內(nèi)涂工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究

1、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究作者：張?jiān)伞⑽河衍?、梁冬摘要：本文是對仿雙色注塑之內(nèi)噴工藝在產(chǎn)品應(yīng)用方面研究分析，重點(diǎn)分析討論內(nèi)噴工藝應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計、透明塑料選擇、注塑噴涂加工等方面特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：雙色注塑、內(nèi)噴工藝、透明塑料、注塑噴涂前言目前，“超薄、窄邊、透明邊、多種漸變色彩、光影搭配、通透感、高光高亮”已經(jīng)成為流行平板外觀新特征，除“超薄、窄邊”需通過結(jié)構(gòu)電路創(chuàng)新設(shè)計實(shí)現(xiàn)外，其它均可依賴于新材料、新技術(shù)、新工藝予以支撐實(shí)現(xiàn)。其中，以內(nèi)噴工藝及雙色注塑最為代表。近些年來，雙色注塑技術(shù)已趨于成熟，并以三星為代表開始在家電LCD/PDP產(chǎn)品應(yīng)用。如果要實(shí)現(xiàn)雙色注塑在家電產(chǎn)品規(guī)模應(yīng)用，以 公司報價為例，

2、預(yù)計要增加雙色注塑機(jī)床固定資產(chǎn)投入超過5000萬元，與此同時，雙色注塑模具較高光（仿高光）模具也高出1倍以上，為此高額投入和高成本劣勢對其家電產(chǎn)品推廣應(yīng)用造成巨大障礙，加之考慮市場接收度，目前國內(nèi)家電公司只有海信采購了一臺1600T雙色注塑機(jī)床，預(yù)計年底將推出新品；目前，模塑公司開始對現(xiàn)有注塑設(shè)備雙色注塑改造，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)功能。在這樣情況下，由基礎(chǔ)制造工藝發(fā)展而來的內(nèi)噴工藝技術(shù)體現(xiàn)了巨大的優(yōu)越性，產(chǎn)品模具只是高光（仿高光）模具，而關(guān)鍵的注塑、涂裝工序均可利用現(xiàn)有設(shè)備，基本不需要增加新的固定資產(chǎn)投入，現(xiàn)在，內(nèi)噴工藝技術(shù)開始在家電行業(yè)廣泛應(yīng)用起來，據(jù)悉，國內(nèi)海爾、海信、TCL、創(chuàng)維都和長虹一樣推出采用

3、內(nèi)噴工藝的LCD/PDP產(chǎn)品，我公司即將或已推出了5個系列LCD/PDP產(chǎn)品。事實(shí)上，內(nèi)噴工藝技術(shù)是基礎(chǔ)工藝技術(shù)拓展、延伸，是一種采用基礎(chǔ)的加工方式代替先進(jìn)技術(shù)（雙色注塑）典型代表，開展內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究，是提升工藝技術(shù)水平有效途徑，也是進(jìn)一步加快內(nèi)噴產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，保證產(chǎn)品差異性的有效手段。一、內(nèi)噴工藝技術(shù)介紹1、內(nèi)噴工藝定義利用部分塑料制品透光特點(diǎn)，在塑料制品內(nèi)表面噴涂油漆，外觀形成層次色彩裝飾效果的工藝，簡稱內(nèi)噴工藝。內(nèi)噴一般分為透明內(nèi)噴或透影內(nèi)噴，透明內(nèi)噴的塑料件一般為無色透明，而透影內(nèi)噴塑料件一般為著色半透明，因透光率降低后，視覺上形成透影效果。2、內(nèi)噴工藝流程 注塑 精密套色工

4、裝 粘接透明塑料 透明面板 通透雙色面板 面框 內(nèi)部噴涂 塑料結(jié)構(gòu)件總裝二、內(nèi)噴工藝與雙色注塑比較1、雙色注塑即用雙射注塑機(jī)的兩個料管配合模具按先后順序進(jìn)行兩次注塑、成型，制成雙材料注塑產(chǎn)品。其零件內(nèi)部一般采用ABS、PC等硬塑料，而外部一般采用TPE或PMMA等透明塑料。2、內(nèi)噴工藝主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）、新設(shè)備投入少，設(shè)備簡單； （2）、生產(chǎn)靈活，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)：工序多，人工費(fèi)用高，管理成本高。3、雙色注塑主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：直接注塑成型，減少噴涂、組裝工序。缺點(diǎn)：（1）、模具和注塑機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高，設(shè)備價格昂貴；（2）、注塑工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，廢品率高。4、內(nèi)噴和雙色注塑成本對比以42尺寸

5、液晶面框?yàn)槔?，假定使?600T注塑機(jī)床，其成本對比見表1：內(nèi)噴和雙色注塑主要成本對比分析表：表1：內(nèi)噴和雙色注塑主要成本對比分析表序號類別項(xiàng)目制造工藝備注內(nèi)噴雙色注塑1新設(shè)備投入注塑機(jī)床（萬元）1600模具（萬元）401502設(shè)備折舊費(fèi)用（元/件）7.233.58年、6萬3能耗（元/件）3.64.24主要材料成本（元/件）8.718.6ABS5人工成本（元/件）0.650.47直接6廢損（%）210相對7合計（元/件）20.5663.082、3、4、5項(xiàng)8生產(chǎn)效率（件/天）1150650相對依據(jù)上表可見，內(nèi)噴可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備，避免巨額資金一次性投入，其生產(chǎn)效率約雙色注塑2倍，綜合成本約僅

6、有雙色注塑1/3。三、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究方面及重點(diǎn)（一）、透明材料選擇一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，即俗稱壓克力或有機(jī)玻璃，）、聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二醇脂（PET）、ABS、ABS/PMMA共混物、透明尼龍、丙烯睛一苯乙烯共聚物（AS）、聚砜（PSF）等， 在注塑加工方面，主要有PMMA、PC和ABS、ABS/PMMA四種塑料。表2主要透明塑料性能對比表材料名稱主要技術(shù)指標(biāo)預(yù)計價格（萬元/噸）可能存在問題硬度透光率（%）PMMAH90-932.0-2.4流動性差，吸水率高，注塑溫度范圍160-270，沖擊性差，耐磨性不好，易劃傷，易脆裂。透明ABSB-HB8

7、5-902.2-2.5流動性好，注塑溫度范圍210-280，尺寸穩(wěn)定性和抗沖擊強(qiáng)度好透明PMMA/ABSHB-H85-872.8-3.2流動性一般，注塑溫度范圍210-270，尺寸穩(wěn)定性和抗沖擊強(qiáng)度好透明PCB-2B902.0-2.5融料溫度高，流動性差，注塑溫度范圍，沖擊性好，耐磨性好，精度高根據(jù)上表以及對各種材料注塑摸底情況表明，PMMA硬度、透光率以及注塑溫度范圍好，但是由于PMMA剛性太大，注塑成型后，應(yīng)力集中，造成沖擊性差，容易脆裂，在家電產(chǎn)品應(yīng)用上風(fēng)險比較大，透明PC經(jīng)過表面處理后，硬度可以達(dá)到2H，特殊型號直接經(jīng)過注塑成型后，硬度也可以達(dá)到1H。PC是一種非晶體工程材料，具有特別

8、好的抗沖擊強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口沖擊強(qiáng)度非常高，并且收縮率很低，一般為0.1%0.2%，產(chǎn)品尺寸精度、穩(wěn)定性高，但是PC流動特性較差，注塑溫度高且范圍窄270-320，注塑工藝性差。ABS 、ABS/PMM具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度；雖然ABS、ABS/PMMA透光率一般，但其良好的注塑工藝性，具有較低產(chǎn)品應(yīng)用風(fēng)險。需要指出的是料溫高于240 以上時, 由于組分分解，ABS、ABS/PMMA霧度會增加, 透明性下降，因此需要保證料筒塑化溫度在230 左右，并

9、防止注塑過程中局部溫度不均造成材料分解，而出現(xiàn)偏色。綜上，為追求優(yōu)越的外觀效果，選擇PMMA、PC最適合，但需要對模具要進(jìn)行專門設(shè)計和制造，并選擇專用螺桿；而選擇ABS、ABS/PMMA時，模具設(shè)計制造簡單，可利用現(xiàn)有設(shè)備直接加工，必要時，可選擇專用螺桿。（二）、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新 為了取得良好的外觀效果，透明（半透明）內(nèi)噴塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要進(jìn)行突破和創(chuàng)新，結(jié)合公司720/820/920系列產(chǎn)品情況，現(xiàn)分析總結(jié)如下：1、掌握壁厚與材料透光率關(guān)系，根據(jù)不同壁厚（1.5-3mm），設(shè)計開發(fā)出不同裝飾效果的產(chǎn)品；2、通過增加臺階面倒角R，增加折射面積，通過光折射原理，形成中框色彩影邊效果；3、增加加

10、強(qiáng)筋、螺釘柱以及特殊部位拔模斜度，防止零件拉白，影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量；4、合理選擇噴涂油漆分界區(qū)域，改變傳統(tǒng)的溝槽模式，建議改變利用臺階垂直面分色，垂直面高度2mm左右，不改變外觀效果；或利用特殊臺階平面分色，臺階面寬度建議為2mm左右，并保證臺階面平整；同時保證分色邊界盡量在同一水平面上；5、通過對特殊面磨砂處理，遮蔽內(nèi)部缺陷或輔助噴涂油漆分界；6、在產(chǎn)品外觀質(zhì)量許可的條件下，注意裝配定位、限位設(shè)計，方便產(chǎn)品組裝加工。（三）、透明塑料制品注塑工藝1、透明塑料制品注塑工藝主要特點(diǎn)1）、加強(qiáng)原料過程控制，保證原料純潔；使用大容量烘箱，確保材料干燥充分；2）、推進(jìn)注塑環(huán)境無塵化，注重機(jī)筒、螺桿及其附件

11、的清潔；3）、盡量選用專用螺桿、帶單獨(dú)溫控射咀的注塑機(jī)；4）、注意溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：防止產(chǎn)生解降的可能；5）、合理選擇保壓時間、冷卻時間，盡量減低熔料在機(jī)筒停留時間； 6）、盡可能提高模具溫度、增加模具的排氣；7）、注意對溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)作細(xì)微調(diào)整，盡可能地減少內(nèi)應(yīng)力而引起產(chǎn)品變形和開裂；8）、注塑過程中盡量減少脫模劑使用。2、影響透明塑料制品外觀質(zhì)量的主要缺陷1）、氣泡主要由于樹脂內(nèi)的水氣和其它氣體排不出去或因充模不足，冷凝表面又過快冷凝而形成“真空泡”。 2）、銀紋銀紋主要是由于樹脂的吸濕引起的，因此，一般應(yīng)將樹脂在比其熱變形溫度低1015的條件下烘干，注意選用合理的

12、容量，還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時先行開機(jī)烘料；其次在充模和冷凝過程中，受內(nèi)應(yīng)力各向異性影響，垂直方向產(chǎn)生的應(yīng)力會使樹脂發(fā)生流動取向，和非流動取向部分產(chǎn)生不同折光率而出現(xiàn)閃光絲紋，當(dāng)其擴(kuò)展后，可能使產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋。3）、震紋震紋是指以澆口為中心形成的密集波紋，產(chǎn)生原因主要是熔體粘度過大，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破此冷凝面，而使表面出現(xiàn)震紋。   4）、白煙、黑點(diǎn)主要是塑料熔體在料筒內(nèi)因局部過熱而產(chǎn)生分解或變質(zhì)形成的。解決的方法主要是清除樹脂雜質(zhì)、污染；盡量降低熔體溫度；盡量縮短樹脂在料筒內(nèi)停留的時間。5）、泛白、霧暈主要是空氣中灰塵落入樹脂之中或樹脂含水量太大而引起

13、的。解決的方法主要是清除樹脂雜質(zhì)、污染；將樹脂充分干燥，且使用帶烘干料斗的注塑機(jī)生產(chǎn)；精確控制熔體溫度、生產(chǎn)周期;提高注塑壓力、模具溫度。當(dāng)然透明塑料制品還有其它如燒焦、縮痕、熔接線、翹曲變形等普通注塑一樣的塑料缺陷，采用普通注塑工藝優(yōu)化即可解決。（四）、透明塑料制品噴涂工藝透明塑料制品內(nèi)表面噴涂工藝和普通噴涂工藝基本一樣，主要注意以下幾個方面：1、在油漆方面1）、油漆配色必須要保證油漆之塑料制品外觀質(zhì)量滿足設(shè)計要求，而不能單純比對油漆顏色本身； 2）、油漆認(rèn)證時，除了增加雙面膠帶粘貼配合實(shí)驗(yàn)，還需要注意透明材料基材變化而對油漆要求的變化。2、在噴涂操作方面盡量保證動作規(guī)范統(tǒng)一，盡量采用低壓、

14、小幅，以保證顏色均勻，避免竄色。3、在遮蔽方案方面1）、透明塑料制品油漆噴涂分界不能采用傳統(tǒng)的溝槽分界，而只能采用垂直或水平臺階面分界，這樣要求制品尺寸控制要求高，盡可能的減少零件翹曲變形；與此同時，噴涂遮蔽工裝制作更精密、更復(fù)雜，一般需要采用氣動自動控制及雙美工線；2）、噴涂分界線復(fù)雜（如曲線、R、以及不同一水平）時，常常采用膠帶遮蔽方式進(jìn)行，膠帶遮蔽時一般采用模切、對齊以及刀片分界劃切法粘貼膠帶；3）、分界區(qū)域膠帶必須選用超薄、分界明顯不易出現(xiàn)竄色、鋸齒缺陷膠帶，如3M244、3M CIP31，其它區(qū)域可采用不遺膠的普通膠帶即可，如3M 2214；4）、膠帶粘貼可采用分組，流水作業(yè)方式，必

15、要時，可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制作粘貼膠帶輔助工裝。（五）、透明塑料制品組裝特點(diǎn)透明塑料制品組裝裝配和普通塑料制品組裝不一樣，不能采用螺釘緊固或卡扣裝配，一般只能采用雙面膠帶粘貼裝配方式進(jìn)行，主要有以下幾方面特點(diǎn)：1）、由于外觀質(zhì)量需要，透明塑料制品一般較難設(shè)計有效的定位、限位結(jié)構(gòu)，需要利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制作粘貼定位工裝；2）、為防止產(chǎn)品使用過程中塑料制品剝離，需要選擇合理的雙面膠帶及粘貼方案，并制作必要的壓緊工裝；3）、需要制定、驗(yàn)證粘貼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，明確出粘貼質(zhì)量檢測方法。四、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用建議現(xiàn)在，公司720/820/920等系列透明內(nèi)噴產(chǎn)品即將或已經(jīng)投入量產(chǎn)，根據(jù)現(xiàn)在生產(chǎn)情況表明，還存在一些不足，故建議：1、推進(jìn)注塑無塵工廠建設(shè)，改進(jìn)塑化系統(tǒng)，推進(jìn)專