高階篇：3）表面處理

本章目的：選擇零件合適的表面處理工藝。

1.表面處理定義

表面處理，又能夠稱之爲表面技術，是用機械、物理或化學方法，來改變工件表面狀態、化學成分、組織結構和應力狀態，或施加各類覆蓋層，使工件表面具冇不一樣於其基體的某種特殊性能，從而達到特定使用要求的一種應用技術。

表面處理屬於三級工藝，三級工藝不影響零件的幾何形狀，僅僅影響零件的單一屬性。

 

2.表面處理設計準則：

1）明確表面處理的目的；

2）根據要求正確選擇表面處理工藝，並把握表面處理的效果；

3）理解表面處理工藝的設計注意點；

4）把握行業及公司現有表面工藝能力。

 

3.明確表面處理的目的；

表面處理多處於可靠性設計要求，其詳細劃分能夠分爲：

①ID設計要求：裝飾、美觀等；

②性能要求:防腐蝕、防氧化，表面耐磨，防老化等。

通常針對表面處理的要求多爲複合要求，應在產品設計要求（design requirements）中明確。

 

4.根據要求正確選擇表面處理工藝，並把握表面處理的效果；

針對可靠性設計要求，正確選擇表面處理工藝。

選擇時可先將表面處理工藝歸類並製成相應的表格，便於分析使用。如：

再好比塑膠表面工藝依據模具加工的分類：

若是沒有可使用的表面技術數據庫，能夠去機械誰手冊上看看：

 

須要正確把握各類表面處理工藝的效果，這一點很重要。

不能只從文字上判斷，至少須要知道表面處理工藝的圖片效果，若能實際用手工接觸最好。

 

5.理解表面處理工藝的設計注意點

表面處理設計時注意：

5.1）許多表面處理工藝和材料的組合模式是不可能的；

如：PP材料不能作噴塗，由於附着力差，塗層容易脫落。（但不是絕對，若是要噴塗，須要專用的PP水增長附着力）。

5.2）許多表面處理與其餘工藝組合是不可能的。

如：塑膠產品（注射）不能進行陽極氧化。

 

6.把握行業及公司現有表面工藝能力。

表面處理工藝是隨着時代發展而進步的，且工藝能力侷限於國家、公司等環境等。因此，不能單一的認爲同種表面工藝在另外一家公司就作不了，或作很差，反之亦然。

依據行業和公司現有的表面工藝能力，在考慮成本、量產製造難易度、可靠性等要求下，須要正確選擇表面處理工藝。

 

7.常見表面處理工藝介紹：

口訣：拉磨拋鍍，咬塗印飾

 

7.1 拉絲

表面拉絲處理是經過研磨產品在工件表面造成線紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。因爲表面拉絲處理可以體現金屬材料的質感，因此獲得了愈來愈多用戶的喜好和愈來愈普遍的應用。

機械拉絲有直紋、亂紋、螺紋、波紋和太陽紋等幾種。

 

7.2 磨砂

通過磨砂處理的手機外殼。

磨砂塑料通常都是指塑料薄膜或片材，在壓延成型的時候，自己輥子上是有各類紋路的，經過紋路不一樣來反應出材料的透明度。

 

7.3 拋光

拋光是指利用機械、化學或電化學的做用，使工件表面粗糙度下降，以得到光亮、平整表面的加工方法。原理跟擦皮鞋原理同樣，用石蠟油，煤油沾牙刷上均勻塗抹塑料，揮發一天，用絲綢如刷子左右拉動在塑料表面來回擦拭，再曬一下就能夠。

 

7.4 電鍍

金屬電沉積技術技術之一，是一種用電化學在工件表面得到金屬沉積層的金屬覆層工藝。能夠改變固體材料的外觀，改變表面特性，使材料耐腐蝕、耐磨，具備裝飾性和電、磁、光學性能。

7.4.1 水電鍍

通常適用於ABS料、ABS+PC料的產品。主要工藝是將需電鍍的產品放入化學電鍍液中進行電鍍。

 

7.4 2 真空離子鍍，又稱真空鍍膜

通常適用範圍較廣，如ABS料、ABS+PC料、PC料的產品。同時因其工藝流程複雜、環境、設備要求高，單價比水電鍍昂貴。

現對其工藝流程做簡要介紹：產品表面清潔、去靜電--〉噴底漆--〉烘烤底漆--〉真空鍍膜--〉噴面漆--〉烘烤面漆--〉包裝。

 

7.5 咬花

蝕紋工藝，香港稱之爲「曬紋」，臺灣稱之爲「咬花」，「蝕紋」是書面語，英文名爲texture或texturing。

咬花是用化學藥品如濃硫酸等對塑料成型模具內部進行腐蝕，造成蛇紋、蝕紋、犁地等形式的紋路，塑料經過模具成型後，表面具備相應紋路。與其餘部分較大的差別是，咬花是對模具的加工，而其餘部分則是直接對半成品加工。

工藝流程：模具接收→噴砂→化學清洗(酸洗)→貼花→上瀝清粉→加熱→上洋→乾漆→化學腐蝕→化學清洗→噴砂→品檢

 

7.6 塗飾（噴塗）

塑料噴塗主要是在金屬設備或零部件上塗覆一層塑料，起到防腐、耐磨、電絕緣等做用。噴塗加工原料要求爲球形粉末狀。

效果：着色、得到不一樣的肌理、防止塑料老化、耐腐蝕。

塑料噴塗工藝流程：退火→除油→消除靜電及除塵→噴塗→烘乾。

 

 

7.7 印刷

塑膠件印刷是指將所需圖案印製在塑膠件表面的一種工藝，可分爲絲網印刷、曲面印刷（移印）、燙印、滲透印刷（轉印）、蝕刻印刷 。

7.7.1 網印(絲印)

印版呈網狀，印刷時印版上的油墨在刮墨板的擠壓下從版面通孔部分漏印至承印物上。一般絲網由尼龍、聚醋、絲綢或金屬網製做而成。

塑料絲網印刷的應用範圍：

1）ABS塑料

2）電子產品塑料部件的外觀面

3）塑料標牌

4）軟質、硬質塑料件

5）儀器面板

6）彩色滌綸標牌

 

7.7.2 移印（曲面印刷）

先將設計的圖案蝕刻在印刷平板上，把蝕刻板塗上油墨，而後經過硅膠頭將其中的大部分油墨轉印到被印刷物體上。

 

7.7.3 熱燙印

燙印，俗稱"燙金"，是利用壓力和熱量將壓膜上的粘接劑熔化，並將已鍍到壓膜上的金屬膜轉印到塑料件上的方法。效果同貼膜法類似，能夠美化產品外觀、傳達產品信息。

 

7.7.4 轉印

7.7.4.1 水轉印

水轉印是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。

 

 

7.7.4.2 熱轉印

熱轉印是將花紋或圖案印刷到耐熱性膠紙上，經過加熱，加壓，將油墨層的花紋圖案印到成品材料上的一種技術。

 

7.7.5 鐳雕（激光打標）

鐳雕：也叫激光雕刻或者激光打標，是一種用光學原理進行表面處理的工藝，與網印移印相似，經過鐳雕能夠在產品表面打字或者圖案。

鐳雕技術就是激光雕刻技術（或激光打靶），因爲激光的英語爲Laser，行業內直譯爲鐳射，故激光雕刻俗稱鐳雕。簡單地講，鐳雕技術是利用激光高溫「燒除」橡塑部分表面物質，造成文字和圖案的表面處理工藝。

近年來，鐳雕技術在印刷領域應用愈來愈多，應用較廣的材料包括塑料與橡膠、金屬、硅晶片等。

 

7.8 IMD-模內裝飾

模內裝飾技術（In-Mold Decoration），亦稱免塗裝技術。IMD包含IML（無拉伸、曲面小）、IMF（高拉伸產品、3D）、IMR（表面薄膜去掉，只留下油墨在表面）。業內把IML和IMF統稱IML。

表面硬化透明薄膜，中間印刷圖案層，背面注塑層，油墨中間，可以使產品耐摩擦，防止表面被刮花，並可長期保持顏色的鮮明不易退色。主要用在手機及一些電器面板、保護顯示屏的透明鏡片、汽車儀器儀表的錶盤、洗衣機面板整飾等，並已發展到裝飾大型機殼，如汽車的外殼裝潢等方面。因爲採用IMD技術，不只裝飾效果美觀，並且與其餘製造方法相比，使用壽命長，且防塵防潮性好。

 

 

7.9 噴砂

利用高速砂流的衝擊做用清理和粗化基體表面的過程。採用壓縮空氣爲動力，以造成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海南砂）高速噴射到須要處理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發生變化，因爲磨料對工件表面的衝擊和切削做用，使工件的表面得到必定的清潔度和不一樣的粗糙度，使工件表面的機械性能獲得改善，所以提升了工件的抗疲勞性，增長了它和塗層之間的附着力，延長了塗膜的耐久性，也有利於塗料的流平和裝飾。