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表面 处理 工艺
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第十章:产品表面处理和加工工艺1 0 . 1 原色(材料表面不经过任何化学或涂覆处理,反映材料本身的外观特质)1 0 . 1 原色(材料表面不经过任何化学或涂覆处理,反映材料本身的外观特质) 光面: 经过打磨,抛光,材料表面光 滑 ,显 出一种 出现高 光效果1 0 . 1 原色(材料表面不经过任何化学或涂覆处理,反映材料本身的外观特质) 哑面: 材料表面反材料本身的光泽, 不呈现 镜面效 果 粗纹面: 金属材料经过拉丝工艺处理 , 表面 出现一 定的纹 理效果 , 或者在模具上刻上一定的花纹, 使塑 料外壳 表面出 现一定 的装饰 纹理抛光 什么是抛光? 利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加 工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度,而是以得到光滑表 面或镜面光泽为目的,有时也用以消除光泽。 针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程),中抛(精加工过程) 和精抛(上光过程),选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果,同 时提高抛光效率。 新概念:生物抛光 生物抛光是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并 增加织物的光洁度和柔软度。生物抛光是去除从纱表面伸出来的细微纤维,这些微纤被去除了 就不会起毛起球,色泽也更光亮,表面茸毛减少使得布面更光洁。 抛光 —— 工件表面 生物抛光 —— 织物表面金属拉丝 在金属压力加工中.在外力作用下使金 属强行通过模具,金属横截面积被压缩, 并获得所要求的横截面积形状和尺寸 的技术加工方法称为金属拉丝工艺.使 其改变形状.尺寸的工具称为拉丝模. 拉丝可根据装饰需要,制成直纹、乱纹、 螺纹、波纹和旋纹等几种。 ? 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。 ?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,对铝或铝合金板 的表面要求较高。 ?波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。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。 它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性 加工。 直纹 乱纹 波纹喷砂 什 么 是 喷 砂 ? 是采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷 料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂) 高速喷射到被需处理工件表面,使工件表面的外 表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表 面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的 清洁度和不同的粗糙度 喷 砂 用 途 即人称之为IMD( 在模具 内转印 注塑 ) 。 ) IML ( 在模具 内贴膜 注塑 ) : 把Film 薄膜印 刷好 经过成型机Forming 成型, 再经过 剪切后 放置到 注塑 模具内生产出来的 。 此Film 一般 可 分为三层 :基材 ( 一般是PET ) 、 油墨层 (INK )、 胶合材料 ( 多为 一种特 殊的粘 合 胶 )。 1 0 . 2 印刷1 0 . 2 印刷IML 的工艺工序 裁料--- 平面印刷--- 油 墨干燥 固定--- 贴保护 膜--- 冲 定位孔--- 热 成型--- 剪切外 围形状--- 材 料注塑成型工艺流程如下 图 : 具 体说明 如下 : 1) 裁料 : 把卷状的薄膜Film 裁剪成 已设计 好尺寸 的方形 块 ,供 印刷 、 成型工 序用 。 2) 平面印刷 : 根据要求 的图标 、 文字 制造成 菲林网 , 在裁 剪好的 薄膜 Film 方形块上印 刷图标 、文字 。 3) 油墨干燥固定 : 把印 刷好的 薄膜Film 方 形放置 在高温 烤炉里 干燥 , 目的是 固定IML 油墨。 4) 贴保护膜 : 避免在冲 定位孔 工序时 弄花已 印刷好 的薄膜Film 表面, 有时需 贴上单 层 或双层保护膜 。 5) 冲定位孔 : 热成型的 定位孔 一定要 冲准 。 剪切工 序的定 位孔有 时也要 事先冲 孔 。 6) 热成型 (高压或铜模 ):把 印刷好 的薄膜 加热后 , 用高 压机或 铜模在 预热状 态下成 型。 7) 剪切外围形状 : 把成 型好的 立体薄 膜的废 料剪切 掉 。 8) 材料 注塑 : 把成型后 跟前模 立 体形状一 模一样 的 薄膜放到 前模上 , 注塑出IML 成品 。 1 0 . 2 印刷优点及注意事项 : 效果有光面 、麻面 、 金 、 银 、 拉 丝 、 镭 射 、 全息 ;油墨与涂料接合 ; 颜色稳定 , 定位度高 ; 在有限凸凹表面印刷 ( <3 ° ); 正反面印刷 ; 表面纹理和坑纹可同时上 色 ; 表面耐磨 , 有耐磨涂层 ; 图案附着力好 ; 注意不同效果的材质拉伸 。 1 0 . 2 印刷1 0 . 2 印刷 热烫印法。该方法是利用压力和热量将压 膜上的粘结剂熔化,并将已镀在压膜上的金属 膜转印到塑料件上,如电视机、计算机、C D机 等电子类产品的金属色标志,各种化妆品瓶盖 上的金属色商标等也都用此工艺加工而成1 0 . 2 其他 仪表板本体以注塑工艺制成的为硬塑仪表板,因其工艺 简单、投资低等优势而被广泛应用,尤其是中低档车。 其中有局部或全部涂装饰漆或软触漆,以改善外观、增 加色调或提高质感。 吸塑仪表板是在注塑或压制骨架外吸附并粘结或在注塑 时复合表皮,使其外观有皮质感。 半硬泡软质仪表板是在表皮和骨架之间填充有聚氨酯泡 沫,既提高触感又增加吸收能量的能力。目前半硬泡软 质仪表板的表皮主要有真空热成形表皮和搪塑表皮。前 者是传统的仿真皮工艺制成;後者在近年因其花纹均匀、 无内应力、设计宽容度高等特点被广泛应用,并得到客 户高度认可,将成为中高档车主导。1 0 . 2 其他 二 色 成 形 二色成型是利用模具将两种不同颜 色的塑料结合在一起 ,利用两种塑 料颜色的差异性来显示字体 。二色 成形的优势在于字体颜色鲜艳 、耐 用度高、不易有掉字的现象 ,制造 技术好的话键帽触感表现就会十分 不错。 优 劣 : 这种顶尖技术其制造的固定成本 非常高 ,同时难表现出较细的文字、 颜 色种类单调 、笔画复杂度低1 0 . 3 镭射加工工艺 什 么 是 镭 射 ? 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文 名称LASER的音译 。激光加工技术是利用激光束与物质相互 作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、 表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一 门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。? 镭射效果 :镭射雕刻的图案一般是凹进去, 其七彩效果是靠表面的细碎面进行光的反射 达到的 。 雕刻深度不超过 3mm ,拔模在 10 度以上。 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 。 ? 颜色效果 :银色,为本色;黄色,镀金;黑 珍珠色 ,镀黑珍珠镍。电铸件只能镀出三种 颜色 :银色、金色、黑色。其它色只能通过 后期喷涂达到 1 0 . 3 镭射加工工艺镭雕用途:主要运用于电子词典,手机键盘工艺中 各键盘上的印字 各金属制品上的刻字 1 0 . 3 镭射加工工艺1 0 . 3 镭射加工工艺 -----激光打孔 激光打孔机与传统打孔工艺相比,具有以下一些优点: (1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。 (2)激光打孔可获得大的深径比。 (3)激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。 (4)激光打孔无工具损耗。 (5)激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。 (6)用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。1 0 . 4 喷涂 木材表面 墙体表面 金属表面喷涂 塑料件表面喷涂 适 应 范 围 :1 0 . 4 喷涂 塑料喷涂工艺流程 : 1. 退火 :塑料成型时 易形成 内应力 , 涂装 后应力 集中处 易开裂 。可采 用退火 处理或 整面处 理 , 消除应力 。退火处理是把ABS 塑料成型 件加热 到热变 形温度 以下 , 即60 ℃, 保 温2h 。由 于采 用此种工艺需要大量的设 备投资 ,因此 ,可采 用整面 处理的 技术 , 即配置 能够消 除塑件 内应力 的溶液在室温下对塑件表 面进行15 ~20min 的处 理即可 。 2. 除油 :塑料件表面 常沾有 油污 、 手汗和 脱模剂 , 它会 使涂料 附着力 变差 , 涂层产 生龟裂 、起 泡和脱落 。涂装前应进行 除油处 理 。 对 塑料件 通常用 汽油或 酒精清 洗 ,然 后进行 化学除 油化学 除油后应彻底清洗工件表 面残留 碱液 , 并用纯 水最后 清洗干 净 ,晾 干或烘 干 。 3. 除电及除尘 : 塑料 制品是 绝缘体 , 表面 易产生 静电 。 带电后 容易吸 附空气 中的细 小灰尘 而附 着于表面 。因静电吸附的 灰尘用 一般吹 气法除 去十分 困难 , 采用高 压离子 化空气 流同时 除电除 尘的效果较好 。 4. 喷涂 :塑料涂层厚 度为15~20μm , 通常 要喷涂2~3 道才 能完成 。 一道 喷涂后 晾干15min , 再 进行第二次喷涂 。需要光 亮的表 面还必 须喷涂 透明涂 料 。 涂 后的制 件对于 阻燃性 能基本 没有影 响。 5. 烘干 :涂完后可在 室温下 自干 , 也可在60 ℃ 条件 下烘烤30min 。1 0 . 4 喷涂 高 光UV 喷 涂 : 在黑色底漆及黑 色素材表面喷涂 塑胶高光UV 油 , 使表面形成一层 UV 涂层 。(UV 漆 是指用通过紫外 线使漆膜固化 )1 0 . 4 喷涂 钢 琴 漆 : 如果严格作为“和钢琴上的漆一 样的漆 ”来说,其实有双重含义, 第 一种 意思指的是漆本身 ,即不饱和聚酯PE 高光 漆本身 ;第二种意思则指的是钢琴漆 喷涂 工艺1 0 . 4 喷涂 哑 光UV 喷 涂 : 在黑色底漆及 黑色素材表面 喷涂塑胶亚光 UV 油 ,使表面 形成一层UV 涂 层。1 0 . 4 喷涂 磨 砂 漆 : 在手机上喷涂上耐 磨防滑的磨砂漆,不仅让手机 更具质感,也不会出现磨损严 重的现象。不过磨砂喷涂工艺 唯一看起来有些不足地方就是 看起来并不那么上档次1 0 . 4 喷涂1 0 . 4 喷涂 橡 胶 漆 : 橡胶漆是一种双组份高弹性聚氨 酯油漆, 具有高 弹性 、耐 擦性 、 耐冲击性 , 有着一种柔和的手感,尤其是手经常 触摸 的产品显的舒适而高档,提高产品附 加值 适 用 典 型 产 品 : 商务通外 壳 、 高档笔杆 、 望远镜、MP3 、 电吹风、 装饰盒、游戏机 手柄、 电须刨、轿车内饰件、运动器 材 、 工艺礼品、 美容器材 、电器外壳等 适 用 材 质 : 塑胶、五金、木材 、 玻璃等1 0 . 5 电镀 电 镀 : 指在含有欲镀金属的盐类 溶液中 ﹐ 以被 镀基 体金属为阴极 ﹐通过电解 作用 ﹐ 使镀液 中欲镀 金属的 阳离子在基体金属表面沉 积出来 ﹐形成 镀层的 一种表 面加工方法 。 镀层性能不 同于基 体金属 ﹐具有 新的特 征 。 根据镀层的功能分为 防护性 镀层 ﹐ 装饰性 镀层及 其它功能性镀层 。 电 镀 工 艺 过 程 : 一般包括电镀前预处理 ﹐ 电 镀及 镀后处理三个阶段 。 电 镀 的 作 用 : a .防腐蚀 b .防护装饰 c .抗磨损 d .电性能 : 根据零 件工作 要求 , 提供导 电或绝 缘 性能的镀层 e .工艺要求1 0 . 5 . 1 真空镀 真 空 镀 : 真空镀主要包括真空蒸镀 、 溅射镀 和 离子镀几种类型 ,它们都 是采用 在真空 条件下 , 通过蒸馏或溅射等方式在 塑件表 面沉积 各种金 属 和非金属薄膜 , 通过这样 的方式 可以得 到非常 薄 的表面镀层 ,同时具有速 度快附 着力好 的突出 优 点 ,但是价格也较高 ,可 以进行 操作的 金属类 型 较少 , 一般用来作较高档 产品的 功能性 镀层 , 例 如作为内部屏蔽层使用 。1 0 . 5 . 1 真空镀1 0 . 5 . 1 真空镀1 0 . 5 . 1 . 1 真空蒸镀 真 空 蒸镀 : 真空蒸 镀是将 待镀材 料和被 镀基板 置于室 内 , 采用一定方法加热待 镀材料 ,使之 蒸发或 升华 , 然后以原子或分子状态直 接飞行 到被镀 基板表 面从而 凝聚成膜 的工艺 。 该方法的 优点是 能 在金属 、 半导体 、 绝缘体 ,甚至塑料 、 纸张 、织物 等表面 上沉积 金属 、 半导体 、绝缘体 、不同成 分比的 合金 、 化合物 及部分 有机聚合物薄膜 ;沉积速 度大 , 薄膜纯 度高 ; 可大面 积商业化生产 , 广泛应用 于家用 电器 、 化妆品 包装 。 优 缺 点 : ? 真空蒸镀的缺点是很难获 得光学 平面样 制品表 面 ? 凹凸图案 、纹理或拱形表 面效果 最佳 ? 真空蒸镀方法简单 , 在适 当工艺 条件下 , 它能 够制 备高纯的 、 在一定程度上 具有特 定显微 结构和 结晶形 态的镀层 , 所以在物理气 相沉积 领域仍 占有着 重要地 位10.5.1.2 真空溅镀 什 么 是 真 空 溅 镀 ? 真空溅镀,是真空溅射镀膜的简称,是一种物理镀膜的方法. 真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射, MBE分子束外延,PLD激光溅射沉积等很多种。 优点:1 可以让普通的塑料材质产生极强的金属质感,不过又不存在导电的危险。 2 不掉色、耐磨损 3 这种工艺技术也非常环保,并且不会影响手机信号。 缺点:容易沾染指纹和被弄脏 真 空 溅 镀 的 运 用 主要运用于笔记本外壳 ,mp3外壳,手机外壳,光盘制作1 0 . 5 . 1 . 3 真空离子镀 PVD 真空离子镀 : 金属在特 定的环 境 下 ( 压力 , 温度 , 电磁场等 ) 与各种气体 ( 氮气, 氩气, 氧气及 乙炔气 等 ) 产生综合作用形成等 离子体 ,经过加速后 , 等 离子体涌向被镀工件表面 ,形成 牢固的 膜层 。 用此法 镀制的膜层细密均匀 ,结 合力强 ,硬度 高 , 防腐耐 磨 , 具有良好的导电性和 自润滑 性能 , 同时色 泽丰富 多样 ,不仅是提高材料使 用性能 的有力 手段 , 在装饰 上同样 是提升档次 , 提高附加价值 的最佳 选择1 0 . 5 . 1 . 3 真空离子镀1 0 . 5 . 2 水镀 水 镀 : 针对各种本体和镀层的需 要 , 配 不同的 专用 “ 水镀 ”液 ,被镀件 在室温(15—40 ℃) 下 , 置于水镀液中 , 作轻微晃 动 , 在 较短的 时间内( 如 镀银 , 仅需30 秒) 即 可完成 。 工 艺 的 特 点 : 1. 不需要热源 , 在15—40 ℃ 的常温 条件下 进行各 种镀层工作 2. 其原理不是覆盖 , 而是使 镀层与 基材的 结合形 成合金 ,其结合强度大大 增高1 0 . 5 . 2 水镀 电 铸 : 通过电解使金属沉积在铸 模上制 造或复 制金属制品 (能将铸模和 金属沉 积物分 开 ) 的 过 程 。一般在我们要求最后 的制件 有特殊 表面效 果 如清晰明显的抛光与蚀纹 分隔线 或特殊 的锐角 等 情况下使用1 0 . 5 . 3 电铸 电 铸 : 一般采用铜材质作一个部 件的形 状后 , 通过电镀的工艺手段将合 金沉积 在其表 面上 , 通 常沉积厚度达到几十毫米 , 之后 将形腔 切开 , 分 别镶拼到模具的形腔中 , 注射塑 件 , 通 过这样 处 理的制件在棱角和几个面 的界限 上会有 特殊的 效 果 ,满足设计的需要1 0 . 5 . 4 纳米离子喷镀 C T S 纳 米 喷 镀 : 采用特制溶液, 通过直接喷涂的方 式形成高密度导电金属层,而呈现镜 面效 果的新型镀膜技术 其 工 艺 流 程 为 : 基材前处理- - - - 喷涂底漆- - - - - 纳米喷 镀- - - - 喷涂面漆- - - - - 性能测试1 0 . 5 . 4 纳米离子喷镀 与 电 镀 工 艺 的 比 较 : 安 全 无 公 害 电镀铬过程排放物中有 六价铬 ,是致 癌物质 ,对人 体有害 。电镀 镀层中含有的镍 (Ni ) 元素易 引发皮 肤癌 。 而纳米 离子喷 涂 ,不 含 有害重金属 , 避免了使用 电镀等 工艺而 引起的 一系列 问题 绿 色 环 保 电镀过程中三废 (废气 、 废 液 、 废 物 ) 的 排放污 染环境 ,要进 行三废处理 , 投资大又难 根除 。 而纳米 离子喷 涂不再 像以往 的电镀 方式那样耗费劳力 。 而是 采用直 接喷涂 的方式 使被涂 物表面 呈现各 种颜色的镜面效果 。1 0 . 6 批花 批花 :用批刀在金属上刻 画倾斜或 者直 体丝状条 纹 , 使成 品通过不同的反光出 现特殊的装饰效果 冲压批花1 0 . 6 批花 间隔批花1 0 . 6 批花 立体七彩正反批花1 0 . 6 批花 立体高光纹1 0 . 6 批花 圆反漩涡纹批花1 0 . 6 批花 圆柱状批花1 0 . 7 批边 批边:类似抛光、电镀效果, 但是加工方式不同,效果不 同。加工方式为机械加工, 呈现极亮的光芒效果1 0 . 8 车纹( C D纹) 车 纹 : 是模具成 型后再次 加工的 处理方式 , 使用车床加工出纹路。 成体表现为非 常规 则的纹理特征。1 0 . 9 咬 花 目的:增进塑胶零件的外观 质感,使产品呈现多变化或 全新的设计1 0 . 1 0 铝合金氧化着色 阳极氧化是目前最基本和最通 用的铝合金表面处理的方法。阳极 氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳 极氧化。铝及铝合金电解着色所获 得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、 耐热和耐蚀性, 广泛应用于现代建 筑铝型材的装饰防蚀。 然而,铝阳 极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能 力,容易受污染和腐蚀介质侵蚀, 心须进行 封孔处 理 , 以提 高耐蚀 性 、 抗污染能力和固定色素体。1 0 . 1 0 铝合金氧化着色1 0 . 1 0 铝合金氧化着色1 0 . 1 0 铝合金氧化着色 煲黑 : 高温氧化 ,将制品 直接放 入黑色 药剂里面煲 ,就像煲汤一 样 ,盐 雾试验 一小时就生锈 , 主要是要 求外观 , 后面 一般要加封闭或访锈油 。 与烤黑 漆不同 烤黑漆 :电镀一层颜色后再烤上一层 油漆 , 镀层为 黑 色漆 ,一般是外观比较严的客户才用 到1 0 . 1 1 镜片加硬 镜片加硬是通过对镜片的内外 表面进行有机硅化,在镜片的 内外表面形成热化学及机械性 保护层 ,以增加树脂材料耐腐 蚀和抗摩擦性能 。树脂材料的 抗摩擦性能不如玻璃材料,但 经有机硅化加硬处理之后,树 脂镜片镜片的表面耐摩擦性能 与玻璃镜片已经非常接近实例说明实例说明实例说明作业: 1. 选定任意一款数码产品 ,以PPT 形式说明它的材质、加工工艺、表面处 理工艺 2. 市场调研:以PPT 的形式说明他的加工工艺、使用范围,并提供大量的 实例图片 分组:材料类别( 金属、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃 、木材、石材、涂料)
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