豪华汽车的表面装饰模内贴标技术板料折弯机

豪华汽车的表面装饰--模内贴标技术

豪华汽车的表面装饰--模内贴标技术 2011： 真正的木材或者金属：其中的任何一种被应用于塑料，都能生产高规格的汽车内饰件表面—且它们任何一种在加工过程中都具有其特异性。当制造这样的部件时，两种新型的模内贴标技术提供了增强的灵活性和加工的可靠性。什么能使运动汽车的内部看起来没有冷冰冰的感觉？对于塑料加工者而言，汽车内部的表面具有特殊的作用。汽车购买者将其理解为质量在视觉和触觉上的象征，因此汽车制造商和其消费者对其期望正不断上升。这包括更多的功能性和设计自由度，例如在全天候产品的设计中考虑部件的亮度。 由于这些明确的要求和数量不断增加的汽车车型，德国Helmbrechts的Kunststoff Helmbrechts股份有限公司和其子公司Foliotec已经基于IML方法（模内贴标）开发了两种技术，其能被用于在部件表面生成高规格的金属和真正木质表面。

模内贴标塑料部件的表面，由覆有一层保护膜的真实木材组成

薄膜技术简化选择性电镀工艺 在汽车驾驶室或者门上的镀铬装饰元件不仅仅是在视觉上吸引人。金属表面使人感觉一种令人愉悦的酷感，塑料通常隐藏在其下。通过电镀，铬、钌或者其它材料以微米的厚度被沉积到部件表面。目前，当部件的一部分而不是整个部分必须要金属化时，这项技术面临技术和成本上的挑战。利用叫做folioPlate的新型工艺(图1所示)，这种加工能比以往更精确和有效地被完成。

图1. folioPlate加工过程示意图：a)形成ABS薄片；b)压出薄片插入件；c)预成型的插入件的嵌件注塑(背模塑)；d)将成型好的部件放入电镀浴池中；e)取出选择性电镀部件

薄膜技术（foil technology）精度上的加工优点被用于模内贴标(IML)：塑料薄片被成型来匹配所需部件的几何尺寸，将其压成恰当的外形，然后放入注射模具内。熔融塑料流进薄片的后面，与它形成一种耐久的结合，且塑料片成为部件的外表面。在塑料片被裁剪或压出了开口的位置，其自身形成了部件表面。结果，在有和没有薄片的区域之间极端清楚的划分就成为可能。在传统的IML工艺中，当彩色图案的薄片被印刷时，其在对开平板工艺中充当金属层载体的角色。并不是所有的塑料都能同等地被金属化的事实也被得以开拓。由于ABS提供了具有足够粘结性的基材，其最适合于此工艺。相反，PC不能用标准工艺来被金属化。被用在一个IML注射模具内时，ABS薄片和PC部件的结合体能在随后塑料成品部件上的金属板和非金属板之间形成精确的分界线 (图2所示)。

图2. 考虑全天候因素设计的开关，其生产步骤是：具有压出开口的可电镀薄片(左边零件)、插入件(背塑件)薄片(中间零件)，和成型的电镀的背光开关(右边零件)。

这代表了它相比于之前所采用的选择性电镀工艺所具有的优点：掩模（mask）工艺和双组分成型。采用掩模工艺（masking technique）时，每个区域被涂层或者固体覆盖物所覆盖。在电镀以后，其必须都要被除去，当然这首先要假设部件的几何形状允许覆盖物粘结上去。 跟新工艺一样，双组分成型结合了一种可电镀和一种不可电镀材料。然而，为了实现两种材料间的牢固结合，这种方法需要两种材料间具有足够大的接触面积。采用当前的模具和注射成型技术，基本上不可能将PC材料的毫米尺寸的弹簧扣粘结到ABS部件上。因而，这些零件通常用同种可电镀材料来生产。由于电镀时塑料变得比较脆，如果这些纯功能部件中能保证没有金属就理想了(图3所示)。传统双组分成型的第二个主要缺点是其费用结构。一个双组分模具比一个单一材料用模具贵很多。而且，它需要一台具有双注射单元的注射成型机，这意味着需要更高的购买价格或者单位费用。然而，一台标准注射成型机就可满足对folioPlate工艺的要求。

对于特殊的应用，将这种工艺和双组分成型相结合或许有用。其结果是双组分部件具有额外的金属表面，例如，一个黑色按钮，具有集成的透明光标示和选择性镀铬表面。 功能和设计的结合 在成型部件受到高强度机械应力的位置，通常需要不可电镀或者表现出几乎没有表面均一性的材料。另一方面，可电镀树脂常常不具有所需的强度和电阻。采用IML技术，功能(强度)和设计(金属表面)能够比之前的情况更容易结合起来。 如果谈到绝缘特征，这种技术也能提供好处。由于金属层仅仅位于表面，塑料部件整体上仍保持不导电并能被用作绝缘体。 通过采用用于不同表面质量的薄片，可获得不通的变化，带来较小的副作用。如果一种成型部件要被改变成兼具木纹和光滑表面的产品来进行生产，这意味着只需要改变薄片的插入件就可以了。而在双组分成型的情况下，模具就必须要进行更改。 在ABS薄片的插入件成型后，对folioPlate产品受到了和传统电镀部件相同的电镀工艺。通常来讲，部件表面通过浸入到65℃的铬/硫酸中以洗去ABS部件中的丁二烯来进行粗糙化(刻蚀)。这就生成了精细的小坑。接下来， 表面被注入金属粒子，其沉积在小坑中并和塑料形成坚固的结合。通常为铜制的第一层金属的生成是以一种“无电镀”的方式来进行，也就是纯化学过程。 取决于预期的颜色和想要的功能，电化学沉积的数微米厚金属层就生成了，例如，以铜/镍/铬的顺序生成。在电镀工艺结束的时候，有一层组分除了其装饰性外表和“冷触手感”外，在家用电器和汽车应用方面还有抗磨损、抗腐蚀和化学理想的先决条件。虽然对于管道设备产品来讲25微米的镀层厚度就足够了，但汽车工业产品需要的厚度达40微米。复杂系统的无缺陷沉积需要一层极好的基质。电镀工人可从folioPlate部件的均一表面中获得好处。归因于塑料部件，并在电镀以后表现出来的缺陷被大大缩减。由于除气作用引起的弹出得以避免：流动痕很难被看到。受保护的真正木材除了金属冷触技术的外观外，高级的汽车购买者通常需要真正木材带来的温暖感觉。到目前为止，用木材和塑料制成的部件的生产是一个很麻烦的过程，在其生产的末端需要进行表面处理来使部件抵抗环境因素和使用的痕迹。除了诸如干燥、加工、打磨或者抛光外，是上漆工艺或者塑料涂层，直至部件最终制成。采用新型的folioWood工艺，在仅经过一步单独的IML注射循环周期后，由注射成型机生成具有真实木材表面的塑料部件—具有成型的表面并准备好用于装配 (图4所示)。

图4. 在用塑料背塑以后，由于不需要后成型加工，三维部件能被立即用于装配。

其成功的秘密在于非木质载体、真正的木质薄板和塑料薄片的一种复合。当采用这种传统的IML工艺时，此置于模具中的复合物被用于生产一种预成型的插入件。将这种塑料薄片层压成薄板提供了明确的好处：这一步提高了此工艺形成木质装饰板的能力并防止了对弯曲处的磨损(图5所示)。可成型产品的半径和整体的变形程度取决于部件的几何形状，但是其范围小于传统的塑料薄片。

图5. folioWood加工过程示意图：a) 选择天然薄板；b)将薄板压成无纺布载体；c)薄板的打磨和抛光；d)和密封薄片一起层压；e)取出成型的木材/ 薄片复合物，接着进行IML加工

薄片覆盖了装饰板，并使部件免受湿气和磨损的影响。同时，由于仅有250微米的厚度，透明覆盖层与喷涂的聚酯透明涂层具有相似的高光洁度。采用其它之前已知的工艺时，木质材料覆盖的塑料部件由一种流延聚氨酯薄膜覆盖或者作为双组分成型件的一部分以及覆盖层来生产获得。即使使用一种易于流动的SAN，经由薄片的开口来注射成型时，也需要大量较厚的薄片去可靠地覆盖整个部件表面。采用folioWood，真正的木材表面更接近旁观者的视线并展现更靠近人的外观。此外，在有质地的薄片或者模具内漆木纹的辅助下，这种木质感的部件能被大量复制。光滑程度可在不光滑表面至高光滑表面变化，这取决于生产者的要求。基本上，所用通常类型的木材都适用，因此很大的设计自由度得以保证(图6所示)。

图6. 不同类型的木材都适用于生产木材/薄片复合物

该加工过程最重要的好处包括： ● 与具有较厚木头层的部件相比，明显减重； ● 与已有工艺相比，加工成本明显减少。 结论 folioPlate和folioWood为制造选择性电镀塑料部件和具有真正木质表面的部件提供了新的手段。在未来的开发项目中，将进一步检验有关此工艺的限制，例如，有关木质装饰板的半径，或者有关那些在电镀过程中和字体及符号相关的东西。Kunststoff Helmbrechts公司看好这项技术在汽车领域、家用电器和电子设备以及信息技术方面的广阔应用前景。(end)

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