注塑件的表面處理及工藝

1、.注塑件的表面處理及工藝手機目前已成為個人的標準配備,其重要性已超越手表等個人隨身攜帶的物件,因而產品的新技術開發(fā)及應用非?？?為滿足求新求變的需求,全球廠商均全力投入開發(fā)新技術的應用。在此專題將介紹手機塑膠殼的一些表面處理。手機塑膠殼的表面處理主要有：電鍍，噴涂，表面印刷，IMD，IML 以及機殼的EMI 噴涂或蒸鍍。電鍍1.1 水鍍最常見的電鍍方式，是一個電化學的過程，利用正負電極，加以電流在鍍槽中進行，鍍金，鍍銀，鍍鎳，鍍鉻，鍍鎘等，電鍍液污染很大。水鍍還要分為電鍍和化學鍍兩種，電鍍一般作為裝飾性表面，因為有高亮度，化學鍍的表面比較灰暗，一般作為防腐蝕涂層。水鍍的工藝主要由前處理和電鍍兩

2、部分組成。前處理的功能是將原本不導電的塑膠材質變成導電的塑膠材質。水鍍的前處理工藝流程：塑膠殼 掛釣 整面脫脂（去除表面油污） 水洗 表面粗化 水洗 回收 水洗 中和除去及還原表面鉻酸 水洗 敏化吸著PD-SV錯化物 水洗 除錫使PD 活化 水洗 化學鎳 水洗 完成1.2 真空蒸鍍真空蒸鍍法是在高真空下為金屬加熱，使其熔融、蒸發(fā)，冷卻后在樣品表面形成金屬薄膜的方法,鍍層厚度為0.8-1.2uM.將成形品表面的微小凹凸部分填平，以獲得如鏡面一樣的表面，無任是為了得到反射鏡作用而實施真空蒸鍍，還是對密接性較低的奪鋼進行真空蒸鍍時，都必須進行底面涂布處理。真空蒸鍍工藝: 蒸鍍用金屬為Al、金等表面涂

3、布/硬化處理: 由真空蒸鍍所產生的金屬薄膜相當?shù)谋。瑸榱死猛饨绲幕瘜W、物理等性能，以達到保護蒸鍍膜的目的，有時需要實施表面涂布處理(或過量涂布)。表面涂布就是使用人們所說透明的涂料，與底面涂布一樣，采用與涂布相同的工藝進行涂布、固化。1.3 濺鍍?yōu)R鍍原理: 主要利用輝光放電(glow discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面, 靶材的原子被彈出而堆積在基板表面形成薄膜。濺鍍薄膜的性質、均勻度都比蒸鍍薄膜來的好,但是鍍膜速度卻比蒸鍍慢很多。新型的濺鍍設備幾乎都使用強力磁鐵將電子成螺旋狀運動以加速靶材周圍的氬氣離子化,造成靶與氬氣離子間的撞擊機率增加, 提高濺鍍速率。一

4、般金屬鍍膜大都采用直流濺鍍,而不導電的陶磁材料則使用RF 交流濺鍍,基本的原理是在真空中利用輝光放電(glow discharge)將氬氣(Ar)離子撞擊靶材(target)表面，電漿中的陽離子會加速沖向作為被濺鍍材的負電極表面，這個沖擊將使靶材的物質飛出而沉積在基板上形成薄膜。1.4 涂鍍利用專門的配置的兩種涂液，在金屬件需要鍍的部分不?！巴克ⅰ保谕克^(qū)域產生化學反應，堆積出一個涂層，手工操作，用于工件上面的“加料”，以達到尺寸要求，常用于柴油機曲軸，連桿等的處理。有污染。1.5 電鍍件結構設計電鍍件在設計中有很多特殊的設計要求可以提出，大致為以下幾點：1）基材最好采用ABS 材料，ABS

5、 電鍍后覆膜的附著力較好，同時價格也較低廉。2) 塑件表面質量一定要非常好，電鍍無法掩蓋注射的一些缺陷，而且通常會使得這些缺陷更明顯。電鍍件做結構設計時要注意的幾點：1) 表面凸起最好控制在0.10.15mm/cm，盡量沒有尖銳的邊緣。2) 如果有盲孔的設計，盲孔的深度最好不超過孔徑的一半，負責不要對孔的底部的色澤作要求。3) 要采用適合的壁厚防止變形，最好在1.5mm 以上4mm 以下，如果需要作的很薄的話，要在相應的位置作加強的結構來保證電鍍的變形在可控的范圍內。4) 在設計中要考慮到電鍍工藝的需要，由于電鍍的工作條件一般在60 度到70 度的溫度范圍下，在吊掛的條件下，結構不合理，變形的

6、產生難以避免，所以在塑件的設計中對水口的位置要作關注，同時要有合適的吊掛的位置，防止在吊掛時對有要求的表面帶來傷害，如下圖的設計，中間的方孔專門設計用來吊掛。5) 另外最好不要在塑件中有金屬嵌件存在，由于兩者的膨脹系數(shù)不同，在溫度升高時，電鍍液體會滲到縫隙中，對塑件結構造成一定的影響。6) 要避免采用大面的平面。塑料件在電鍍之后反光率提高，平面上的凹坑、局部的輕微凹凸不平都變得很敏感，最終影響產品效果。 這種零件可采用略帶弧形的造型。 （提到造型，所有的造型設計時都應注意，不要總是一味地抱怨結構設計師的設計能力和加工單位的工藝水平。工業(yè)設計作為一門邊緣性的學科，需要掌握的知識很多，各種相關知識

7、都應有所了解。-題外話）7) 要避免直角和尖角。初做造型和結構的設計人員往往設計出棱角的造型。但是，這樣的棱角部位很容易產生應力集中而影響鍍層的結合力。而且，這樣的部位會造成結瘤現(xiàn)象。因此，方形的輪廓盡量改為曲線形輪廓，或用圓角過渡。 造型上一定要要求方的地方，也要在一切角和棱的地方倒圓角R=0.20.3 mm。8) 要考慮留有時裝掛的結點部位，結點部位要放在不顯眼的位置?？梢杂脪煦^、槽、縫和凸臺等位置作接點。 對于容易變形的零件，可以專門設計一個小圓環(huán)狀的裝掛部位，等電鍍后再除去。9) 標記和符號要采用流暢的字體，如：圓體、琥珀、彩云等。因多棱多角不適于電鍍。流暢的字體容易成形、 電鍍后外觀

8、好。文字凸起的高度以0.3-0.5 為宜，斜度65 度。10) 如果能夠采用皮紋、滾花等裝飾效果要盡量采用，因為降低電鍍件的反光率有助于掩蓋可能產生的外觀缺陷。11) 小件或中空零件，在模具上要盡量設計成一模多件，以節(jié)省加工時間和電鍍時間，同時也便于電鍍時裝掛。噴涂手機外觀顏色在搭配上朝向多樣化，生活化，個性化方向發(fā)展,噴涂顏色選擇及搭配上,已成為非常重要的一環(huán)。在手機中一般用單組份丙稀酸做底漆，再噴涂UV 漆做保護層。也可以在塑膠殼表面直接噴涂UV 漆。印刷工藝介紹印刷也是在表面處理中常用的一種工藝，下面簡單介紹一下幾種印刷工藝：“移印”印刷移印的原理是把所需印刷的圖案先利用照相制版的方法，

9、把鋼版制成凹版，再經由特制硅膠印頭轉印到被印刷物上，并且可依產品的材質不同，調制專用的油墨，以使品質得到保證。移印機工作流程分為以下四點：由毛刷將油墨均勻覆蓋在鋼版上；由刮墨鋼刀將多余油墨刮除；由印頭下降到鋼版將圖案內的油墨沾起；移位下降至產品將圖案蓋在被印刷物上。絲網印刷絲網印刷可按其版式,印機品種.油墨性質及承印物的類型分成許多種類.但就其印刷方式而言,可分為以下幾種:1.平面絲網印刷平面絲網印刷是用平面絲網印版在平面承印物上印刷的方法.印刷時,印版固定,墨刀移動.2.曲面絲網印刷曲面絲網印刷是用平面絲網印版在曲面印物(如球.圓柱及圓錐體等)上進行印刷的方法.印刷時,墨刀固定,印版沿水平方

10、向移動,承印物隨印版移動.3.輪轉絲網印刷輪轉絲網印刷是用圓筒形絲網印版,圓筒內裝有固定的刮墨刀,圓筒印版與承印物作等線速同步移動的印刷方法,亦稱圓網印刷.4.間接絲網印刷前面三種方法均由印版對印件進行直接印刷,但它們只限于一些規(guī)則的幾何形體.如平.圓及錐面等,對于外形復雜.帶棱解及凹陷面等異形物體,則須用間接絲印法來印刷.其工藝常由兩個部分組成;間接絲印=平面絲印+轉印即絲印圖像不直接印在承印物上,而先印在平面上,再用一定方法轉印到承印物上.絲印花紙+熱轉印絲印花紙+壓敏轉印絲印花紙+溶劑活化轉印間接絲印已成為絲印業(yè)的重要領域.IMD，IML 工藝介紹1. 1 IMD 工藝介紹:In-Mou

11、ld-Decoration）模內轉印是由一般燙印技術發(fā)展而來。一般燙印是指在一定的溫度、壓力條件下，把燙印箔上的圖案轉印到基材上，比較適合細微的結構。下面為IMD 轉印箔的基本構造由載體、離型層、顏色層（0.2um）、熱熔膠四部分組成，如下圖：IMD 轉印箔在進行IMD 生產時，轉印箔定位于動模模腔中，然后注塑，離型層會汽化，使載體和顏色層分離，此時顏色層通過熱熔膠與注塑件結合。注意：進行IMD 生產時，模具的頂桿是設計在定模上，即注塑完成后，塑件留在定模上，由頂桿推出。IMD 應用材料：硬度（HRC） 耐沖擊性PC 7075 好PMMA 90100 差HI-PMMA 硬度高 好優(yōu)點及注意事項

12、：效果有光面、麻面、金、銀、拉絲、鐳射、全息；油墨與涂料緊密結合；顏色穩(wěn)定，定位度高；在有限凸凹表面印刷（ 3）；正反面印刷；表面紋理和坑紋可同時上色；表面耐磨，有耐磨涂層；圖案附著力好；注意不同效果的材質拉伸。1. 2 IML 工藝介紹IML（In-Mould-Lable）與IMD 工藝類似，就是將一個已經有絲印圖案的FILM放在塑膠模具里進行注塑，此FILM 一般可分為三層：基材（一般是PET）、INK（油墨）、耐磨材料（多為一種特殊的膠）。當注塑完成后，F(xiàn)ILM 和塑膠融為一體，耐磨材料在最外層，其中注塑材料多為PC、PMMA、PBT 等等，有耐磨和耐刮傷的作用，表面硬度可達到3H。IM

13、L 結構組成及制程工藝：適合用于注塑成型的覆膜如：特殊PC、PET 等，但不同的材質會有不同的效果，不同的供應廠商也會有不同的效果，選擇材料要謹慎。在覆膜上印刷的油墨，油墨選擇根據(jù)所需要的不同顏色，不同效果，不同功用去調配、去選擇比如說：色別，光亮度等；特別功用比如：鏡面、透明、夜光等效果。單純的油墨是不夠的還要摻入適當?shù)奶砑觿瑯影凑招枰煌ǚN類。完成整個覆膜印刷的工作就要讓覆膜和注塑模相貼合，中間要把覆膜加工成同注塑模匹配的產品，進而注塑成型。用來注塑的塑膠原料比如：PC、PMMA、ABS 等等，不同的塑料特性，同樣根據(jù)需要去選擇。說到注塑模具，用來做IML 的模具，不同于通常塑料模

14、具的制作方式，還要考慮到覆膜的存在，塑膠料的伸縮性及覆膜與不同塑料相配合所會產生的一些問題等等，所以IML 的塑料模具更具技術內涵。綜上所述，均是對普通IML 產品的簡要敘述，更復雜一步的產品需要對其表面、外形考慮，有的外形是不規(guī)則的、彎曲的、有大層次的，這時就要把覆膜和模具都做出不規(guī)則的形狀，這樣就加劇了整個產品的制作難度，但有些產品需要美觀、實用，難度增大一些，成本增加一些，也在所不惜。視窗IMD,IML 應用IMD，IML 工藝時視窗設計要考慮的一些參數(shù):1視窗必須無銳角邊緣，邊緣應有角度2窗上允許有升高的臺階，但這部分尺寸有限制，同時這部分之間的距離盡量的接近，以避免薄膜過度拉張3由于

15、薄膜位置要對準，故要小心留意?？蜷_口位置與薄膜圖案透明部分相互配合之公差處理。4用于深邊部份或接近澆口部份的薄膜不可有金屬裝飾。5如部件邊緣也需要裝飾，那部件邊緣圓角直徑必須等于部件的壁厚。即使部件所需裝飾的薄膜是完全的平直的，亦要將開模線向外邊緣拉張至少0.5 毫米，以防止注塑時產生皺紋。6注塑部件的表面結構（如：凹，凸形狀）可由模內轉印薄膜或模具表面的構形成。如用模具，其所含表面結構的深度最高可達1.5 毫米，但必須注意，表面凹凸結構絕對不能有尖銳邊緣和尖角。（圓角半徑至少0.3 毫米）7決定部件的設計形式，所采用的塑料及模內轉印膜時，必須考慮模內轉印膜的拉張能力。理論上轉印膜的拉張性最高

16、可達25%。8在使用IMD，IML 工藝時，視窗的壁厚應有1.2 毫米以上，這樣轉印膜才能和注塑基體之間才能達到最高的粘合性。9射料點的份量視注塑見的壁厚而定，但盡可能的用大份量，以便模腔能均勻快速的填充。常用的水口模式如下：熱流道式/熱澆口冷流道式/潛伏式澆口/半月形澆口/點澆口/薄膜式澆口視窗設計應注意的一些要點：1壁厚：在使用IMD，IML 工藝時壁厚應在1.2mm 以上。因PMMA 的材料耐沖擊強度較低，易斷裂，設計壁厚盡量控制在1.0mm 以上，但有時根據(jù)設計需要局部壁厚可做到0.6mm。PC 材料有高沖擊強度，所以壁厚可以根據(jù)需要做得比較薄，局部壁厚可以做到0.4mm 以滿足注塑工藝的要求。2卡扣設計：因亞克力視窗耐沖擊強度較低，所以亞克力視窗應盡量采用背膠固定，如果一定需要用卡扣固定時就要充分考慮卡扣的強度首先要考慮卡扣的壁厚，在不會產生縮水的情況下壁厚可設計在1.0mm 左右。在空間允許的情況下，可在適當?shù)奈恢米鲂┘訌娊钛a強。在銜接部位應做圓角過度，避免尖角產生應力集中。要給卡扣預留一定的變形空間，避免和別的部件產生硬碰硬的情況，如果這樣卡扣很容易斷裂。因亞克力材料的變形較小，設計時應注意不要有過大卡入量否則在卡入時