熔接線和流痕是免噴涂美學(xué)塑料在實際應(yīng)用中常見的缺陷問題,通過改善產(chǎn)品和模具設(shè)計,可有效解決熔接線和流痕的問題。免噴涂美學(xué)塑料,一次成型就可以實現(xiàn)產(chǎn)品靚麗外觀,便利而且環(huán)保,更重要的是——降成本!降成本!降成本! 因此。近幾年受到各大家電和汽車廠商的追捧。
圖1 各種效果的美學(xué)塑料的外觀效果
然而理想很豐滿,現(xiàn)實很骨感。當(dāng)我們還沉浸在如何將具有金屬效果的美學(xué)塑料應(yīng)用到更多的產(chǎn)品的美夢里,一張張毀容的美人臉讓愛美的我們皺起了眉頭,那么缺陷是如何產(chǎn)生的呢?
圖2 各種產(chǎn)品上的熔接線
那上圖的缺陷是如何產(chǎn)生的呢?
效果色粉具有較高的徑厚比,大多成片狀,在注塑過程中會受到流體的剪切場作用發(fā)生翻轉(zhuǎn),在熔體匯合處、澆口附近、壁厚變化、拐彎處等位置產(chǎn)生流痕及熔接線缺陷(圖3)。
圖3 色粉在匯合時取向不一致造成結(jié)合線
辦法總比問題多,各大效果色粉專家,材料技術(shù)大拿,模具成型大咖從各個角度給出了一些解決方案,雖然不能完全解決問題,但是在某些產(chǎn)品上,已經(jīng)具有了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)和商業(yè)可實施性。
從長遠來看,通過色粉或材料解決問題,是最理想的狀態(tài),但相關(guān)技術(shù)還有很長的發(fā)展之路要走,目前也沒有看到比較成熟的技術(shù)路線。從原理來講,多面體色粉,磁性色粉,活塞注塑,超聲波注塑,透明交聯(lián)母粒等方案具有一定可行性。綜合來看,目前階段通過產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計來改善流痕熔接線是最有效的解決方案。通常,技術(shù)類型分三種:
第一種是:避免產(chǎn)生
常用的方案如去除產(chǎn)品背后結(jié)構(gòu),減少孔洞,單澆口進膠等;
孔洞后加工:先填充后切除
圖 4 薄膜澆口和模內(nèi)切產(chǎn)品填充示意圖
產(chǎn)品上一旦有孔洞結(jié)構(gòu),料流在填充時必然會產(chǎn)生結(jié)合線,尤其是具有金屬、珠光的美學(xué)塑料產(chǎn)品缺陷更是明顯。為避免美學(xué)塑料在產(chǎn)品孔處產(chǎn)生熔接線,我們先把孔堵住,使熔體無障礙的流經(jīng)原先孔洞的位置(見圖4)。產(chǎn)品充填完畢后,還沒有完全冷卻時利用“模內(nèi)沖壓”的方式將原有孔的位置減薄(見圖5、6),出模后再將堵孔的部分加工掉。一般減薄的澆口或孔洞“內(nèi)肉”都比較薄,用工具甚至手指輕輕一頂就可以去除,對產(chǎn)品生產(chǎn)效率影響很小。這種技術(shù)可以很好地解決孔洞位置的結(jié)合線,是其他方法目前無法超越的。模內(nèi)切目前國內(nèi)主要應(yīng)用在澆口上,實現(xiàn)澆口自動化分離,應(yīng)用在產(chǎn)品中間孔的目前只有韓國某公司在美學(xué)塑料上應(yīng)用。
圖5 模內(nèi)切切刀工作示意圖
圖6 產(chǎn)品孔處減薄前和減薄后示意圖
順序進澆:防止料流匯合
對于長條狀產(chǎn)品,澆口采用熱流道順序閥進膠的方式,可以很好的改善結(jié)合線。
圖7 采用熱流道順序閥進膠注塑空調(diào)面板
熱流道循序閥進膠方式適合長而窄的產(chǎn)品,澆口開閉以保證料流沿盡量不要對碰為原則。操作時,按照這個原則制定澆口填充的優(yōu)先順序,選定第一個要打開澆口。當(dāng)?shù)谝粋€澆口針閥打開后充填到第二個澆口時,第二個澆口針閥再打開,依次推進達到無熔接線的效果。具體到圖8中的制件,我們選定中間澆口為優(yōu)先進膠澆口,先行進膠,兩邊針閥澆口依次打開,料流往兩邊流動,避免了匯合。熱流道家族的一員——針閥式熱流道,多了一套閥針傳動裝置控制針閥的開、關(guān),可以控制針閥打開和關(guān)閉的時間,可以較好的控制進膠平衡。
第二種是:轉(zhuǎn)移位置
把流痕熔接線趕到不起眼的次外觀面上,主要通過設(shè)置澆口的數(shù)量和位置,熱流道控制進膠時間來實施;
表面有非外觀面的產(chǎn)品,將熔接線趕在非外觀面上,保證外觀面沒有熔接線。圖8中的產(chǎn)品就是將外觀面的澆口先開,非外觀面的澆口后開,最后讓熔接線躲到了非外觀面上。圖9中的產(chǎn)品是充分考慮的填充位置對缺陷表現(xiàn)的影響,將澆口選在非外觀面的對面,同時將外觀面壁厚加厚,使得結(jié)合線均在非外觀面上。
圖8 先開外觀面的澆口使熔接線躲在非外觀面上
圖9 結(jié)合線趕在非外觀面上
需要注意的是,如果想采用運用這種方法改善結(jié)合線,在產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計時就需要考慮流動末端在非外觀面上的可行性,提前給熔接線預(yù)留位置。
第三種是:化重為輕
通過一些表面處理使流痕熔接線看起來沒那么明顯。
皮紋處理:模具表面做皮紋
這是比較有效的一種方案,皮紋處理可以大大減輕流痕熔接線的可視度。模具皮紋分為化學(xué)腐蝕和激光雕刻兩種,可以實現(xiàn)磨砂,仿皮革,科技紋,幾何紋和拉絲紋等多種效果。和免噴涂美學(xué)塑料結(jié)合,可以大大減輕流痕熔接線。
如下面這款拉絲效果的電飯鍋外殼,背后有很多螺絲柱和加強筋結(jié)構(gòu),背面可以看到明顯的流痕和熔接線,但是從正面看,因為有拉絲紋的遮蓋,基本看不出缺陷。
圖10 電飯煲產(chǎn)品正反面圖
這種方案除了對流痕熔接線有遮蓋作用,還大大擴展了美學(xué)塑料的效果種類,使其效果千變?nèi)f化。這么多漂亮的外觀,總有一款能打動設(shè)計師的心。
圖11皮紋圖片
圖案遮蓋:缺陷處打上裝飾性圖案
圖案遮蓋,即通過巧妙的設(shè)計,在不可避免的流痕熔接線位置打上裝飾性圖案,指示標志,或產(chǎn)品LOGO等,以達到遮蓋的目的。
如下面這款愛仕達的電飯鍋,巧妙地設(shè)計了一個手型標志,遮蓋了熔接線。
圖12 愛仕達電飯煲上蓋
LG吸塵器,在熔接線位置進行了絲印,減輕了外觀缺陷。
圖13 LG吸塵器把手
這個方案的缺點是對設(shè)計要求比較高,加入的遮蓋性的裝飾元素不能破壞了產(chǎn)品整體的美感和品牌特性。
二次處理:通過表面裝飾遮蓋缺陷
對免噴涂美學(xué)塑料進行二次處理?免噴涂美學(xué)塑料需要二次處理嗎?對產(chǎn)品構(gòu)成材料中的免噴涂美學(xué)塑料進行二次處理,聽起來是個偽命題!
然而,實際上有一種情況下免噴涂美學(xué)塑料是可以進行二次處理結(jié)合,那就是替代原方案——三次處理的,即免噴涂美學(xué)塑料+水轉(zhuǎn)印/IMD/燙印替代普通效果塑料+噴漆+水轉(zhuǎn)印/IMD/燙印,其本質(zhì)來講也是替代了噴漆。
現(xiàn)在應(yīng)用比較成熟的是替代水轉(zhuǎn)印的方案,主要在汽車飾條上使用,多款車型已經(jīng)成功應(yīng)用。這種方案的好處是水轉(zhuǎn)印/IMD/燙印的圖案可以有效地遮蓋部分流痕熔接線,大大增加了免噴涂美學(xué)塑料的產(chǎn)品實現(xiàn)性。
圖13 汽車內(nèi)飾水轉(zhuǎn)印+美學(xué)塑料裝飾板
產(chǎn)品上的流痕熔接線常常會破壞產(chǎn)品的外觀,在產(chǎn)品和模具設(shè)計過程中,通過表面處理,包括皮紋處理、圖案遮蓋和二次處理,就能夠?qū)崿F(xiàn)熔接線問題的解決。
環(huán)保的壓力,降成本的需求,使免噴涂美學(xué)塑料逐漸進入快速發(fā)展通道,越來越多的資本和科研人員進入到這個行業(yè),相信,不久的將來,針對熔接線和流痕的問題,還會有更多解決方法出現(xiàn)。
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本文來源:上海錦湖日麗塑料有限公司 朱亞明 朱富朝
第二屆長纖增強復(fù)合材料及汽車輕量化論壇
2017年10月20日
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