经由涂装制程后涂膜面所呈现之金属质感,颜色可随不同性质产品及客户需求而作多样化调整,多变及多样化的选择,已成为目前运用最为广泛之材料,普遍运用于3C相关信息产品上。
此系列材料上,除颜色可随客户设定需求设定外,在银粉粒径&闪度上,亦有不同等级材料可作搭配,更提供客户多样化的选择。 原料中的铝粉粒径愈小,涂膜面所显示之金属值感与 闪度愈鲜亮,对在制程加工上难度也较高,是选用此材料前需考虑。极佳的柔软表面触感及涂膜面优秀的耐擦伤、耐冲击、耐磨性、耐化学品特性,对使用接触频繁材料上,极适合采用此系列材料用于外观之涂装。
皮革漆涂料其材料特性在涂装上,需于喷涂后作60度*30分之持续烘烤,涂膜层之特性才可达最佳状况,故成型材料之耐变形温度及结构强度,设计上需多加以考虑,烘烤温度及时间对成品可靠度有直接影响,此项制程控制显是相当重要。
皮革漆标准膜厚为30u以上,不良品修补需考虑累积膜厚,在材料损耗LOSS上,将高于一般涂料涂装制程,由于成本上比一般面漆明显较高,目前使用此原料涂装仍不普遍。此系列涂料特色在于运用有色底漆涂装于下层,再搭配半透明原料(珍珠粉)涂装于上层,从不同视觉角度下,可呈现出颜色变化之特性,由于涂料本身遮蔽率极差,涂装制程中涂膜厚度变异对颜色有相当程度之影响,也因此在颜色控制规格定义上,比其它系统涂料较为宽松。产品作变色珍珠涂装设计时,成品外观之掌控上须更为严谨,涂装面以平面打光方式处理,呈现之颜色变化较咬花面理想。
多色像、大幅度变化外观设计为此系列涂料所强调之特色,此原料成本与一般材料有着极大差距(约30-40倍),目前使用此系列涂料以手机上涂装较有使用之空间,完全基于原料成本之考虑,目前在N/B产品上极少选用。
产品作变色龙涂装设计时,涂装面以平面打光方式处理呈现之颜色变化较咬花面为佳涂膜面光泽度在80度以上,极佳之鲜艳性、外观优美,有逐渐热门化趋势。
涂装制程方式有三种,直接作一涂或在有色涂膜层上加喷透明金油,直接以有色高光泽涂料作业,由于制程单纯相对在成本与时效上较具竞争性,但也由于材料中有色料加入,原料流动性较差,造成涂膜面平坦性较差,表面橘皮现象也相对较为明显,以调整涂料粘度可做些微改善,但须同时考虑降低粘度对遮盖率影响程度。使用加喷透明金油方式涂装,成本与加工时间上较高及长,但涂膜面因采二次涂装,在耐摩擦之测试上较前制程优越,在外观上鲜艳质感也较佳。
另一种加工方式是在成型材料上直接涂装透明金油,此方式在成型素材上须能严谨及有效控制,透明金油中并未含有任何色料,是无法遮蔽素材表面任何瑕疵。此系统涂料在涂膜面之耐摩擦.耐化学品.耐候性?等各项物性上测试上更较二液型涂料更具优秀之物理性,干燥方式较一般传统烘烤制程不同,需搭配特殊硬设备(紫外线照射炉),以达反应干燥条件,涂装后不良品无法作修补重工动作(因涂膜面经反应硬化后, 再涂会有密着不良脱漆之现象)。 2.2 材料选择
基于涂料相异系统所得到之涂膜物性有极大差异,在产品初期规划阶段应作谨慎考虑,目前低温涂装制程涂膜面硬度等级单液型涂料在F-H,双液型涂料在H-2H等级,但其制程初期干燥时间与自然干燥时间须超过72hr以上,方可达到H等级之硬度,相对从投入到所需之时间高于单液型涂料。双液型涂料涂膜干燥硬化后,具优良之耐化学品.耐候性.耐磨擦.极佳之表面硬度。影响涂膜硬度另一项重要考虑为成型选用原料,底材硬度直接影响涂膜硬化成形之表面硬度,相同涂料喷涂在不同底材上,会得到不同之测试结果,以目前在信息产品上使用较普遍之原料来区分,加碳纤及玻纤硬度较佳,其次是PC. PC+ABS. ABS。对于低附加价值之产品可考虑使用单液型涂料作业,重工性佳,制程所需时间短,客户要求规格相对较低,符合成本效益。 2.3 喷涂件结构设计
1)就涂膜面可靠度考虑上,应避免涂装面任何可能出现之锐角外观,涂膜标准厚度约18-25u(双液型),锐角部位涂料附着状况远低于平面附着,故在锐角部位之涂膜层可靠度(耐磨&附着度测试),会出现相当大的疑虑。 2)双色涂装为目前相当广泛使用之外观设计,对于两色交界设计与涂装相 互关系,分别提出以下建议:
a)以美工沟槽设计作区隔时(沟底喷漆),建议
宽度为0.8-1.0mm,深度为 0.4-0.6mm,由于涂装沟槽会产生明显气流反 弹现象,过深或太窄之设计将降低涂料附着率。以美工沟槽设计作区隔时
(沟底不喷漆),建议宽度为0.8-1.0 m/m,深度为0.5-0.7mm,宽度较低直接降低模具崁入部位之强度,其次宽度大于0.8mm才能有效预留成型尺
寸变化对模具产生无法崁入之变量。
b)另外美工沟槽R角应以自然R为优先考虑,R角愈大将会降低喷漆治具强度及寿命,此部分需作考虑,使用治具B之遮蔽设计,在R角部位将无法达到理想质量(产生交界模糊)以高低落差方式设计作区隔时(沟底
不喷漆),建议其落差 为0.6-0.8 mm,为避免积漆,遮蔽方式只有一种选择。沟槽内规格常较具争议部位,因为对于加工成本及
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治具模具开模数有直接关联,如何在喷漆治具开模前作检讨及定义,对顺利导入量产有相当帮助,对于喷涂模数与沟槽内喷漆请参考图面。?
双色涂装制程可选择颜色重迭与个别涂装方式,此二种制程对成本较有直接关联,作个别遮蔽治具涂装在模具与加工费用明显增加,而作双色涂装制程,若在涂料遮蔽率理想状况下,重迭涂装流程比较能符合成本效益。组装功能上需预留涂装膜厚,在量产阶段任何追加遮蔽涂装区域的变更都直接影响加工成本,涂膜厚度于设计初期应作一并考虑,滑动部位及紧配合区域特别重要,涂膜厚度(双液型面漆)正常涂装单边约为20u,不良品修补累计膜厚可能达45u,皮革漆修补累计膜厚达70u(单次涂装30u),导电漆(铜)膜厚约40u。涂膜面光泽度设定
以10-25度在制程控制及成品涂膜面物性测试结果,都有较佳之表现,低于10度之产品表面对耐刮伤表现较差.而由于会对瑕疵有加强显现作用,故高于25度光泽之制程良率也将会相对下降,高光泽产品涂装须受限于无尘环境作业,否则将无法有效提升良率就是因为有此考虑。EMI设计以涂装方式处理,上、下盖.前、后盖接触面如藉由导电漆喷涂结合线达到导通性,结合面在不影响空间下,高度以2mm效果较佳,由于导电漆材料特性,对于接触面若设计需涂装时,需考虑装配及维修拆卸时会因摩擦产生金属粉粒脱落之现象,涂(A)设计较涂(B)设计适合量产制程。除此在整个涂装面机构设计上应尽量减少转折面及断切面。boss根部设计上需加入凹槽时,应以斜角方式代替直角处理,否则会降低电阻传送速度,若因此造 成喷漆死角,极可能造成无法导通状况。以涂装方式作EMI处理制程,其低成本.开发周期短.加工制程所需时间较短,具有相当大之竞争性与弹性。对于模具结构/成型条件&不同涂装制程之间,有相当影响程度与关联,最明显的就是在变型量与尺寸之变异上,除考虑各制程对素材影响程度,最重要的应是在量产前作完整之追踪及纪录,不同产品制程若以经验去预估变量,而无藉由产品验证时,将有其风险性存在,这部分对于最终产品质量相当重要且必须的步骤。由于生产时间短,成型制程后常欠缺足够供材料稳定之时间,即进行后制程加工,常造成质量上(尺寸&变形量)极大的不确定性,此现象是目前非常普遍存在问题,值得重对于
涂膜面喷涂完成后可加贴保护胶膜之时机,首先考虑之因素为涂装原料系统,一般单液型于喷涂后经烘烤完成动作,再经自然干燥4hr以上即可加贴,而二液型涂料因为属于反应型涂料,先前曾提到除了初期干燥时间外,尚需要反应干燥时间, 以涂料供货商建议为7天,如果无法提供足够时间就贴上胶膜,就有浅在性的风险存在。由于保护胶膜本身胶质中含有不同比例溶剂,在与涂膜面长期接触下,如涂膜面未完全干燥,则必然产生化学反应而破坏涂膜层。对于涂膜面凸出异物也将会因加贴保护胶膜,在撕开后产生点状脱落之现象,即使此缺点原属可允收之规格内,也会因此制程而提高不良率。 3 印刷工艺介绍
印刷也是在表面处理中常用的一种工艺,下面简单介绍一下几种印刷工艺: ?
“移印”印刷
移印的原理是把所需印刷的图案先利用照相制版的方法,把钢版制成凹版,再经由特制硅胶印头转印到被印刷物上,并且可依产品的材质不同,调制专用的油墨,以使品质得到保证。 移印机工作流程分为以下四点: 1、 2、 3、 4、 ?
由毛刷将油墨均匀覆盖在钢版上; 由刮墨钢刀将多余油墨刮除;
由印头下降到钢版将图案内的油墨沾起; 移位下降至产品将图案盖在被印刷物上。 丝网印刷
丝网印刷可按其版式,印机品种.油墨性质及承印物的类型分成许多种类.但就其印刷方式而言,可分为以下几种: 1.平面丝网印刷
平面丝网印刷是用平面丝网印版在平面承印物上印刷的方法.印刷时,印版固定,墨刀移动.
2.曲面丝网印刷
曲面丝网印刷是用平面丝网印版在曲面印物(如球.圆柱及圆锥体等)上进行印刷的方法.印刷时,墨刀固定,印版沿水平方向移动,承印物随印版移动.
3.轮转丝网印刷
轮转丝网印刷是用圆筒形丝网印版,圆筒内装有固定的刮墨刀,圆筒印版与承印物作等线速同步移动的印刷方法,亦称圆网印刷.
4.间接丝网印刷
前面三种方法均由印版对印件进行直接印刷,但它们只限于一些规则的几何形体.如平.圆及锥面等,对于外形复杂.带棱解及凹陷面等异形物体,则须用间接丝印法来印刷.其工艺常由两个部分组成; 间接丝印=平面丝印+转印
即丝印图像不直接印在承印物上,而先印在平面上,再用一定方法转印到承印物上. 丝印花纸+热转印 丝印花纸+压敏转印 丝印花纸+溶剂活化转印
间接丝印已成为丝印业的重要领域.
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5.静电丝网印刷
静电丝网印刷是利用静电引力使油墨从丝印版面转移至承印面的方法.这是一种非接触工的印刷法,是用导电的金属丝网作印版,与高压电源正极相接,负极是与印版相平行的金属板,承印物介于两极之间,印刷时,印版上的墨粉穿过网孔时带正电荷,并受负电极的吸引,布落到承印面上,再用加热等方法定影成印迹.此法目前主要用于高温承印物,如出炉钢板等的印刷. ?
曲面印刷
曲面印刷是指用一块柔性橡胶,将需要印刷的文字、图案印刷至含有曲面或略为凹凸面的树脂成型品的表面。曲面印刷是先将油墨放入雕刻有文字或图案凹版内,随后将文字或图案复印到曲面上,再利用曲面将文字或图案转印至成型品表面,最后通过热处理或紫外线光照射等方法使油墨固化。 曲面印刷工艺流程: 1.成型品的脱脂
采用有机溶剂清洗成型品表面渗出的油污。因为成型品的表面易受模具防锈剂、脱模剂、人的油脂,树脂的添加剂等的污染,导致油墨开裂,降低了油墨与成型品的密接性。特别是当出现印刷不均匀问题时,则表明成型品表面受污染的可能性极高。 2、成型品的表面处理(必要时)
绝大多数的合成树脂与油墨的密接性不如金属和纸。为此有必要对成型品的表面进行适性处理。特别是“夺钢”,必须事先采用电晕放电处理方法对表面进行处理。 3、印刷
a、将油墨放入凹版内 b、刮去过量的油墨 c、挤压曲面取得油墨
d、将曲面的油墨转印到成型品的表面 e、清洗曲面、版面(必要时) 4、油墨的固化处理
在多数情况下,采用某些方法使油墨固化。特别是工程塑料,为了防止受油或溶剂等的污染,仅靠单纯的干燥不能得到良好的印刷效果。为此,使用反应性的油墨可以提高树脂与油墨的密接性。硬化处理方法则有热硬化处理与UV硬化处理二种。无任采用何种方法,都利用了油墨的化学反应性能,请务必选用合适的油墨
热固化处理:将印刷后的成型品放入恒温槽内,使印刷品被远红外线照射或热风加热,因热反应使油墨固化。通常温度控制在60~100℃左右,有时温度也会达到150℃左右。一般来说,固化的温度高,则可得到良好的印刷效果。但是,承印物为塑料成型品时,如果采用高温处理的话,则会引起成型品的收缩及变形。
此外,印刷后干燥不充分的话,加热会造成溶剂起泡。
UV固化处理:被印刷的成型品在特定波长的紫外线(UV)照射下,利用光化学反应使油墨固化的方法。 5、涂布过多等后处理(必要时)
为了提高印刷品的耐久性,有时会实施表面涂布等后处理。表面涂布方法,一般以涂布热固化性或UV固化性的透明涂布液最为常见。 4 IMD,IML工艺介绍
4.1 IMD工艺介绍 详见第六章内容。
4.2 IML工艺介绍 详见第六章内容。
第五章、装饰件设计
随着消费者审美标准的提高,以及手机工艺的快速发展,为了丰富手机外观颜色搭配和提升质感的表达效果,越来越多的各种类型的手机装饰件被应用。大致分为电铸件、铝装饰件、不锈钢装饰件、粉末冶金件、水晶标牌、钻石及人造宝石等几类。 1. 电铸件
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1.1 特点
金属感强,档次高,耐磨性好。能进行超精密加工、容易加工出形状复杂的零件;零件和模具一体。 1.2 原理及工艺
A、刻模具(材料铜,钢,镍),称为原始模具,加工方法,一种是立体雕刻机,刀头如图, 只有0.1mm,另一种为精密CNC,光面用CNC加工。模具与零件反型。 B、原始模具放到电解槽中,镀镍, 零件一样。
C、上一件镀出的零件进行剥离,作为模具再镀10~12小时,有0.5mm厚,得到的模型与零件反型,此为一级模。 D、一级模再镀一次,称为二级模,进行微处理,得到的模具和零件一样。 E、二级模处理成为三级模,与零件反型。
F、三级模处理成为四级模,与零件一样,可以打样。样件是2~5件。
中间的每一套模具都要进行微处理,处理成两种效果,一种是光面,用砂纸或抛光机抛光,一种是麻面,处理方式有喷沙,腐蚀,电火花。 G、四级模基础上复制成凸模,再复制成凹模,循环复制,把所有的凹模连板焊接成为模具,电铸出的产品为突出的电铸效果,模具大小为320*280,产品的价格取决于一块模具能够排多少件,也就是零件的尺寸,一张模具使用寿命不超过10次就需要报废。电铸出的产品用切割机切割成产品。然后背胶,用模切机切边。一般用镍做材料,比较硬,复制的次数多,铜材就容易磨损。 电镀时用的防护层为PVC类的塑料. 1.3 表面处理及效果 1. 镭射效果:
夏新手机上的龙和蝴蝶是镭射雕刻,图案一般凹进去,镭射的面很细微,容易磨损,一般做凹进去的效果,凸出来容易磨损掉。 镭射加工,类似防伪标记,但防伪标记达不到这种装饰件效果。原理如图:
表面的七彩效果就是靠表面的细碎面进行光的反射达到的。
,厚度由电解时间和电流大小决定,厚度也有一定的浮动,尖点的地方厚一些。得到的模具和
雕刻深度不超过3mm,拔模在10度以上,字和图案比较复杂的效果要在27.5度。斜面是光面要在40度,表现光亮效果。 电铸件厚度日本在0.2正负0.1公差,结帝公司是0.22正负0.05公差。 2. 字和图案效果: 凸,凸出光面 凸,凸出镭射面 凹,凹入光面 凹,凹入镭射面 3. 颜色效果: A. 银色,为本色; B. 黄色,镀金;
C. 黑珍珠色,镀黑珍珠镍。 1.4 电铸件结构设计
1. 浮雕或隆起部分边缘处最小倾斜度为10度,字体斜度为15度以上。 2. 铭板的理想全高为3mm以下,浮雕或隆起部分在0.4mm—0.7mm之间。
3. 字体的高度或深度不超过0.3mm,若采用镭射效果则高度或深度只能在0.1mm左右。
4. 板材的平均厚度为0.22±0.05mm,若产品超过此厚度则应采用中空结构,并允许总高度有±0.05mm误差。 5. 经过冲床作业后的电铸铭板,其外缘切边宽度平均为0.1mm左右。 6.电铸件在面壳上一般采用背胶的方式固定。
7. 若需要喷涂处理,客户应提供金属色样,由于工艺的差别,应允许最后成品的颜色与色样有轻微差异。 2. 铝装饰件 2.1 铝板拉丝
铝板拉丝其实是一种修复工艺,也可起美观作用。根据效果可分为直纹、乱纹、波纹、 螺旋纹等。并且一般是先拉丝再电镀。 ? ?
直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。连续直纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦获得。改变不锈钢刷的钢丝直径可获得不同粗细的纹路。
乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下,使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工,对铝或铝合
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金板的表面要求较高。 ? ? ?
波纹一般在刷光机或磨擦机上制取。利用上组磨辊的轴向运动,在铝或铝合金板表面磨刷,得出波浪式纹路。
旋纹也称旋光,是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上,用煤油调和抛光油膏,对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。
螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机,将其固定在桌面上,与桌子边沿成60度作用的角度,另外做一个装有固定铝板的拖板,在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹进度。利用毛毡的旋转与拖板的直线运动,在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。 2.2 阳极处理
阳极处理又称为阳极着色处理,也被称做腐蚀处理。
铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜,颜色丰富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨,抗腐蚀性极高。其基本原理为:在电极和电解液的作用下,表层的铝离子会被分解到电解液中和颜料离子混合后,再将电极反转,使铝离子和颜料离子再重新附着到铝件的表面上,这样就能镀上颜色均匀、附着力强的氧化物薄膜。在这个过程中要注意控制电极作用的时间,以保持铝件的厚度不变。
封孔(Sealing)为阳极处理的后处理,是将吸附染料的微孔状氧化层与水反应,生成水含氧化铝,使氧化铝的体积增加;封闭表面微孔,形成非导电性膜层;还可防止再吸附造成的膜层污染;增加着色的牢固性;提高表面耐磨性和耐气候性等。 阳极处理过程中使用的设备有:
1.电接触(electrical contact):因为阳极镀层不易导电,所以铝的表面最初就须完全接触。
2. 挂具(racks):挂具是铝材与阳极板唯一导电通电流的工具。则其导电性能要好,一般用铝或纯钛做挂具,避免过热或弧光。 3. 冷却及搅拌,阳极处理会释放出热量,为维持操作温度,需使用冷却管或热交换器来控制温度。搅拌可采用空气或机械搅拌方式。 4. 电解漕:316不锈钢,锑铅,碲铅被用做称表及阴极;内称可用橡胶,塑胶或玻璃。
5. 电力供应:可由直流发电机或整流器供应阳极处理所需要的电力,一般需24V,但在硬质阳极处理及电解着色电压可达到100V,最好能有定压及定电流的控制。 6. 液雾排除:需要有适当的排风设施 2.3 喷砂处理
喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面,以符合光泽柔和等特殊设计需要。同时,可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。喷砂通常在专用喷砂机内进行。根据砂面粗细程度的要求,选择适当目数的石英砂,喷制成适当的砂面。均匀适度的喷砂处理,基本上可克服铝材表面的常见缺陷。 2.4 高光切削 ? ? ?
高光加工严格说不属于预处理,而是后加工。高光加工的零件由于光泽度高,配以粗细刀纹,利用折光原理,可以大大增强装饰效果,近两年来深受欢迎。
高光切削是在CNC机床应用刀具进行快速切削使标牌及其它装饰件产生出高光亮面的工艺。切削过程中由于发热会使铝表面产生一层氧化膜,保护加工面长期保持光亮。
高光加工设备较为简单,可以专门设计制造,亦可用铣床、钻床改制。加工中工作台面要能快速进给,刀具转速为7000~10000转/分,刀刃角度一般为140°左右,亦有特殊要求的,可使用多种不同角度的刀具。据介绍,日本的“万能高光机”配有一套12把不同角度的刀具,刀刃角度有30°、45°、60°、75°、90°、130°、140°、160°等。装饰件上切削角度的设计与铝板的厚度和转角的大小有关,一般以45o~30o为宜,GSM2561项目中面壳铝装饰件的切削角度是14o。 2.5 铝装饰件结构设计 3. 不锈钢装饰件 3.1特点
厚度薄0.2mm~0.3mm,硬度较铝及铝合金高,以前的颜色单一,但随着技术的发展现在颜色已逐渐丰富起来。
3.2 PVD技术(物理气相沉积Physical Vapor Deposition) ?
PVD技术是目前国际上科技含量高且被广泛应用的离子镀膜技术,
它具有 镀膜层致密均匀、附着力强、镀性好、沉积速度快、处理温度低、可镀材料广泛等特点(此章节主要阐述PVD技术在不锈钢及铜料表面电镀加硬膜HC的应用),是表面处理工程领域较佳的选择。 ?
PVD技术包括真空蒸镀、溅射膜和离子膜。PVD本身镀膜过程是高
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