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免喷涂材料在电子产品上的应用推广

一、免喷涂材料的来源及简介


1
免喷涂材料在电子产品上的应用由来


21世纪初,电视机产品上开始广泛采用高光无痕免喷涂技术。这种技术能有效消除塑件表面熔接痕、留痕等缺陷,能通过直接注塑使塑件表面粗糙度消除,从而达到镜面效果。

为了迎合电子产品的“彩色化”需求,电子产品外观设计的趋势是:开始出现具有各种颜色搭配的特殊色彩效果,进而推动塑件材料技术不断发展,从而出现了配合高光无痕免喷涂技术的免喷涂材料。


2
免喷涂材料是什么?


一般的塑料由于其材料性能、注塑工艺等原因,为了得到满足人们需求的制品,需要对其表面进行喷涂处理。免喷涂材料:顾名思义,就是这种材料在使用过程中,不需要再在其表面做涂层处理。


3
免喷涂材料能带来什么?


1)色彩光鲜靓丽、表面光泽好、不用喷涂;

2)外观闪烁抢眼;

3)不像“塑料”的塑料。



二、免喷涂材料开发模式

1
免喷涂材料新品开发模式(“CMF”模式)

人员结构方面包括四大结构:

1)色彩设计人员

Color,主要包括:

*色彩趋势研究及产品设计分析

*色彩及外观质感定制

*色彩及质感综合效果开发及方案定制

2)材料开发人员

Material,主要包括:

*材料色彩及质感效果

*材料力学性能

*材料加工性能

3)模具结构人员

4)产品结构人员

Finishing,主要内容有:

*样件结构设计方案

*模具结构方案

*材料加工工艺


免喷涂材料“CMF”模式是综合了色彩、外观质感、模具结构、成型工艺于一体的全套系统方案。、


2
免喷涂材料开发导入



三、免喷涂材料优势

免喷涂材料成型可以使制品实现珠光、闪烁珠光等效果。相比喷涂材料,它容易成型、成品率高,制件可100%回收再利用,不产生对环境有毒有害的气体、粉尘等污染物质。

下面是免喷涂材料与普通材料的对比:


  免喷涂材料

     普通塑料

   

      色彩丰富

     

       色彩多样


外观效果多样:金属、水晶    

     

     无其他外观效果


       光泽感好


      光泽一般或暗淡


  质感表现:科技、时尚


  质感表现:低端、廉价


  一次成型,产品周期短


成型后还需要喷涂,产品周期长



此外,免喷涂材料还具有以下优点:

1、颜色丰富、耐候性好、不易脱色;

2、综合成本较低;

3、绿色、环保、健康;

4、靓丽的色彩可以帮助客户应对多样化、差别化的市场需求。


四、免喷涂材料技术

1
材料性能

1)通过添加矿物质/金属粉末成分使材料呈现特殊的外观效果,如金属质感、闪烁效果等。

2)矿物质添加量较多、流动性变差,需要改善流动性和相容性。

3)一般来说,单种基础塑料性能不能满足要求,所以需要多种材料混合增强外观效果。

4)无需喷涂,节能环保。



2
注塑工艺及模具要求

1)高光泽高亮度,模具采用高光蒸汽模具,注塑参数采用高温高压状态。

2)矿物质/金属粉末添加量高,民航局材料采用耐磨损材质。

3) 对于单浇口模具,需要根据产品尺寸大小选择合适的进胶位置及浇口形状等。

4) 对于多浇口的注塑产品,进胶方式需采用顺序进胶。


3
免喷涂材料的加工工艺的关键点

1)干燥控制——含水量5%以下

免喷涂材料与大多数材料一样,会吸收空气中的水汽。在成型加工前必须进行干燥,否则可能导致制品表面银丝和水花以及影响制品表面光泽。

通常要求干燥后免喷涂材料含水量控制在0.05以下。例如,对于ABS基材的免喷涂材料,干燥温度通常为70℃-85℃,干燥3-4小时。

温度过高容易引起材料性能降低;温度过低、干燥时间不够,树脂含水率过高,制品表面容易产生气痕。


2)注塑温度——中低温注塑

由于免喷涂树脂中添加了金属颜料,在螺杆的高剪切作用下,容易引起金属颜料的变色。因此,免喷涂材料成型温度设置原则是在确保材料充分塑化前提下,尽量使用中低温度注塑,以防止材料降解。

例如,以ABS为基材的免喷涂材料加工温度为210℃-230℃。温度过高,材料发生降解,制品表面产生气痕。


3)注塑速度——中速分段阶梯式控制

在使用免喷涂材料注塑时,选择注塑速度主要考虑制品的外观、模具的排气以及注塑机型腔内树脂流动的阻力。

较快的注塑速度一般会使熔胶流程加长,适合充填薄壁制品,并形成较好的表面光洁度和表面效果。但过快的注塑速度容易使熔胶遭受强剪切,导致珠光色粉形状和粒径发生破坏而降低制品的特殊色彩效果。另外,浇口附近容易出现喷射痕、排气不良等问题。

因此,在保证产品表面效果和质量的前提下,建议选用中速的分段阶梯式速度控制,以确保充填顺畅和制品外观。


4)注射压力——较低压力

注射压力是为了克服熔体在流动过程中的阻力,给予熔体一定的充填速度及对熔体进行压实、补缩,以保证充填过程顺利进行。实际注塑压力跟许多变量有关,如:熔体温度、模具温度、制件几何形状、壁厚、流动长度,以及其它模具和设备情况。

通常,最好选用能满足性能、外观和注塑循环的较低压力。同时要关注实际注塑峰值压力与设定值的差异。一般情况下,合适的保压压力为注射压力的60-80%。


5)模具温度——较高模温

模具温度直接影响最终制品的表面光亮度、熔接线及其强度等。使用高的模具温度可以增加材料流动性,获得较高的结合线强度,并且能降低成型制品内应力,使其耐热性和耐化学品性更好,同时提高熔胶对模具表面的复制性,提高制品光泽度和特殊色彩效果。

为了达到理想的表面质量效果,在使用免喷涂材料时,应尽量采用较高模温。对于ABS作为基材的免喷涂材料,模温通常为70-90℃。

总之,只有合理模具设计、适当的干燥温度、注塑温度、注塑速度、合理的模温是免喷涂材料制成外观靓丽制品的必不可少的条件。


4
产品结构设计的要求

1)少孔洞

2)少筋位

3)忌复杂结构



5
案例分析


改进措施

6
模流分析


热嘴型号:BIM45-TVL/35-TVL,产品两穴,两种方案:三点和五点进胶,三点采用45系统,五点采用35系统,由于点位位于中心,主射嘴做偏心,如上图所示

主竖流道

分流道

分流道

浇口

Φ8- Φ15

Φ15;Φ6

Φ8

Φ4

Φ8- Φ22

Φ22;Φ10

Φ8

Φ6


五、应用前景




本素材由四川长虹提供,艾邦高分子整理,转载请注明来源

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