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工業設計中常用產品表面處理工藝

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工業設計中常用產品表面處理工藝

發布日期:2019-12-18 作者:杭州杰創工業產品設計有限公司 點擊:


若一種材料能夠呈現獨特的外觀質感或是具有愈多表面處理與色澤變化的可能性,就會愈受到歡迎。工業設計的關鍵在于激發消費者的購買決策。在消費者看到商品的最初幾秒鐘以內,大多數的信息是視覺信息,而視覺信息中最直觀的就是色彩信息。色彩可以決定一項設計成功與否:人們可能僅僅會因為一輛保時捷糟糕的顏色而放棄購買它,不管它的質量、性能、名氣和工業水平有多高。當一種材料被選擇與組合時,設計師考慮的不單單是材料本身,還包括這個材料可搭配怎樣的表面處理、呈現怎樣的色澤。所以我們會用表面紋理、色彩、以及光澤等元素來描述一個材料的視覺特性,也就是表面處理工藝。 杭州工業設計公司


工業設計當中,常見表面處理工藝有:

表面立體印刷(水轉印)Water Transfer Printing

水轉印——是利用水的壓力和活化劑使水轉印載體薄膜上的剝離層溶解轉移,基本流程為:

1.膜的印刷:在高分子薄膜上印上各種不同圖案;

2.噴底漆:許多材質必須涂上一層附著劑,如金屬、陶瓷等,若要轉印不同的圖案,必須使用不同的底色,如木紋基本使用棕色、咖啡色、土黃色等,石紋基本使用白色等;

3.膜的延展:讓膜在水面上平放,并待膜伸展平整;

4.活化:以特殊溶劑(活化劑)使轉印膜的圖案活化成油墨狀態;

5.轉印:利用水壓將經活化后的圖案印于被印物上;

6.水洗:將被印工件殘留的雜質用水洗凈;

7.烘干:將被印工件烘干,溫度要視素材的素性與熔點而定;

8.噴面漆:噴上透明保護漆保護被印物體表面;

9.烘干:將噴完面漆的物體表面干燥。{杭州工業設計公司}


水轉印技術有兩類,一種是水標轉印技術,另一種是水披覆轉印技術,前者主要完成文字和寫真圖案的轉印,后者則傾向于在整個產品表面進行完整轉印。披覆轉印 技術(Cubic Transfer)使用一種容易溶解于水中的水性薄膜來承載圖文。由于水披覆薄膜張力極佳,很容易纏繞于產品表面形成圖文層,產品表面就像噴漆一樣得到截 然不同的外觀。披覆轉印技術可將彩色圖紋披覆在任何形狀之工件上,為生產商解決立體產品印刷的問題。曲面披覆亦能在產品表面加上不同紋路,如皮紋、木紋、 翡翠紋及云石紋等,同時亦可避免一般板面印花中常現的虛位。且在印刷流程中,由于產品表面不需與印刷膜接觸,可避免損害產品表面及其完整性。


金屬拉絲 Bench drawing metal

杭州工業設計公司

鋁合金的表面拉絲工藝:

拉絲可根據裝飾需要,制成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。

直紋拉絲是指在鋁板表面用機械磨擦的方法加工出直線紋路。它具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續絲紋和斷續絲紋 兩種。連續絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對鋁板表面進行連續水平直線磨擦(如在有裝置的條件下手工技磨或用刨床夾住鋼絲刷在鋁板上磨刷)獲取。改變不銹鋼 刷的鋼絲直徑,可獲得不同粗細的紋路。斷續絲紋一般在刷光機或擦紋機上加工制得。

亂紋拉絲是在高速運轉的銅絲刷下,使鋁板前后左右移動磨擦所獲得的一種無規則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工,對鋁或鋁合金板的表面要求較高。

波紋一般在刷光機或擦紋機上制取。利用上組磨輥的軸向運動,在鋁或鋁合金板表面磨刷,得出波浪式紋路。

旋紋也稱旋光,是采用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鉆床上,用煤油調和拋光油膏,對鋁或鋁合金板表面進行旋轉拋磨所獲取的一種絲紋。它多用于圓形標牌和小型裝飾性表盤的裝飾性加工。

螺紋是用一臺在軸上裝有圓形毛氈的小電機,將其固定在桌面上,與桌子邊沿成60度左右的角度,另外做一個裝有固定鋁板壓茶的拖板,在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋競度。利用毛氈的旋轉與拖板的直線移動,在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。


陽極氧化 Andiozing


作為輕金屬的鋁及其類別合金,在工業設計中已經越來越普遍。MP3播放器、DSC、手機、NB、甚至桌面電腦等,均可見輕金屬身影(鎂合金與鋁合金為主 流),NB採用鎂合金比例(含內外構件)更已超過50%,蘋果(Apple)的MP3播放器、桌面電腦與Sony的DSC,甚至大量採用鋁合金材料。

鋁合金的氧化著色是小型機電產品常用的一種表面處理工藝,其作用主要是增強產品表面的抗蝕能力(如發黑、發藍)和使產品具有裝飾效果(如均勻一致的各種顏色)。

氧化著色效果與鋁合金的材料成分和工藝參數有關。

鋁合金表面氧化著色后通常還有后續處理工藝,使整個產品更具美觀性。另外還有一點,著色并非是氧化的后處理,是在氧化的同時進行的。

常用的有下面幾種氧化著色處理方法:

(1)著色陽極氧化膜鋁的陽極氧化膜,靠吸附染料而著色。

(2)自發色陽極氧化膜這種陽極氧化膜是某種特定鋁材在某種合適的電解液(通常以有機酸為基)中在

電解作用下,由合金本身自發地生成一種帶色的陽極氧化膜。

(3)電解著色陽極氧化膜的著色,通過氧化膜的空隙被金屬或金屬氧化物電沉積而著色。


電鍍工藝 Plating


電鍍工藝:電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中﹐以被鍍基體金屬為陰極﹐通過電解作用﹐使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來﹐形成鍍層的一種表面加工方法。鍍層性能不同于基體金屬﹐具有新的特征。根據鍍層的功能分為防護性鍍層﹐裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

電鍍工藝過程:一般包括電鍍前預處理﹐電鍍及鍍后處理三個階段。

對電鍍層的要求:

1. 鍍層與基體金屬﹑鍍層與鍍層之間﹐應有良好的結合力。

2. 鍍層應結晶細致﹑平整﹑厚度均勻。

3. 鍍層應具有規定的厚定和盡可能少的孔隙。

4. 鍍層應具有規定的各項指標﹐如光亮度﹑硬度﹑導電性等。


表面噴涂(塑料件)Spary

杭州產品設計公司

表面噴涂(塑料件):

構成涂料的四大要素包括:

1.樹脂(Resin);

2.顏料(Pigment);

3.溶劑(Solvent);

4.其他添加劑(Additive)。


涂料干燥的種類有如下幾種:

1.揮發干燥(利用稀釋劑蒸發干燥);2.融合干燥(分子與分子因揮發耐相聚合);3.氧化干燥(不飽和脂肪酸與空氣中氧結合);4.利用架橋反應而干燥 (利用架橋劑即所謂硬化劑形成架橋而硬化);5.紫外線硬化(不飽和聚脂類加入劑后由紫外線波長300-400mn照射后分子聚合而硬化)。

UV工藝介紹:UV涂料可通過浸涂、淋涂、漆涂、旋涂,甚至真空涂等方法涂布后,再經紫外線光子照射而固化成膜。與一般的溶劑型涂料相比,UV涂料的特點如下:1.固化速度快,2.常溫固化,3.節約能源,4.節省占地面積,5.不污染環境,6.提升產品性能。


移印 Pad printing


移印工藝是 80年代傳到中國的特種印刷技術,由于其在小面積、凹凸面的產品上面進行印刷具有非常明顯的優勢,彌補了網版印刷工藝的不足。90年代初期,隨著中國市場 的進一步開放,大批以電子、塑膠、禮品、玩具等傳統產業為主體的外資企業相繼進入中國市場,移印技術和網版印刷技術作為主要的裝飾方式更是得到超常的發 展,據不完全統計,移印技術和網版印刷技術在上述行業的應用分別達到27%、64%、51%、66%。

移印指的是——承印物為不規則的異形表面(如儀器、電氣零件、玩具等),使用銅或鋼凹版,經由硅橡膠鑄成半球面形的移印頭,以此壓向版面將油墨轉印至承印物上完成轉移印刷的方式。

移印機適用行業:

塑料業、玩具業、玻璃業、金屬業、電子業、體育用品、文具業、光學業、IC封裝業等。


熱轉印 Heat transfer (print)


熱轉印 是將花紋或圖案印刷到耐熱性膠紙上,通過加熱,加壓,將油墨層的花紋圖案印到成品材料上的一種技術。即使是多種顏色的圖案,由于轉印作業只是一個流程,故 客戶可縮短印刷圖案作業,減少由于印刷錯誤造成的材料(成品)損失。利用熱轉印膜印刷可將多色圖案一次成圖,無需套色,簡單的設備也可印出逼真的圖案。


噴砂 Sandblasting


噴砂 處理在金屬表面的應用是非常普遍的,原理是將加速的磨料顆粒向金屬表面撞擊,而達到除銹、去毛刺、去氧化層或作表面預處理等,它能改變金屬表面的光潔度和 應力狀態。噴砂工藝可分為氣壓噴槍及葉輪拋丸兩種,而噴砂工藝的優點在于它能夠除披峰、去除在壓鑄、沖壓、火焰切割和鍛壓后的毛刺,對較薄工件及有毛孔的毛刺效果更 好,它可清理砂鑄過程殘余的砂粒、清理鑄鐵件或鋼材的銹漬、清理熱處理、燒悍、熱鍛、輾壓等熱工序后的除氧化皮。另外,在涂層應用上,它可把現有的涂料或 保護層除去,在覆蓋鑄件上的缺陷如龜裂或冷紋,提供光澤表面。再加上于表面應力上,它能提供一致性的粗化表面,上油及噴涂效果,在高應力的金屬件如彈簧和 連接桿經局部被不斷敲打,會產生變形并呈現強化現象。


激光鐳雕 Laser


一種用光學原理進行表面處理的工藝,手機和電子詞典的按鍵上用的多。

簡單一點的講是這樣的:比如說我要做一個鍵盤,他上面有字,字有藍色,綠色,紅色和灰色,鍵體是白色,激光雕刻時,先噴油,藍字,綠字,紅字,灰字各噴相應 的顏色,注意不要噴到別的鍵上,這樣看上去就有藍鍵,綠鍵等鍵了,再整體噴一層白色,這樣就是一整塊白鍵盤了,各藍綠都被包在下面了。此時就可以進行激光 雕刻了,利用激光技術和ID出的按鍵圖做成的菲林,雕掉上面白色油,比如加工字母"A",雕掉筆劃上的白色,則下的或藍或綠就露出來了,這樣就形了各種顏色的字母按鍵了。

同時如果要透光的,就用PC或PMMA,噴一層油,雕掉字體部分,則下面有光的話就透出來了,只不過這時要考慮各種油的粘附性能。

通常鐳雕機可以雕刻下述材料:竹木制品、有機玻璃、金屬板、玻璃、石材、水晶、可麗耐、紙張、雙色板、氧化鋁、皮革、塑料、環氧樹脂、聚酯樹脂、噴塑金屬。


絲網印刷 Silk screen print


絲網印刷——是把帶有圖像或圖案的模版被附著在絲網上進行印刷的。

( 適用于平面、單曲面或者曲面落差比較小的情況 )


通常絲網由尼龍、聚酯、絲綢或金屬網制作而成。當承印物直接放在帶有模版的絲網下面時,絲網印刷油墨或涂料在刮墨刀的擠壓下穿過絲網中間的網孔,印刷到承 印物上(刮墨刀有手動和自動兩種)。絲網上的模版把一部分絲網小孔封住使得顏料不能穿過絲網,而只有圖像部分能穿過,因此在承印物上只有圖像部位有印跡。


換言之,絲網印刷實際上是利用油墨滲透過印版進行印刷的,這就是稱它為絲網印刷而不叫蠶絲網印刷或絹印的原因,因為不僅僅蠶絲用作絲網材料,尼龍、聚酯纖維、棉織品、棉布、不銹鋼、銅、黃銅和青銅都可以作為絲網材料。


超聲波焊接 Ultrasound welding


是熔接熟塑性塑料制品的高科技技術,各種熟塑性膠件均可使用超聲波熔接處理,而不需加溶劑、粘接劑或其他輔助品。其優點是增加多倍生產率、降低成本,提高產品質量。


超聲波塑膠焊接原理是由發生器產生20KHZ(或15KHZ)的高壓、高頻信號、通過換能系統,把信號轉換為高頻機械振動,加于 塑料制品工件上,通過工件表面及內在分子間的磨擦而使傳處到接口的溫度升高,當溫度達到此工件本身的熔點時,使工作接口迅速溶化,繼而填充于接口間的空 隙,當震動停止,工件同時在一定的壓力下冷卻定形成完美的焊接。


壓力注塑 Injection

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注射成型又稱注射模塑成型,它是一種注射兼模塑的成型方法。注射成型方法其優點是生產速度快、效率高,操作可實現自動化,能成型形狀復雜的制件。不利的一面 是模具成本高,且清理困難,所以小批量制品就不宜采用此法成型。目前,注射成型適用于全部熱塑性塑料,其成型周期短,花色品種多,形狀可以由簡到繁,尺寸可以由大到小,而且制品尺寸精確,產品易更新換代。


雙色注塑 Double shot


雙射成型主要以雙射成型機兩只料管配合兩套模具按先后次序經兩次成型制成雙射產品。比起傳統射出成型,雙料共射射出成型制程有如下的優點:

1 核心料可以使用低黏度的材料來降低射出壓力。

2 從環保的考慮,核心料可以使用回收的二次料。

3 根據不同的使用特性,如厚件成品皮層料使用軟質料,核心料使用硬質料或者核心料可以使用發泡塑料來降低重量。

4 可以利用較低質量的核心料以降低成本。

5 皮層料或核心料可使用價格昂貴且具特殊表面性質,如防電磁波干擾、高電導性等材料以增加產品性能。

6 適當的皮層料和核心料配合可以減少成型品殘余應力、增加機械強度或產品表面性質。

7 產生如大理石紋路的產品。


從多色射出成型、雙料共射出成型的特性與應用可以看出未來有逐步取代傳統射出成型制程的趨勢。革新性射出成型技術不但提高了射出成型制程的精密度、提供高 難度制程技術,而且開拓了射出成型制程領域的范圍。創新的射出設備與制程,才足以應付愈來愈多樣化、高質量、高附加價值的產品需求。


沖壓 Stamping


沖壓,是在室溫下,利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。

沖壓加工的特點:

1.沖壓生產率和材料利用率高。

2.生產的制件精度高、復雜程度高、一致性高。

3.模具精度高,技術要求高,生產成本高。

沖壓常用材料有:黑色金屬:普通碳素結構鋼、優質碳素鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等。


沖壓工序:

沖壓加工因制件的形狀、尺寸和精度的不同,所采用的工序也不同。

根據材料的變形特點可將冷沖壓工序分為分離工序和成形工序兩類。

分離工序——是指坯料在沖壓力作用下,變形部分的應力達到強度極限ob以后,使坯料發生斷裂而產生分離。分離工序主要有剪裁和沖裁等。

成形工序——是指坯料在沖壓力作用下,變形部分的應力達到屈服極限os,但未達到強度極限。b,使坯料產生塑性變形,成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。


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