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长虹雷春堂博士:免喷涂材料技术难点、模具设计以及工艺探讨

#标签#材料,免喷涂,工艺,测试#

一、免喷涂材料定义

无需喷涂,直接一次注塑成型即可达到喷漆所需要的“靓丽”外观效果,是一款真正环保和低VOC产品;包括:高光免喷涂(高光材料、钢琴黑材料、陶瓷白)、珠光效果、金属质感效果……


二、免喷涂材料技术难点 
难点1:成型制品外观质感(仿金属/陶瓷等效果)较差


免喷涂产品外观质感、效果及光泽度等较喷涂产品差


难点2:制品表面缺陷明显

熔接痕的产生

熔体在交汇位置处发生金属颜料或者珠光颜料的堆集(导致样件不同部位密度产生差异),产生熔接痕。

流痕的产生

注塑螺杆的定向剪切引起金属颜料或珠光颜料在材料表面发生取向,产生流痕。

熔接痕和流痕的存在是制约免喷涂材料应用的“最大障碍”


难点3:模具设计和成型工艺要求高

普通材料的成型模具及工艺无法满足免喷涂材料正常成型要求


难点4:配方设计及原材料选择苛刻

问题点及难点主要有:

       1、颜料选择;

        2、珠光粉/金属粉选择(粒径及分部)及表面处理;

        3、原材料选择(材料流动性/材料光泽度/材料透明性);

        4、配方设计(材料相容性/材料物性/材料稳定性/材料耐擦划性)。


三、免喷涂材料模具设计
1:挤塑成型—样件规整

成型工艺简单

样件效果较好

样件结构相对简单,无法进行复杂样件制作



2:吸塑成型—一体成型

  • 靓丽的色彩

  • 逼真的金属效果

  • 一体成型

  • 超薄/强度高

  • 可双色(降低成本)



3.1:注塑成型—高光模具


高光模具注塑的免喷涂外观效果

模具材质:cena1模具钢(日立钢材)、硬度要求:>40;

辅助设备:蒸汽加热装置、油温加热装置; 

模具设计:高温设计、适用水路设计、进胶方式、胶口位置、胶口形状、溢料设计等。


3.2:注塑成型—特殊成型工艺

注塑:直接注塑(背面无任何结构件);

嵌入:bespoke assembly(天线及手机坚固程度); 

钻孔:摄像头、耳机等精密空洞;

打磨:透明漆硬涂层等。



3.3:注塑成型—特殊成型工艺

质感效果较好

缺陷较易隐藏


3.4:注塑成型—多层组合应用


质感/立体效果好

可明显改善留痕/熔接线



四、免喷涂材料应用探讨
案例分析一:冰箱门把手


改进一:采用时序控制,改变熔接线位置。

改进二:引流槽改进。

改进三:筋位消除。



案例分析二:手机外壳

下图为采用免喷涂材料按照普通材料注塑工艺生产的手机外壳制件。零件有4个胶口分别命名为①、②、③、④,另外⑤处表示的制品熔接线位置及走向。

建议改进方案

减少浇口数量:4个浇口减少到2个胶口数;

保证视窗流动:视窗及孔洞处进行适当的处理,减弱流体阻力,减少熔体交汇产生的熔接痕;

增加溢料井:在产生熔接痕的对角线方向加溢料井,将熔接线缺陷移至溢料井,然后修剪处理。


案例分析三、电视机底座

对于非结构件产品,可将产品进行拆解注塑,面板采用免喷涂材料注塑成型,加强筋采用胶粘技术粘于面板背面。

产品结构尽量简单化:薄壁结构、少孔洞、少筋位。


案例分析四、扫地机器人

通过模具结构设计,使零部件裸露部分无明显缺陷,通过设计将缺陷隐藏到背面或隐蔽之处。

合理隐藏缺陷,保证A面合格


案例应用一



案例应用二


免喷涂材料应用模式思考(“四新技术”模式-新材料NM、新结构NS、

新模具NM、新工艺NP

按照个性化定制的要求进行“艺术品”开发工作


免喷涂材料应用模式思考

免喷涂材料应用模式(“四新”模式-新材料、新结构、新模具、新工艺)


来源:长虹雷春堂博士原创


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