色差度量方式是指涂料颜色采用L、a、b值定量度量。L表示明度值;a表示红/绿值;b表示黄/蓝值。图4 ~ 5是一个CIELab 三维颜色空间,在此空间可以看到所有颜色的位置及(L、a、b)坐标。
CIELab 色差公式以标准为中心,分别测量L、a、b值的偏差,找出色差产生的原因。
ΔL=L(实测)-L(标准板):表示明度差异。ΔL偏差为正时,实测明暗度偏浅;ΔL偏差为负时,实测明暗度偏深。
Δa=a(实测)-b(标准板):表示红绿差异。Δa偏差为正时,实测偏红;Δa偏差为负时,实测偏绿。
Δb=b(实测)-b(标准板):表示黄蓝差异。Δb偏差为正时,实测偏黄;Δb偏差为负时,实测偏蓝。
CIELab 色差公式:ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2,Δ表示差值,ΔE为总色差值。
从CIELab 色差公式看出,其度量方式由明度、红绿色调、黄蓝色调3个数值决定。
2.2 CIELCH色差度量方式
CIELCH色差度量方式是指涂料颜色采用L、C、H值定量度量。L (Lightness)表示明度值;C(Chroma)表示彩度值;H (Hue)表示色调值。明度值与CIELab 度量方式相同。C、H与a、b值的关系是:C=(a2+b2)1/2;H=arctan(b/a)。见图6。
CIELCH以标准为中心,分别测量L、a、b、C、H的偏差,找出色差产生的原因。
ΔL=L(实测)-L(标准):表示明度差异。ΔL偏差为正时,实测明暗度偏浅;ΔL偏差为负,实测明暗度偏深。
ΔC=C(实测)-C(标准):表示饱和度差异。ΔC偏差为正,实测偏鲜;ΔC偏差为负,实测偏土。
ΔH=[(ΔEab)2-(ΔL)2-(ΔC)2]1/2 表示色调差异。ΔH偏差为正,实测偏逆时针方向色调;ΔH偏差为负,偏顺时针方向色调。
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