特邀網紅MD分享「常用塑膠表面處理工藝」
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導語:要得到塑膠產品的外觀質感化、多樣化,需要將塑膠材料進行表面處理。常用塑膠表面處理工藝包括塗層、鍍層、印刷、覆膜、去除材料、免噴塗材料的使用。
一
塗層
在製件上的表面上附著一層塗物,使之形成塗膜,對製件起到保護、裝飾以及其他滿足功能性的要求。對塑膠件的表面處理理論上可以進行噴漆和噴粉兩種方式,實際上塑膠件的塗層處理一般只採用噴漆的方式進行。
噴漆
與噴油是指的同一種處理工藝,這裡我們統稱它為噴漆。是藉助於壓縮空氣將液態塗料(俗稱油漆)分散成漆霧微粒粘附在被塗物表面。
噴漆工序
噴漆一般需要經過以下幾個步驟進行。
1.塗料性能檢查、充分攪勻塗料、調整塗料粘度、塗料凈化過濾、塗料顏色調整。
2.塗底漆。
3.塗色漆。
4.打磨補漆。
5.噴塗面漆。
各個工序間需要乾燥,加熱烘乾,又有一塗一烤和多塗多烤之分。
在這裡也順便介紹一下噴粉的工藝:
噴粉
,靜電粉末噴塗。靜電粉末噴塗設備的組成是供粉桶(用壓縮空氣供粉)、高壓靜電發生器、靜電噴粉槍組成。噴塗的粉末塑粉,是塑料粉末。
噴粉特點
1.粉末塗料不含任何溶劑,是100%固體分的塗料。噴粉工藝塗裝只需噴粉、固化、冷卻等3道工序,一次成膜。
2.可直接塗覆至被塗物表面,經烘烤固化形成塗膜,且未被塗上的粉末可回收再使用,粉末塗料利用率約在95%以上。
噴漆與噴粉對比:
二
鍍層
對塑料進行鍍層的處理,一般是為了獲得金屬的表面效果,或達到導電、磁性、導熱等金屬的功能性要求。在某種程度上可以代替金屬製品,降低成本。包括PVD、CVD、化學鍍、電鍍等。
1.PVD
物理氣相沉積,主要包括真空蒸發和磁控濺射。要求沉積薄膜的空間內要有一定的真空度。
鍍鋁膜,複合材料包裝製品。
汽車隔熱防爆膜,其中金屬隔熱層由在PET膜上通過真空蒸鍍或真空磁控濺射金屬鋁、銀、鎳等而成。
2.CVD
化學氣相沉積,把含有構成薄膜元素的氣態反應劑或液態反應劑的蒸氣及反應所需其它氣體引入反應室,在襯底表面發生化學反應生成薄膜的過程。
化學氣相沉積膜層緻密,結合力強,厚度比較均勻,膜層質量穩定。
影響膜的組成和結構的因素很多,如氣體運動速率、壓力分布、溫度等,必須嚴格控制才能得到理想的膜。
3.化學鍍
化學鍍、電鍍以及化學還原等方法都要在溶液中進行,被稱為濕法鍍膜。化學鍍是目前使用廣泛的一種塑料金屬化加工方法,依據氧化還原反應原理,利用強還原劑在含有金屬離子的溶液中,將金屬離子還原成金屬而沉積在各種材料表面形成緻密鍍層。
尼龍表面化學鍍銅,使尼龍布具有良好的防電磁輻射性能。
化學鍍特點
1.鍍覆過程不需外電源驅動,設備簡單。
2.均鍍能力好,形狀複雜,有內孔、內腔的鍍件均可獲得均勻的鍍層。
3.鍍層緻密,孔隙率低。
4.適用的基體材料範圍廣,可在金屬、非金屬以及有機物上沉積鍍層。
5.容易製取非晶態合金和某些持殊功能薄膜,如磁學、光學、電學等功能鍍層。
6.鍍液壽命短、穩定性差,鍍覆速度較慢。
4.電鍍
電鍍是一利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程,是利用電解作用使金屬或其它材料製件的表面附著一層金屬膜的工藝。目前用於電鍍最多的塑料是ABS,其次是PP。
優點:電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多採用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。
缺點:需要使用對環境有害的鉻金屬衍生物和鎳,危害環境。
eg:綜合案例
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部件:上蓋、下蓋、後蓋、前鏡 工藝:噴漆
部件:前鏡框 工藝:電鍍
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部件:logo 材料:PC
工藝:電鍍、背面噴漆、鐳雕 效果:亮銀、白色燈光
三
印刷
對塑膠材料的印刷處理包括:絲印、水轉印、熱轉印、移印。
1.絲印
絲網印刷屬於孔版印刷,孔版印刷的原理是:印版(紙膜版或其它版的版基上製作出可通過油墨的孔眼)在印刷時,通過刮板的擠壓使油墨通過孔版的孔眼轉移到承印物(紙張、陶瓷等)上,形成圖象或文字。
絲網印刷設備簡單、操作方便,印刷、製版簡易且成本低廉,適應性強。
2.水轉印
利用水壓將帶彩色圖案的轉印紙塑料膜進行高分子水解的一種印刷。其間接印刷的原理及完美的印刷效果解決了許多產品表面裝飾的難題。
兩種工藝流程:
1.製作水標轉印花紙→花紙浸泡→圖案轉貼→乾燥→成品
2.水披覆膜紙製作→被轉印物噴底漆後烘乾→膜紙入水→噴活化劑於膜上→物件觸膜轉印→水洗→烘乾→噴光油帶干後包裝成品
3.熱轉印
熱轉印一次加工(加熱加壓)將轉印膜上的圖案轉印在產品表面,成型後油墨層與產品表面溶為一體。熱轉印顏色更為豐富,薄且不易開裂、不脫落。
4.移印
在不規則異形對象表面上印刷文字、圖形和圖象,現在正成為一種重要的特種印刷。採用鋼(或者銅、熱塑型塑料)凹版,利用硅橡膠材料製成的曲面移印頭,將凹版上的油墨蘸到移印頭的表面,然後往需要的對象表面壓一下就能夠印出文字、圖案等。
g:綜合案例
微鯨分體電視主機
部件:端子蓋板 工藝:端子指示文字絲印
四
覆膜
對塑膠件的覆膜處理包括了燙金、IMD、OMD等。
1燙 金
燙金工藝是利用熱壓轉移的原理,將電化鋁中的鋁層轉印到承印物表面以形成特殊的金屬效果,因燙金使用的主要材料是電化鋁箔,因此燙金也叫電化鋁燙印。電化鋁箔通常由多層材料構成,基材常為PE,其次是分離塗層、顏色塗層、金屬塗層(鍍鋁)和膠水塗層。
微鯨電視D系列55寸
部件:前框 工藝:燙金
2.IMD
IMD是一種在注塑模具內放置薄膜來裝飾塑膠外觀表面的技術。 OMD是一種將半完成的素材,在專用機台上利用真空及加熱的條件,將裝飾薄膜轉印或貼覆在素材上,讓素材表面展現出裝飾薄膜效果的製程。屬於一種模具外加飾的做法。
IMD根據工藝的不同可以分成IML和IMR:
IML
1是把薄膜印刷好,經過成型機成型,再經過剪切後,放置到注塑模具內。
2表面有一層硬化的透明膜,是印刷圖案層,背面是塑膠層,由於油墨夾在中間,可使產品防止表面被刮花和耐摩擦,並可長期保持顏色的鮮明不易退色,越摸越光亮。
工藝製程:
IMR
1圖案印刷在薄膜上,薄膜製作成循環滾筒卷帶,通過送膜機將膜片與塑模型腔貼合進行注塑。
2注塑後圖案的油墨層與薄膜分離,最終的產品表面是沒有透明的保護膜(與IML區別)。
工藝製程:
eg:綜合案例
3OMD
OMD新一代製程不是取代IMD技術,而是延續IMD製程,分為OMF(不撕膜)、OMR(撕膜),OMF需要有後段沖切製程,OMR需要有UV硬化製程。
綜合比較幾種方案:
五
去除材料
塑膠件的去除材料的處理工藝包括了咬花、拉絲、鐳雕、噴砂和拋光等。
1.拉 絲
拉絲是反覆用砂紙或其他粗糙工具將製品表面刮出線條的製造過程。
2.鐳 雕
經過處理的激光光束照射在材料表面,光能瞬間轉換為熱能,使表面材料瞬間融化甚至汽化,從而形成標記。
3.噴 砂
噴砂利用高速砂流(銅礦砂、石英砂、金剛砂等)的衝擊清理和粗化基體表面的過程。使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,使工件表面的機械性能得到改善。增加了它和塗層之間的附著力,延長了塗膜的耐久性,也有利於塗料的流平和裝飾。
4.拋 光
拋光是指利用機械、化學或電化學的作用,使工件表面粗糙度降低,以獲得光亮、平整表面的加工方法。是利用拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件表面進行的修飾加工。
5.咬 花
在注塑成型的模具表面做咬花處理,咬花是採用化學藥水(如硫酸、硝酸等)與模具鋼材產生化學反應,得到需要的紋路。
通過咬花,可以遮擋一些縮水、合模線以及分型面、滑塊造成的斷差痕迹,經過曬紋、噴砂程序後增加了零件的表面強度,防止刮花,防滑、防轉、有良好的手感,製成麻面或亞光面,防止光線反射、消除眼部疲勞等。
咬花流程:洗模-粘模-化學檢驗-表面處理-印花處理-化學蝕刻-表面處理-QC-防鏽處理-包裝。
六
免噴塗材料
免噴塗是在塑膠原料(PP、ABS、AS、PC等)中通過熔融共混的方式加入具有不同顯示效果的:金屬粉、珠光粉、陶瓷粉、高光色粉等,使其自帶特殊色彩效果,加工工藝有擠出成型、吸塑成型、注塑成型。
eg:綜合案例
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本文轉載自公眾號:鯨嘆號
文|Will
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