材料加工工艺基础培训

1 材料工艺 AMOIINDUSTRIALDESIGNCETER Materialcraft 2 一 常用的材料 PCABSPPPMMAPVCABS PC二 工艺介绍 丝印工艺表面氧化及着色处理拉丝工艺化学腐蚀电镀工艺抛光工艺烫金工艺热喷涂工艺喷砂工艺UV工艺咬花工艺电铸工艺激光工艺 雕刻 蚀刻 3 三 新材料新工艺 铝材的加工丝印特殊效果新的表面装饰技术IMD镜面油墨在IMD技术上的应用新材料四 总结 塑料件的表面处理工艺牙克力的表面处理工艺铝材的表面处理工艺 4 常用材料简介PC ABS 工程塑料合金 PC ABS塑料合金材料的综合性能较好 特别具有优良的耐热性能 冲击性能 低温冲击性能和阻燃性 主要应用于通讯器材 家用电器 汽车 电脑及外设部件 工程塑料的优点在于价格便宜还具有合金的特性 常用塑料Abs 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 Abs材料具有超强的易加工性 外观特性 低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度 本色 白色 合適的壁厚1 8 3mm典型用途合適的塑料產品 作一般結構或耐磨受力傳動零件和耐腐蝕設備 齒輪 泵葉輪 軸承 把手 管道 電機外殼 電子零件 鐘表殼 水箱外殼 冷藏庫和冰箱內殼 文具 玩具 5 PC聚碳酸酯PC是一种非晶体工程材料 具有特别好的抗冲击强度 热稳定性 光泽度 抑制细菌特性 阻燃特性以及抗污染性 PC的缺口伊估德冲击强度 otchedIzodimpactstregth 非常高 有突出的沖擊韌性和抗蠕變性能 有很高的耐熱性 耐寒性也很好 脆化溫度達 100度 抗彎強度與尼龍相當并且收缩率很低合適的薄厚2 3 5mm 合適的塑料產品 各種齒輪 渦輪 齒條 凸輪 軸承 心軸 滑輪 傳送鏈 螺母 墊圈 泵葉輪 燈罩 容器 外殼 蓋板 高溫電氣制品 風筒殼 火牛殼 電機殼 工具箱 奶瓶 照相機零件 安全帽 食品盤 醫療器材 CD等pc料硬度强度高 透明度高一般用作高强度耐磨机身 镜片 但价格较贵 Pvc 聚氯乙烯 質柔軟耐摩擦 撓曲 彈性良好 吸水性低 易加工成型 有良好的耐寒性和電氣性能 化學穩定性強 耐焰自息 消聲減震能制各種鮮艷而透明的制品 硬質PVC機械強度較高 合適的薄厚2 3 5mm 本色 灰色合適的塑料產品 通常制成管 棒 薄板 絕緣包皮 表面軟性包皮 家庭用品 文具 包裝材料 運動器材 水管等 6 PP聚丙烯百折膠類似白色蠟狀 比聚乙烯更透明更輕 注塑時流動性好 吸水性低于0 02 耐化學有機溶劑 除濃硝酸濃硫酸外在很多介質中很穩定 抗沖擊強度高 來回屈服力非常高 高頻電性能不好 易成型收縮率大 耐溫度性強 低溫呈脆性 耐磨性不高 合適的薄厚1 5 2 5mm 合適的塑料產品 一般結構件 耐腐蝕件 受熱的電氣絕緣零件 各類家庭用品 文具 玩具 化學容器 醫療用品 PE聚乙烯最輕的塑料之一 半透明白色狀 結晶性材料 屈服能力高但不易回復 優良的介電性能 透水率低耐水性好 化學穩定性高 使用溫度可達80 100度摩擦性能和耐寒性好 但機械強度不高 質軟 成型收縮大 表面不易粘貼 印刷 合適的薄厚1 0 2 5mm 合適的塑料產品 一般電纜的包皮 耐腐蝕件 表面涂層 HDPE 膠袋 日用品水桶 電線 玩具 建材 LDPE 膠袋 膠花 玩具 高頻電線 7 PMMA牙克力聚甲基丙烯酸甲酯PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性 有極好的透光性 白光的穿透性高达92 PMMA制品具有很低的双折射 特别适合制作影碟等 合適的薄厚1 5 4mm 典型应用范围 合適的塑料產品 有一定強度要求的透明結構件 儀表鏡片 光學制品 電氣 醫療器材 透明模型 裝飾品 太陽鏡片 廣告牌 镁铝合金因广泛被应用在飞机等航空器材的铝由于其质量轻 硬度抗冲击力度强 成本相对较低的众多特点非常适合被应用在笔记本电脑外壳领域 不过大家也必须清楚 单单的铝是不适合成为本本外壳的 所以在应用笔记本铝外壳中除了主要成分铝之外一般还要特别添加镁 锌 钛等金属元素来中和它的性能 我们都知道为了增加笔记本的机械强度 世界笔记本电脑巨头IBM在铝中添加钛金属元素 从而形成了闻名于世的笔记本钛合金外壳 8 铝材 轻量性 耐蚀性 成形性 强度性 切削性 表面处理性 导电性 易加工性 无毒性 无磁性 熔接性 导热性 无低温脆性 再生性 反射性 铝及铝合金的基本特性 铝及其合金可以用已知的所有方法浇铸成铸件或加工成材 铝及其合金的加工产品可以划分为两类 一类是通用产品 包括薄板 厚板 箔 棒材 线材 管材以及结构型材 其中板材可细分为圆棒和非圆形棒 其中管材可细分为标准圆管和非标准圆形管 另一类是非通用的产品 这是为了某个特定用途而设定的产品 包括挤压型材 锻件 冲挤件 铸件 冲压件 粉末冶金 P M 零件 机加工件和铝基复合材料 9 序号材料代号方法种类燃烧难易离火焰后能否燃烧火焰颜色塑料状态气味产品特性1PMMA聚甲基丙烯酸容易燃烧能燃烧上端蓝色黄色软化乙烯酸单体透明2ABS PSSAN 透 苯乙烯容易燃烧能燃烧橙黄色黑烟软化苯乙烯单体金属声音3PA聚酰胺 尼龙 慢慢燃烧不能燃烧上端黄色熔融滴下特有气味有弹性4PVC聚氯乙烯难燃烧不能燃烧黄色 下端蓝色软化氯气气味软后橡胶状5PP聚丙烯容易燃烧能燃烧黄色完全燃烧特有气味乳白色6PE聚乙烯容易燃烧能燃烧上端黄色下端熔融滴下石油气味乳白色浅色7PF酚醛树脂慢慢燃烧不能燃烧黄色胀龟裂酚醛气味黑棕色8VF脲甲醛难燃烧不能燃烧黄色 下端青绿胀龟裂福尔马林气味漂亮色常见9MF三氯氰胺甲醛树脂难燃烧不能燃烧淡黄色胀龟裂白化甲醛 福尔马林气味表面光洁 非常硬10VP不饱和酯树脂容易燃烧能燃烧黄色黑烟稍微肿胀 白化聚乙烯气味玻璃纤维增强 塑料的简单判别 10 塑料的成型工藝 加工成型塑膠材料可用多種不同的方法加工成型 一般可在400度以下操作 而成型后還可采用不同的二次加工方法加工成型塑件 如車 鑽 鑼 刨 刮 銼 拋光 電鍍 絲印 燙印 噴油等 盡管塑料的加工方法有很多 但其中最主要的仍是注塑 擠出 吹塑 搪制為主 其中注塑成型約占60 不同的加工成型工藝注塑成型擠出成型吹塑成型搪制成型熱壓制成型傳遞成型真空成型繞注成型壓延成型層積成型吸塑成型浸積成型 11 塑料 硅胶 塑料与硅胶结合可达到柔和的手感及耐磨效果 12 IMD成型 硅胶 多种色可根据油墨调入不同的颜色 硅胶制品 PVC 13 丝印工艺Silkscreenprinting PCABSPVCPMMAPC ABS等塑胶玻璃铝材其他金属材料 丝印表面 曲面凸面凹面不规则面平直面 移印 烫印 丝印 丝印对象 14 单组分 适合室内不易触摸的地方双组份 接触较多 耐磨性能高UV层 保护表面不易磨损 划伤 红黄蓝黑白五种色可以调配任何一种颜色不同材料和物体要求的油墨也不一样 丝印的油墨 油墨的量 15 丝印 油墨会依照網版制造時的图案 因滲透而印在被印物上 而且可以重复印刷烫金印 將图案刻在印头上再用热力把图案或花纹从印头烫印到工作表面套印 在多色印刷中颜色的相互叠加 一般分为三色套印和五色套印移印 把所需印刷的图案先利用照像制版的方法 把钢版制成凹版再经由特制矽胶印头转印在被印物上多色印 制版经过一次 二次以上的印刷膜内转印 IMD IML所谓IMD 就是将已印刷好的片材放入金属模 mold 内 然后将成形用树脂注入金属模内与片材接合形成一体而固化成产品的一种成形方法 也称为IMD InMoldingDecoration IMD是在成形的同时可以进行加饰的方法 产品是和承印材成为一体 对立体状的成形品全体可进行加饰印刷 热转印 热力把图案或花纹从胶膜或纸膜转印到工作表面拉丝印 通过热力和压力把拉丝箔印在塑胶上以达到金属拉丝效果 丝印的种类 16 镜面油印刷效果 热转印的图案是先印在胶模上 而烫金則是將图案刻在印頭上 注意 例如 彩色键帽 硬键帽 正面印刷 反面印刷等 多色印 17 I M D Rubber I M D withShoulder GroupKeys I M D RUBBER PLASTIC RUBBER 18 拉丝箔 烫金箔 19 膜内转印 TallKeySolutionwithI M D 膜外转印 20 牙克力双面丝印 移印 牙克力烫印 凸面丝印 21 咬花面上丝印 烫金印 彩色印 22 拉丝工艺 朝华魔音百灵 魔音神舟百灵前面板采用金属拉丝材质 美观又耐磨 不容易褪色 拉丝在平面上比较容易加工 或者是曲率比较小的曲面也可以做 曲率较大时的加工质量就不好控制了 拉丝处理是要在冲压之后再做的 属于表面处理工艺了 23 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 它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用 直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种 连续丝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 如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷 获取 改变不锈钢刷的钢丝直径 可获得不同粗细的纹路 断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得 制取原理 采用两组同向旋转的差动轮 上组为快速旋转的磨辊 下组为慢速转动的胶辊 铝或铝合金板从两组辊轮中经过 被刷出细腻的断续直纹 先拉丝后电镀的效果 直纹拉丝 24 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 ANNFM 500通体拉丝金属外壳 看起来显得十分典雅 四方体经典形体外又透出一份秀气 25 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 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度左右的角度 另外做一个装有固定铝板压茶的拖板 在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度 利用毛毡的旋转与拖板的直线移动 在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路 朝华20G硬盘MP3 26 曲面拉丝 长城T2000笔记本金属拉丝工艺的外壳 27 正面拉丝工艺使得这款机箱看上去稳重大方 铝合金外壳拉丝 28 高档的金属磨沙工艺与拉丝工艺相结合 飞利浦新机655 前面板则为金属材料 表面拉丝工艺的使用使得这一部分的质感相当强烈 29 MP3夏新 007 采用拉丝工艺的合金外壳 30 电镀工艺 Electroplating 电镀电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面 以形成均匀 致密 结合力良好的金属层的过程 就叫电镀 简单的理解 是物理和化学的变化或结合 电镀种又分水镀和PVD 真空离子镀 根据材料不同和要求不同 PC不可以电镀 一般用于电镀的是ABS或PC ABS混合材料 溅镀镀层很薄能够透光 电镀分为水镀和真空镀 水镀有污染但镀层不容易磨损 真空镀被大量采用但镀层容易磨损 电镀目的是在基材上镀上金属镀层 deposit 改变基材表面性质或尺寸 例如賦予金属光泽美观 物品的防鏽 防止磨耗 提高導電度 潤滑性 強度 耐熱性 耐候性 热处理之防止滲碳 氮化 尺寸错误或磨耗之另件之修補 M7采用了塑料材质加金属电镀工艺 钢 不锈钢 铜及铜合金 铝及铝合金 塑胶 电镀对象 31 电镀工艺的几个用途 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有电镀的比如V70的RING NOKIA8810 PHILIP988 台湾 香港版 镀的亮铬 后者亚铬 其底层是铜 在一些需要电镀装饰效果 有不需要很高的耐磨性要求的场合 可以使用真空蒸镀法 也可以将真空蒸镀法应用到IMD技术中 可以起到很好的装饰效果 如手机等 真空蒸镀法是在高真空下为金属加热 使其熔融 蒸发 冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法 电镀前塑胶 黑烙 光烙 32 高光电镀高光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光 注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果 亚光电镀亚光电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光 注射出的塑件采用亚铬处理后得到的效果 双色注塑 加电镀 高光电镀按键 溅镀之后的效果 33 混合电镀在模具处理上既有抛光的部分又有蚀纹的部分 注射出的塑件电镀后出项高光和蚀纹电镀的混合效果 突出某些局部的特征 局部电镀通过采用不同的方式使得成品件的表面局部没有电镀的效果 与有电镀的部分形成反差 形成独特的设计 局部电镀 LCD周围的装饰框由原来的喷漆工艺变更为现代的电镀工艺 不仅质感很强 而且材质耐用 34 珍珠铬珍珠铬电镀的效果的实现通常要求模具表面良好抛光 注射出的塑件采用珍珠铬处理后得到的效果 珍珠烙 光镍 珍珠镍 珠浅枪 浅枪 深枪 珍珠深枪 珍珠黑烙 18K金 珍珠18K金 24K金 珍珠24K金 电镀的金属颜色很多 35 蚀纹 电镀 蚀纹电镀蚀纹电镀的效果的实现通常要求模具表面处理出不同效果的蚀纹方式后 注射出的塑件采用光铬处理后得到的效果 索爱P908使用的是塑料材质加金属电镀工艺 但出色的做工让它浑身充满金属味道 36 彩色电镀通过采用不同的电镀溶液 在电镀后塑件表面沉积的金属会反射出不同的光泽 形成独特的效果 电铸而非电镀 注意 PC不可以电镀 一般用于电镀的是ABS或PC ABS混合材料 按键电镀 37 除了中间夹层采用铝合金以外 上下面板均采用了电镀工艺 38 烫金工艺 烫印材料 PE PVC ABS 木材 皮革 电化铝烫印箔主要是采用加热和加压的办法 将图案或文字转移到被烫印材料表面 电化铝烫印箔 39 烫金塑胶件的表面拉丝一般是通过烫金来做的 在烫金机的高温高压作用下 将烫金膜上的物质转移到塑胶表面 选用不同的烫金膜 可得到不同光泽和粗细的纹路效果 这种工艺在影碟机面板上用的很多 现在在视听产品上用的很多的魔术镜面装饰件 就是在PMMA板材上烫印的反光膜 也有用电镀的 烫金也属于热转印的一种 镜面烫印拉丝烫印幻彩烫印多色烫印 镜面效果烫金箔 40 烫金的特点 图案清晰 美观 色彩鲜艳夺目 耐磨 耐候 电化铝烫印箔主要是采用加热和加压的办法 将图案或文字转移到被烫印材料表面 在烫印不同材质时 应选用合适型号的电化铝 并选择合适的温度 压力 烫印时间 以达到理想的烫印效果 在UV光油表面直接烫金 其工艺本身对UV光油和烫金电化铝的要求相当高 烫金箔 41 烫金箔 漏印 里面加烫金箔 42 牙克力拉丝烫印 拉丝箔 43 幻彩烫金印 幻彩烫印 44 喷砂工艺SandBlasting喷砂分两种 干砂水砂 外壳为雾面喷砂的金属质感材料 U 55采用了圆柱形的外观设计 高光喷砂工艺 仿金属的质感表面 45 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 均匀适度的喷砂处理 基本上也可以克服铝材表面的常见缺陷 同时 可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固 对外观零件 不管是用拉丝还是喷砂 通常都是需要再做表面氧化处理的 至于是选择哪种加工工艺 应该是与造型相关要考虑的一个问题 两种工艺可获得的表面质感还是有差别的 喷砂 电铸 柯达LS420数码相机右边使用喷砂工艺而左边则是拉丝工艺 整体感觉相当秀气 46 A70以银色的机身颜色为主调 通过在机身正面进行被称为 喷砂抛光 BlastFinishing 的缎纹表面抛光 PearskinFinishing 一种在物品细密地喷覆金属粉末的喷砂工艺 处理 凭添几分物所超值的高级感 喷砂适用范围主要在 塑胶和铝合金表面铁 铜 以及其他金属 表面可喷 铝丸 玻璃砂陶瓷砂 氧化铝等 47 纽曼之星移动硬盘呈长方形 采用铝合金的外壳 表面进行喷砂 冲压 拉丝等处理工艺 VOC表面采用的是喷砂处理 手感十分舒服 48 咬花工艺 咬花的目的 增强塑胶的外观质感使产品呈现多变化和全新的设计 咬花 喷砂 化学蚀刻 梨地 线 柄纹 几何图形 木纹 发线 皮纹 什么是咬花 咬花系指將所需花色以化學蚀刻的技術 將模仁 大多為母模面 進行蚀刻的动作 与其他部分較大的差异是 咬花是对模具的加工 而其他部分則是直接對半成品加工 Texture 49 键盘表面采用纯黑原色高强度工程塑料 配合粗纹咬花工艺 粗纹咬花 电镀 咬花 50 最浅的咬花深度是2u