摘要
基于“色彩也是造型的一部分”的理念，马自达追求阴影表现力，让灵*运动设计的造型更加美观，将灵*红PremiumMetallic和马自达的传承表达为象征品牌的色彩，机灰色高级金属漆。
在试图改善显色性和质感时，增加涂膜层的方法是主流，但需要大量的油漆和涂装工序，降低了环保性能和经济性。马自达一直致力于减少对环境有害的物质的数量，旨在实现对全球环境友好的涂装工艺。具体而言，通过增强材料功能以巩固和分配涂膜功能，并增强过程功能以巩固过程，开发了三湿法涂层和aquatech涂层。利用迄今为止积累的技术，在不增加涂膜层数的情况下，继续开发高设计色彩。
这一次，开发了灵*红水晶金属色，进一步强调灵*运动设计的进化造型。介绍设计、开发、生产技术和供应商协作的开发过程中的努力内容。
1.前言
从年在日本推出的第一款CX-5开始，追求只为生命的瞬间运动和美感的动人心魄设计。同时，色彩的发展促进了强调造型的功能的专业化。
年上市的SoulRedPremiumMetallic，在高层次上实现了“生动”和“深度”，作为象征马自达品牌的颜色得到了客户的认可，而马自达一直对红色十分讲究.
此外，年，为了表达马自达“追求机器美学”的传统，如转子发动机和skyactive技术，以“精细的金属质感”和“深度”的特点来表达机器的精致美感，推出了MachineGreyPremiumMetallic，将这两者高度结合。
年11月发布的新CX-5已从使用字符线的传统造型表达方式演变为通过光影反射来表达微妙的表面变化的方法。基于“颜色也是造型的一部分”的理念，开始开发灵*红水晶金属（图1），以便将象征品牌的红色与造型一起进化。
图1灵*红水晶金属
2.马自达的涂装努力
汽车涂料由多层薄膜构成，由电沉积、密封剂、中间涂层和面漆等多种材料反复涂布和干燥而成。如图2所示，一般的涂装过程是一个漫长的过程，涂料中含有的稀释剂等挥发性有机溶剂（以下简称VOC）被排出，大量的能源（CO2）被消耗在涂装过程中。喷漆房之类的喷漆设备。我正在消耗。马自达汽车相关工厂排放的95%的VOCs和60%的CO2都来自涂装工厂，涂装过程中的环保措施是极其重要的问题。
图2涂装工艺
为解决这个问题，马自达不断推进环保措施，年将中涂工艺合并到面涂工艺中，开发了减少中涂室和干燥工序的三湿法涂装。此外，年，通过将中涂功能融入面漆中，减少中涂工序，同时减少VOC和CO2，开发出具有世界顶级环保性能的Aquatech涂料（图3）。
图3流程转换
Aquatech绘画基于两种主要的技术方法。第一个是通过增强材料的功能来重构和巩固涂膜所需功能的方法。在Aquatech涂层中，中间涂层具有的抗崩落性等功能分散并集成到高功能底涂层和高功能透明层中（图4）。
图4薄膜函数分布
第二种是通过增强过程功能来节省能源和空间的方法。我们通过追溯物理和化学原理分析喷房、闪蒸和涂装设备所需的工艺功能，开发实现功能最大化的设备结构和控制，从而实现节能和节省空间（表）。
表1对能源效率的追求
通过这些努力，Aquatech涂料同时减少了VOC和CO2，如图5所示。
图5Aqua-Tech的效果
在色彩开发方面，我们将利用三湿法涂层和Aquatech涂层培养的材料设计、功能设计和涂膜设计技术，增强每一层涂膜的功能，增加涂膜数量。实现了设计和环境性能，没有任何问题（图6）。
图6技术扩展到精致色彩
三、发展目标
为了“进化象征品牌的颜色”和“通过光影的反射来表现表面的微妙变化”，瞄准了灵*红高级金属漆的“生动”和“深度”的进一步进化（图7）。
图7NextNewRed的目标图像
此外，“客户看到汽车时想要感受的质感表现”定义如下。
①光泽：宝石般的通透，流水般的清新水润
②凛：像日本刀一样威严的高贵感，以及散发出细腻、坚硬、锐利光泽的金属质感。
③运动：充满活力的动感如岩浆
4.实现显色
4.1显色工艺的改造
在传统的颜色开发中，开发部门首先根据设计师通过反复试验创造的颜色来整合耐用性等功能。其次，生产技术赋予生产力。通过接力棒的接触，原设计者的意图发生了变化。直到现在，我一直认为别无选择，只能商业化和批量生产。
为了开发出压倒性的高设计色彩，需要将设计意图直接转化为实用的色彩。为此，公司各部门工程师和涂料供应商齐聚一堂，工程师了解设计意图，将其转化为物理特性，设计涂膜，同时开发功能和生产技术来实现。这样做的过程（图8）。
这开始于MachineGrayPremiumMetallic的开发，但是随着开发这种颜色的涂料原材料供应商的加入，创建了一个系统，可以实现更广泛的功能开发。
图8显色转化
4.2图像到物理的转换
在SoulRedCrystalMetallic的开发中，为了真正理解想要实现的颜色的价值，使用了接近设计师想要表达的颜色形象的红水晶玻璃，从“透明亮红色”到“深红色”和“我首先与工程师分享图像，了解它是如何变成“黑色”的。为了将与漆膜的共享价值忠实地表达为一种颜色，可以表现出实际汽车精致表面的变化，需要一份色彩设计图。因此，为了追求让人感觉美丽的红色，我们根据人类感知颜色和质感的机制对其进行了量化。具体而言，如图9所示，将要表达的值转换为特性，并结合到作为颜色设计图的光学特性中。
图9转换为光学特性
4.3涂膜设计
为了实现所需的光学特性，每个涂膜层的功能都是沿着涂膜中的光路设计的。首先，传输层共享“锐利的红色波长分布”。透射层专门起到有效吸收红色以外波长的光的功能。然后，“金属的反射特性”和“高光和阴影之间的光量差异”由透射层的下层共享。具体来说，我们认为可以通过结合反射层和吸收层来实现，这是一种机器灰色高级金属的涂膜结构。
通过将现有原材料与由透射层、反射层和吸收层组成的三层结构相结合，实际制作原型（图10）的结果，阐明了所需光学特性的可行性和问题.
图10薄膜结构
第一个问题是，现有的高饱和度红色颜料组合无法获得再现目标“透明鲜红”的波长特性。因此，有必要开发一种新的颜料以获得所需的波长特性。
第二个任务是将原型的三层结构整合为功能相同的两层。为了在马自达的涂装过程中涂上三层，需要经过两次面漆工序，从而调节环保性能、经济性和产量。
4.4开发新材料解决问题
这两个问题通过可追溯到油漆原材料的技术发展得到解决。
(1)实现鲜红色的高饱和度红色素
为了实现“通透”和“鲜红无浑浊”，根据人眼识别颜色的机制，设计了人眼感知“红色”的理想光谱。人视网膜中的感光细胞具有将外界的“光信息”转化为“电信号”的作用，其中的红、绿、蓝视锥细胞各自对特定范围的波长做出反应。颜色被识别。由此，认为有必要抑制红锥反应范围外的透射率，才能感受到“透明”和“艳红”，并确定了灵*红水晶金属表现的理想光谱。（图11）。
图11理想光谱
通常，当光线照射到颜料颗粒时，会表现出颜料物质特有的吸光特性。另一方面，一些光在颜料表面漫反射。由于这种漫反射按原样反射了入射光的波长，因此漫反射光在阳光下对人眼来说看起来是白色的。因此，无法充分利用颜料的波长特性。由于颜料粒径大时漫反射发生较多（图12），因此通过减小颜料粒径来抑制漫反射可以获得尖锐的波长特性，光谱可以接近理想光谱（图13）。
图12漫反射取决于颜料尺寸
图13颜料尺寸控制
SoulRedCrystalMetallic已设置颜料粒径以达到理想的光谱。然而，发现使用常用颜料和颜料分散方法的组合无法达到目标尺寸。因此，除了减小颜料的晶体尺寸外，还开发了一种颜料在涂料中不会聚集的分散方法。该分散方法通过优化分散介质的粒径、分散时间和分散剂种类，保证了稳定的分散质量和产量。
(2)实现亮度突变的高亮度铝片
为了实现金属反射，需要在光被镜面反射的高光区域具有精细和表面光泽的特性和强烈的反射，而不是金属涂层特有的纹理（以下简称“颗粒感”）.现有的铝薄片中，光在凹凸面和外周面发生漫射，镜面反射光的强度减弱，但也向镜面反射以外的方向反射。另外，为了增加反射强度，通常选择粒径大的铝片，但随着尺寸增大到接近视觉分辨率，颗粒感变得更强。这与我们所追求的“Rin”的形象相反，想知道是否有可能通过用小而光滑的铝片产生强烈的反射来创造一种在表面上闪耀的特征。因此，我们开发了具有光滑表面和圆形形状的铝片，最大限度地减少了与外周的面积比，并通过使尺寸小于人眼可以视觉分解的极限尺寸来获得理想的反射特性（图14）
图14新铝片
在开发这种铝片时，首先要与铝供应商分享您想要实现的颜色的形象，并追求先前通过优先考虑制造效率和成本而决定的加工方法和工艺条件的设计。与我们的供应商合作开发制造技术。
有了这种新型高亮度铝片，它变成了一层致密的涂膜，高光处没有闪亮的亮度，也没有颗粒感，就像一块金属板一样，可以获得表面闪亮的特性（图15）。
图15闪光等级
(3)实现亮度突变的吸光薄片
作为将三层的功能合并为两层的方法，通过使用吸收光的物质来控制反射光的量，吸收层的功能在不妨碍铝片对光的反射的情况下被反射。如果下面的两层可以做成一层。但是，市场上还没有具有这种功能的涂料，我们开发了一种新的吸光薄片，可以制成油漆。使用这种新材料，可以将反射层和吸收层集成在一起，实现亮度从高光到阴影的快速变化（图16）。
图16在单层中表达金属反射
5.内置灵*运动设计
5.1追求底座的光滑度
为了增加涂膜的镜面反射光的强度，需要将每个铝反射的光对准一个方向。为此，除了平行排列涂膜中的铝片外，涂膜本身的平滑度也很重要。
SoulRedCrystalMetallic中，为了使镀层中的铝片水平排列，溶剂和水分蒸发造成的体积收缩效应扩大到正常颜色的1.5倍。另一方面，为了提高涂膜本身的平滑度，有使涂膜平滑的方法和厚涂的方法，直到可以隐藏基材的凹凸为止。在后一种情况下，铝片在接近涂膜基底的部分不可避免地跟随基底的形状，这会影响反射角。此外，要涂上厚厚的涂层，需要大量的油漆，这与环境和经济方面相冲突。
因此，这一次，决定使用一种方法来平滑底座。因此，除了通过优化模具设计和压机工作条件来提高压合过程中面板的平滑度外，还通过锐化进一步使电沉积涂膜平滑，从而使面漆前的基层平滑度得到提高两次。
5.2追求表面的连续性，有统一感
*红水晶金属色，光反射角度略有不同，亮度变化很大。因此，需要将挡泥板、车门等外饰板的表面与保险杠、扰流板等树脂件的表面连续连接起来，以提高配色与造型的统一感。传统上，面板折衷是通过使用字符线的连续性、面板之间的间隙和台阶尺寸作为指标来调整的。这一次，除了提高各部分表面的精度外，还通过开发强调表面连续性的指标和测量方法，实现了统一感。
六、发展成果
使用新开发的灵*红水晶金属色，能够显着改善红色的饱和度和色调。特别是为了通过阴影强调灵*运动设计的微妙表面变化，引入了一个使用5度和45度的新指标，而不是一般的15度和度除以45度得到的触发器值。做过。目的是通过将表面从镜面反射更改为45度来产生较大的亮度差异（图17）。
图17*红水晶金属等级
7.结论
为了批量生产设计师的形象，从开发初期开始，供应商和内部相关部门就联合起来进行共创活动，保持了前所未有的高设计色彩和高环保在日本开发并推向市场。另一方面，在此颜色开发过程中，有一些问题变得明显。希望解决这些问题并提高技术水平，同时不断开发给客户留下深刻印象的颜色。
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