內(nèi)涂工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究

1、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究作者：張元成、魏友軍、梁冬摘要：本文是對仿雙色注塑之內(nèi)噴工藝在產(chǎn)品應(yīng)用方面研究分析，重點分析討論內(nèi)噴工藝應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計、透明塑料選擇、注塑噴涂加工等方面特點。關(guān)鍵詞：雙色注塑、內(nèi)噴工藝、透明塑料、注塑噴涂前言目前，“超薄、窄邊、透明邊、多種漸變色彩、光影搭配、通透感、高光高亮”已經(jīng)成為流行平板外觀新特征，除“超薄、窄邊”需通過結(jié)構(gòu)電路創(chuàng)新設(shè)計實現(xiàn)外，其它均可依賴于新材料、新技術(shù)、新工藝予以支撐實現(xiàn)。其中，以內(nèi)噴工藝及雙色注塑最為代表。近些年來，雙色注塑技術(shù)已趨于成熟，并以三星為代表開始在家電LCD/PDP產(chǎn)品應(yīng)用。如果要實現(xiàn)雙色注塑在家電產(chǎn)品規(guī)模應(yīng)用，以 公司報價為例，

2、預(yù)計要增加雙色注塑機床固定資產(chǎn)投入超過5000萬元，與此同時，雙色注塑模具較高光（仿高光）模具也高出1倍以上，為此高額投入和高成本劣勢對其家電產(chǎn)品推廣應(yīng)用造成巨大障礙，加之考慮市場接收度，目前國內(nèi)家電公司只有海信采購了一臺1600T雙色注塑機床，預(yù)計年底將推出新品；目前，模塑公司開始對現(xiàn)有注塑設(shè)備雙色注塑改造，現(xiàn)已實現(xiàn)功能。在這樣情況下，由基礎(chǔ)制造工藝發(fā)展而來的內(nèi)噴工藝技術(shù)體現(xiàn)了巨大的優(yōu)越性，產(chǎn)品模具只是高光（仿高光）模具，而關(guān)鍵的注塑、涂裝工序均可利用現(xiàn)有設(shè)備，基本不需要增加新的固定資產(chǎn)投入，現(xiàn)在，內(nèi)噴工藝技術(shù)開始在家電行業(yè)廣泛應(yīng)用起來，據(jù)悉，國內(nèi)海爾、海信、TCL、創(chuàng)維都和長虹一樣推出采用

3、內(nèi)噴工藝的LCD/PDP產(chǎn)品，我公司即將或已推出了5個系列LCD/PDP產(chǎn)品。事實上，內(nèi)噴工藝技術(shù)是基礎(chǔ)工藝技術(shù)拓展、延伸，是一種采用基礎(chǔ)的加工方式代替先進技術(shù)（雙色注塑）典型代表，開展內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究，是提升工藝技術(shù)水平有效途徑，也是進一步加快內(nèi)噴產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新，保證產(chǎn)品差異性的有效手段。一、內(nèi)噴工藝技術(shù)介紹1、內(nèi)噴工藝定義利用部分塑料制品透光特點，在塑料制品內(nèi)表面噴涂油漆，外觀形成層次色彩裝飾效果的工藝，簡稱內(nèi)噴工藝。內(nèi)噴一般分為透明內(nèi)噴或透影內(nèi)噴，透明內(nèi)噴的塑料件一般為無色透明，而透影內(nèi)噴塑料件一般為著色半透明，因透光率降低后，視覺上形成透影效果。2、內(nèi)噴工藝流程 注塑 精密套色工

4、裝 粘接透明塑料 透明面板 通透雙色面板 面框 內(nèi)部噴涂 塑料結(jié)構(gòu)件總裝二、內(nèi)噴工藝與雙色注塑比較1、雙色注塑即用雙射注塑機的兩個料管配合模具按先后順序進行兩次注塑、成型，制成雙材料注塑產(chǎn)品。其零件內(nèi)部一般采用ABS、PC等硬塑料，而外部一般采用TPE或PMMA等透明塑料。2、內(nèi)噴工藝主要特點優(yōu)點：（1）、新設(shè)備投入少，設(shè)備簡單； （2）、生產(chǎn)靈活，生產(chǎn)效率高。缺點：工序多，人工費用高，管理成本高。3、雙色注塑主要特點優(yōu)點：直接注塑成型，減少噴涂、組裝工序。缺點：（1）、模具和注塑機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高，設(shè)備價格昂貴；（2）、注塑工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，廢品率高。4、內(nèi)噴和雙色注塑成本對比以42尺寸

5、液晶面框為例，假定使用1600T注塑機床，其成本對比見表1：內(nèi)噴和雙色注塑主要成本對比分析表：表1：內(nèi)噴和雙色注塑主要成本對比分析表序號類別項目制造工藝備注內(nèi)噴雙色注塑1新設(shè)備投入注塑機床（萬元）1600模具（萬元）401502設(shè)備折舊費用（元/件）7.233.58年、6萬3能耗（元/件）3.64.24主要材料成本（元/件）8.718.6ABS5人工成本（元/件）0.650.47直接6廢損（%）210相對7合計（元/件）20.5663.082、3、4、5項8生產(chǎn)效率（件/天）1150650相對依據(jù)上表可見，內(nèi)噴可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備，避免巨額資金一次性投入，其生產(chǎn)效率約雙色注塑2倍，綜合成本約僅

6、有雙色注塑1/3。三、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用研究方面及重點（一）、透明材料選擇一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，即俗稱壓克力或有機玻璃，）、聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二醇脂（PET）、ABS、ABS/PMMA共混物、透明尼龍、丙烯睛一苯乙烯共聚物（AS）、聚砜（PSF）等， 在注塑加工方面，主要有PMMA、PC和ABS、ABS/PMMA四種塑料。表2主要透明塑料性能對比表材料名稱主要技術(shù)指標(biāo)預(yù)計價格（萬元/噸）可能存在問題硬度透光率（%）PMMAH90-932.0-2.4流動性差，吸水率高，注塑溫度范圍160-270，沖擊性差，耐磨性不好，易劃傷，易脆裂。透明ABSB-HB8

7、5-902.2-2.5流動性好，注塑溫度范圍210-280，尺寸穩(wěn)定性和抗沖擊強度好透明PMMA/ABSHB-H85-872.8-3.2流動性一般，注塑溫度范圍210-270，尺寸穩(wěn)定性和抗沖擊強度好透明PCB-2B902.0-2.5融料溫度高，流動性差，注塑溫度范圍，沖擊性好，耐磨性好，精度高根據(jù)上表以及對各種材料注塑摸底情況表明，PMMA硬度、透光率以及注塑溫度范圍好，但是由于PMMA剛性太大，注塑成型后，應(yīng)力集中，造成沖擊性差，容易脆裂，在家電產(chǎn)品應(yīng)用上風(fēng)險比較大，透明PC經(jīng)過表面處理后，硬度可以達到2H，特殊型號直接經(jīng)過注塑成型后，硬度也可以達到1H。PC是一種非晶體工程材料，具有特別

8、好的抗沖擊強度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口沖擊強度非常高，并且收縮率很低，一般為0.1%0.2%，產(chǎn)品尺寸精度、穩(wěn)定性高，但是PC流動特性較差，注塑溫度高且范圍窄270-320，注塑工藝性差。ABS 、ABS/PMM具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度；雖然ABS、ABS/PMMA透光率一般，但其良好的注塑工藝性，具有較低產(chǎn)品應(yīng)用風(fēng)險。需要指出的是料溫高于240 以上時, 由于組分分解，ABS、ABS/PMMA霧度會增加, 透明性下降，因此需要保證料筒塑化溫度在230 左右，并

9、防止注塑過程中局部溫度不均造成材料分解，而出現(xiàn)偏色。綜上，為追求優(yōu)越的外觀效果，選擇PMMA、PC最適合，但需要對模具要進行專門設(shè)計和制造，并選擇專用螺桿；而選擇ABS、ABS/PMMA時，模具設(shè)計制造簡單，可利用現(xiàn)有設(shè)備直接加工，必要時，可選擇專用螺桿。（二）、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新 為了取得良好的外觀效果，透明（半透明）內(nèi)噴塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要進行突破和創(chuàng)新，結(jié)合公司720/820/920系列產(chǎn)品情況，現(xiàn)分析總結(jié)如下：1、掌握壁厚與材料透光率關(guān)系，根據(jù)不同壁厚（1.5-3mm），設(shè)計開發(fā)出不同裝飾效果的產(chǎn)品；2、通過增加臺階面倒角R，增加折射面積，通過光折射原理，形成中框色彩影邊效果；3、增加加

10、強筋、螺釘柱以及特殊部位拔模斜度，防止零件拉白，影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量；4、合理選擇噴涂油漆分界區(qū)域，改變傳統(tǒng)的溝槽模式，建議改變利用臺階垂直面分色，垂直面高度2mm左右，不改變外觀效果；或利用特殊臺階平面分色，臺階面寬度建議為2mm左右，并保證臺階面平整；同時保證分色邊界盡量在同一水平面上；5、通過對特殊面磨砂處理，遮蔽內(nèi)部缺陷或輔助噴涂油漆分界；6、在產(chǎn)品外觀質(zhì)量許可的條件下，注意裝配定位、限位設(shè)計，方便產(chǎn)品組裝加工。（三）、透明塑料制品注塑工藝1、透明塑料制品注塑工藝主要特點1）、加強原料過程控制，保證原料純潔；使用大容量烘箱，確保材料干燥充分；2）、推進注塑環(huán)境無塵化，注重機筒、螺桿及其附件

11、的清潔；3）、盡量選用專用螺桿、帶單獨溫控射咀的注塑機；4）、注意溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：防止產(chǎn)生解降的可能；5）、合理選擇保壓時間、冷卻時間，盡量減低熔料在機筒停留時間； 6）、盡可能提高模具溫度、增加模具的排氣；7）、注意對溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)作細(xì)微調(diào)整，盡可能地減少內(nèi)應(yīng)力而引起產(chǎn)品變形和開裂；8）、注塑過程中盡量減少脫模劑使用。2、影響透明塑料制品外觀質(zhì)量的主要缺陷1）、氣泡主要由于樹脂內(nèi)的水氣和其它氣體排不出去或因充模不足，冷凝表面又過快冷凝而形成“真空泡”。 2）、銀紋銀紋主要是由于樹脂的吸濕引起的，因此，一般應(yīng)將樹脂在比其熱變形溫度低1015的條件下烘干，注意選用合理的

12、容量，還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時先行開機烘料；其次在充模和冷凝過程中，受內(nèi)應(yīng)力各向異性影響，垂直方向產(chǎn)生的應(yīng)力會使樹脂發(fā)生流動取向，和非流動取向部分產(chǎn)生不同折光率而出現(xiàn)閃光絲紋，當(dāng)其擴展后，可能使產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋。3）、震紋震紋是指以澆口為中心形成的密集波紋，產(chǎn)生原因主要是熔體粘度過大，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破此冷凝面，而使表面出現(xiàn)震紋。   4）、白煙、黑點主要是塑料熔體在料筒內(nèi)因局部過熱而產(chǎn)生分解或變質(zhì)形成的。解決的方法主要是清除樹脂雜質(zhì)、污染；盡量降低熔體溫度；盡量縮短樹脂在料筒內(nèi)停留的時間。5）、泛白、霧暈主要是空氣中灰塵落入樹脂之中或樹脂含水量太大而引起

13、的。解決的方法主要是清除樹脂雜質(zhì)、污染；將樹脂充分干燥，且使用帶烘干料斗的注塑機生產(chǎn)；精確控制熔體溫度、生產(chǎn)周期;提高注塑壓力、模具溫度。當(dāng)然透明塑料制品還有其它如燒焦、縮痕、熔接線、翹曲變形等普通注塑一樣的塑料缺陷，采用普通注塑工藝優(yōu)化即可解決。（四）、透明塑料制品噴涂工藝透明塑料制品內(nèi)表面噴涂工藝和普通噴涂工藝基本一樣，主要注意以下幾個方面：1、在油漆方面1）、油漆配色必須要保證油漆之塑料制品外觀質(zhì)量滿足設(shè)計要求，而不能單純比對油漆顏色本身； 2）、油漆認(rèn)證時，除了增加雙面膠帶粘貼配合實驗，還需要注意透明材料基材變化而對油漆要求的變化。2、在噴涂操作方面盡量保證動作規(guī)范統(tǒng)一，盡量采用低壓、

14、小幅，以保證顏色均勻，避免竄色。3、在遮蔽方案方面1）、透明塑料制品油漆噴涂分界不能采用傳統(tǒng)的溝槽分界，而只能采用垂直或水平臺階面分界，這樣要求制品尺寸控制要求高，盡可能的減少零件翹曲變形；與此同時，噴涂遮蔽工裝制作更精密、更復(fù)雜，一般需要采用氣動自動控制及雙美工線；2）、噴涂分界線復(fù)雜（如曲線、R、以及不同一水平）時，常常采用膠帶遮蔽方式進行，膠帶遮蔽時一般采用模切、對齊以及刀片分界劃切法粘貼膠帶；3）、分界區(qū)域膠帶必須選用超薄、分界明顯不易出現(xiàn)竄色、鋸齒缺陷膠帶，如3M244、3M CIP31，其它區(qū)域可采用不遺膠的普通膠帶即可，如3M 2214；4）、膠帶粘貼可采用分組，流水作業(yè)方式，必

15、要時，可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，制作粘貼膠帶輔助工裝。（五）、透明塑料制品組裝特點透明塑料制品組裝裝配和普通塑料制品組裝不一樣，不能采用螺釘緊固或卡扣裝配，一般只能采用雙面膠帶粘貼裝配方式進行，主要有以下幾方面特點：1）、由于外觀質(zhì)量需要，透明塑料制品一般較難設(shè)計有效的定位、限位結(jié)構(gòu)，需要利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，制作粘貼定位工裝；2）、為防止產(chǎn)品使用過程中塑料制品剝離，需要選擇合理的雙面膠帶及粘貼方案，并制作必要的壓緊工裝；3）、需要制定、驗證粘貼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，明確出粘貼質(zhì)量檢測方法。四、內(nèi)噴工藝技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用建議現(xiàn)在，公司720/820/920等系列透明內(nèi)噴產(chǎn)品即將或已經(jīng)投入量產(chǎn)，根據(jù)現(xiàn)在生產(chǎn)情況表明，還存在一些不足，故建議：1、推進注塑無塵工廠建設(shè)，改進塑化系統(tǒng)，推進專