电泳沉积涂层（EDC）或电泳涂层已成为汽车制造过程中的标准工艺。均匀附着的电泳涂层，犹如金钟罩铁布衫，能为车身带来优质的防腐性能。

然而，常用的电泳工艺仍然主要依靠传统方法，需要对试制车辆进行拆解测量评估，过程昂贵、繁琐、耗时，还存在结果不准确导致的设备变更费用以及项目延期风险。

为了满足数字化、高效能电泳涂装车间的使用需求，德国 ARRK Engineering | 埃尔科工程 提出的技术解决方案是利用自主开发的 THESEUS-FE 软件中的 E-COATING 电泳仿真模块，进行模拟、验证并优化整个白车身的电泳涂层效果，提升整车防腐性能。此外，还内置了排气沥液求解功能，能提前避免积气无漆膜以及烘烤不良等潜在风险。

电泳工艺介绍

车身喷涂前的第一道工序就是先洗一个“电泳澡”，把带有负电的车身浸入到防锈涂料中，正电荷的涂料粒子就会被吸附至带负电的车身上，形成一层能防止车身锈蚀的保护膜。

相较于其他类型涂层（如粉末涂层），电泳涂层的优点众多。即使对于复杂零件也能实现均匀的涂层厚度，甚至连零件内腔也能获得效果可靠的涂层。工艺速度快，纯度高，能实现无需人工干预的全自动化流程，所需材料更少，整体防腐蚀保护性能却更强，耐盐雾试验结果最佳，而且使用不易燃的水性涂料，更加环保安全。

电泳（阴极电沉积涂层）传统上被认为是高度不透明的过程，常见问题如下：

• 如何判断整个车身的防腐保护层是否均匀涂抹p>

• 是否存在涂层太薄或没有涂层的问题区域p>

• 所有孔的位置和尺寸是否设计妥当，在每个内腔区域中的涂层厚度是否满足使用需求p>

• 如何确定电泳单个车身总共使用了多少涂料p>

E-COATING 电泳仿真

THESEUS-FE E-COATING 软件可全面计算车身外板、内板、内腔的电泳过程，快速暴露问题区域（如A/B 柱或门踏板），短短几个小时内就能为具有不同孔位的相同车型完成电泳分析。

E-COATING 电泳模块 内置预处理与后处理图形用户界面、具有高效运算的并行数值求解器与可完成参数标定和灵敏度分析任务的整体优化工具，模拟结果可输出到其他CAE后处理软件中，以便查看模型计算结果。

THESEUS-FE E-COATING 电泳仿真模拟 打造数字化涂装工厂

E-COATING 电泳模块 拥有丰富卓越的功能，可实现：

• 电泳漆层厚度与电流强度可视化

• 在模型中定位虚拟测量点，方便比较仿真与测量结果

• 在密闭腔体内模拟电泳过程的特殊算法

• 漆槽参数标定的有效优化算法

电泳仿真优势

当涂料和工艺参数已知，有限元 格确定后，E-COATING 建立电泳模拟仅需几分钟时间。模型定义和模拟结果的完整视觉反馈随时可用。

计算模型可在多核服务器上运算，能快速计算车辆全身几何形状和 格尺寸，通常在几小时内可计算1000-5000万个 格。

电泳模拟中最重要的数据是局部涂层厚度和车身涂覆涂料的总量，这些结果可以从E-COATING 内置的图形用户界面轻松访问。透明度效果和阈值选择可以帮助快速识别重要区域的涂层是否因为过薄而不能获得足够防腐保护的关键技术。

为了模拟涂层厚度，用户需要提供多种涂料和工艺参数，包括油漆溶液和沉积层的导电性、电化学当量与阳极电压随时间的变化。

由于一些工艺参数不易测量，尤其是固体涂料层的导电性，E-COATING 优化器模块在实践中经常用于根据涂料厚度的测量值来标定模型。优化器模块已包含在E-COATING 电泳软件模块中，并提供参数标定和灵敏度分析的优化方法。

通过优化零件结构、开孔位置等以改善问题区域的涂层分布，减少了车型开发过程中试制车辆车身复杂昂贵的测量工作，节约研发成本。

生产线建模 

全新 E-COATING 电泳仿真模块的一大亮点在于针对生产线建模功能的更新优化，在原有的简化版生产线建模的基础上，提供了升级版的生产线建模供选择。

E-COATING 电泳仿真模块内置的简化版生产线建模，依据电泳过程中电化学反应原理而设计，能对电泳槽模型进行适当简化，大幅节约建模时间，减少缩短冗余的求解时间。这种建模方式适用于要求生产线快速建模、快速分析、阴极电泳变量的计算任务。

最新开发的升级版生产线建模则能够依据电泳线的实际尺寸，展示车身在电泳槽中的真实运行轨迹，准确体现出现场的设备与工艺条件，进一步分析模拟带电入/出槽及其他车身运动造成的影响，优化电场分布（电势差）。

目前，两种版本的生产线建模都可以在E-COATING 电泳仿真模块中应用，用户可根据工况和需求，选择与之匹配的建模方式。 

排气沥液

E-COATING 电泳仿真模块还支持模拟车身在电泳过程中的液体和气体积聚情况，此功能已内嵌于阴极电泳膜厚分析模块中，方便用户快速调用。创新使用了几何简化算法和流动 络的2相流问题，比传统 VOF（Volume-of-fluid）算法效率提高1000倍。

项目案例

THESEUS-FE E-COATING 电泳仿真以丰富的功能应用、便捷的界面操作、快速的仿真计算和高精度的结果，收获了国内外涂装领域客户的深厚信赖。

以下为德国大众集团使用 THESEUS-FE E-COATING 的真实项目案例，针对车身外表面和腔体内部的电泳漆膜厚度的仿真与真实试验的对比。经此项目验证，求解结果与实际测量差值＜2μm，展现了极高的仿真精准度。

全面的数字化涂装解决方案 

THESEUS-FE E-COATING 模块还可继续结合 OVEN 烘炉仿真模块使用，预测后续车漆车身烘干过程的瞬态温度场、烘房结构及工艺可行性，指导新生产线炉温调试，达到要求的可靠质量目标。

另有胶粘剂固化仿真功能，通过分析和模拟胶粘剂在固化过程中发生的时变粘弹性行为，解决胶材在涂装烘烤阶段经常出现的固化不足、烘烤胶裂等问题。 

OVEN 烘炉仿真与 E-COATING 电泳仿真应用模块内置于 THESEUS-FE 软件中，专为数字化涂装工厂而生，能够准确、快速、高精度地模拟烘烤工艺及电泳工艺，提前识别风险点，进而提升产品质量，缩短开发周期，节省投资成本与人力成本，提高能源使用效率，助力实现碳达峰与碳中和目标。

申请试用

如您也想全面体验 

THESEUS-FE 数字化涂装的魅力

VX：ARRK 德国埃尔科

申请免费试用机会

 关于ARRK Engineering|埃尔科工程

ARRK Engineering GmbH 原名 P+Z Engineering GmbH，成立于1967年，总部位于德国慕尼黑，在英国、罗马尼亚、日本和中国均设有分公司或办公室，是汽车及航空航天等行业内众多国际一线品牌的长期合作伙伴，为客户提供高端的工程开发咨询服务。

埃尔科工程技术开发(上海)有限公司 是德国 ARRK Engineering GmbH 在中国设立的全资子公司，成立于2019年9月，志为中国汽车领域提供世界一流的工程技术服务。