IMD模具及其生产工艺流程阿里巴巴njgmould的博客BLOG

IMD的中文名称:注塑表面装饰技术 即IMD(In-Mole Decoratiom),IMD是目前国际风行的表面装饰技术,主要应用于家电产品的表面装饰及功能性面板,常用在手机视窗镜片及外壳、洗衣机控制面板、冰箱控制面板、空调控制面板、汽车仪表盘、电饭煲控制面板多种领域的面板、标志等外观件上。传统的塑料加工技术已渐渐无法满足新时代的需求,轻、薄、短小的消费性电子产品及环保意识的抬头,IMD技术就是在这个基础上应运而生。由於 (IMD) 之优点适合於3C、家电、LOGO铭板及汽车零件之塑料产品,特别是目前流行的手机外壳及各式仪表面板。世界各先进厂商如德国Bayer、美国GE、均全面在开发此制程。
    (IMD)也叫模内装饰技术。是一种相对新的自动化生产工艺,与其他工艺相比(IMD)能减化生产步骤和减少拆件组成部件,因此能快速生产节省时间和成本,同时还具有提高质量,增加图像的复杂性和提高产品耐久性优点应用在产品外观上,(IMD)是目前xxx率的方法,它是在薄膜表面上施以印刷、高压成型、冲切,最後与塑料结合成型,免除二次作业程序及其人力工时,尤其一般在需背光、多曲面、仿金属、发线处理、逻辑光纹、肋骨干涉...等印刷喷漆制程无法处理的时候,更是使用IMD制程的时机。
   (IMD) 模内装饰可以取代许多传统的制程,如热转印、喷涂、印刷、电镀等外观装饰方法。尤其是需要多种色彩图像、背光等相关产品。具国际{lx1}的(IMD)模内覆膜技术,其优点:
   *防尘防潮、 抗腐蚀
   *抗刮花和耐磨损
   *颜色鲜明
   *铭板图案设计可随时变化而无需更换模具
   *有极高透明度的视窗效果
   *按键效果极优、使用寿命长
   *立体成型能增加设计的自由度

    IMD又包含IML、IMR,这两种工艺的{zd0}区别就是产品表面是否有一层透明的保护薄膜。IML的中文名称:模内镶件注塑 其工艺非常显著的特点是:表面是一层硬化的透明薄膜,中间是印刷图案层,背面是塑胶层,由于油墨夹在中间,可使产品防止表面被刮花和耐磨擦,并可长期保持颜色的鲜明不易退色。

   IMR:IN MOLDING ROLLER此工艺是将图案印刷在薄膜上,通过送膜机将膜片与塑模型腔贴合进行注塑,注塑后有图案的油墨层与薄膜分离,油墨层留在塑件上而得到表面有装饰图案的塑件,在最终的产品表面是没有一层透明的保护膜,膜片只是生产过程中的一个载体。但IMR的优势在于生产时的自动化程度高和大批量生产的成本较低。IMR的缺点:印刷图案层在产品的表面上,厚度只有几个微米,产品使用一段时间后很容易会将印刷图案层磨损掉,也易褪色,造成表面很不美观。另外新品开发周期长、开发费用高,图案颜色无法实现小批量灵活变化也是IMR工艺无法克服的弱点。其重点在于胶料上的离型层。其工艺流程:PET FILM→印离型剂→印刷油墨→印接着剂→ 内塑料射出→油墨与塑接着→开模后胶料会自动从油墨离型。日本称热转写。这机器是用ROLL TO ROLL方式,而对位用CCD计算机操作 。它的片才定做周期比较长,模具费用比较高。

 IMD的材料有三大类,一类在注塑模腔里预置的是PC的,单片的。另一类是PET的,链状的(很像电影胶片或印好没裁的方便面口袋)。另外一种是PMMA。
前者成品就MERGE了PC片,后者只把PET链上的油墨带走,但PET材料(链子,又称FOIL)不被MERGE进零件前者因PC厚,只可用丝网印,所以效果较粗糙,如MOTOROLA的V66的前盾牌形状已经算是很精致了,后者因PET薄,可用胶版印,很细腻,尤其电镀和透明,金属及表面细腻纹理都很好,如MOTOROLA的V60的前电镀和黑色肌理效果。比如松下电饭煲模具上的控制面板就是典型的IMD,是把一个丝印好的PET薄膜放到注塑模具里进行注塑。材料一般是PC、透明ABS、PMMA。注塑后薄膜和塑料结合为一体。如今手机的外屏镜片大部分采用了IMD技术,成本相应提高,手机模具特别是透明模具的要求也更为严格。

一般来讲用IMD有两个背景原因:
1,有些效果用注塑是在难以模拟,比如胡桃木的汽车仪表板(汽车配件模具上的)。
2,在小片零件上集成几种效果很难,比如MOTO V60模具的前三角片,集中了电镀,透明,丝网印,但本身又要求精致,试想用真实电镀,透明片分别注塑再拼接基本很困难。
还有一种方法实现就是在模具阶段做零件表面皮纹(TEXTURE)时件外表面光滑,内表面用粗糙纹路,但对模具有要求,因为粗纹理拔模角大。

相關概念説明

IMD的英文全稱是:In-Mould-Decoration。油墨先附著在Inlay上,通過注射塑膠料夾在Inlay與注射料之間,由於外面有Inlay(一般是PC film,厚度0.125~0.75mm)作保護層,有良好的耐磨性。IMD不良率的控制应该注意环境的影响,我们要求IMD的整个过程都是在无尘室里进行,在印刷的部分更不用讲,那在高压成型和射出的部分我们也如此要求,因为片材加热,因微粒很容易与片材粘在一起

二、IML的工艺工序:
1. 裁料---平面印刷---油墨干燥固定---贴保护膜---冲定位孔---热成型---剪切外围形状---材料注塑成型工艺流程如下图:具体说明如下:1)裁料:把卷状的薄膜Film裁剪成已设计好尺寸的方形块,供印刷、成型工序用。
2.平面印刷:根据要求的图标、文字制造成菲林网,在裁剪好的薄膜 Film方形块上印刷图标、文字。
3.油墨干燥固定:把印刷好的薄膜Film方形放置在高温烤炉里干燥,目的是固定IML油墨。
4.贴保护膜:避免在冲定位孔工序时弄花已印刷好的薄膜Film表面,有时需贴上单层或双层保护膜。
5.冲定位孔:热成型的定位孔一定要冲准。剪切工序的定位孔有时也要事先冲孔。
6.热成型(高压或铜模):把印刷好的薄膜加热后,用高压机或铜模在预热状态下成型。
7.剪切外围形状:把成型好的立体薄膜的废料剪切掉。
8.材料注塑:把成型后跟前模立体形状一模一样的薄膜放到前模上,注塑出IML成品。
三、IML工艺的优点和缺点 
优点:
1. 胶片制作周期短,可表现多重色彩;

2.在生产中可以随时更改图案及颜色;
3. IML最外层是FILM,油墨丝印于中间层,外表光洁美观,越摸越光亮,具有优良的抗刮性;
4. IML生产批量数量很灵活,适合多品种小量生产
缺点:
1. 前期周期长;
2.易产生胶片脱落、扭曲变形等情况;
3. 产品不良率高。
四、IML设计注意事项:
1. 注塑厚度:建议平均肉厚不低于1.2 mm(不含Film为1.0 mm)
2. Film厚度规格为:0.1 mm、0.125 mm、0.175 mm
3.Film单片印刷,较适合少量多样的设计场合
4.外观颜色为亮银,电镀银等金属感的颜色不适用此种做法,容易造成Film因高低温剥离
5. Film外缘尺寸大小与模具模腔尺寸有{jd1}关系,太小或太大会造成模腔射出拉伸产生边缘漏白
6. Lens上圆孔最小直径Φ1.0 mm
7. Lens P.L位置一般于Lens底部,如果因拔模角的问题可于Film被覆下缘0.2 mm的位置
8. Lens的拔模角度一般为3º
9.对于Lens外观高低落差的情形,Film必须于事前先外观成型;
10.圆角的设计:IML成形的外观,无法造成锐利的外型,外观轮廓应避免锐角,因此在设计中不能有尖的锐角,产品的转角处都必须有一个圆角(至少需有0.3R)
11.  包边问题:包边指的是覆膜同塑胶接合的边缘的部位。此边缘在注塑成型后不可能做到非常的整齐,因此,我们在设计应用IML的产品的时候,可以将该包边用塑胶件挡住
12.  表面耐磨硬度要求:3H以上
五、IML与IMR的特点比较    
1   IMR适用于批量大的(10万)以上;
IML生产批量数量很灵活;
2   IMR 图案立体成型高度不超过1.5MM的IMD产品
IML能加工各种复杂的三维制作,如:平面、曲面、包边等各种产品,3D图案立体成型高度可达40MM
3  IML产品,因油墨丝印于表面,故字体不易被摸掉; IML油墨丝印于中间层,故外表光洁美观,越摸越光亮,具有优良的抗刮性,且在生产中可以随时更改图案及颜色;
4  IMR 只能丝印像烫金纸一样的工艺,不能更改其丝印颜色;
IML的油墨颜色无极限性,在生产同一  批量中可任意更改丝印颜色。
IML的片材分为:PET、PC、PMMA,

5   IMR 无法做按键;
IML可做带有按键的产品;
6  IML整体开发时间短(在开发注塑模的同时可开发成型、冲切等模具,以及可同时完成其它辅助工序);几个零件可搭配在一起生产,故成本相对减少;因没有勾位,故可生产厚度相对较薄的产品。
六、IML运用领域:
目前IML的运用领域极为广泛,现阶段用于手机、白色家电行业,将来会发展到防伪标记、汽车行业。其产品具有防晒性能好,可用于汽车上的标牌等;硬度可达2H~3H,可用于手机镜片等;按键寿命可达500万次以上,可用于电饭煲等。
七、IML产品测试检验
IML产品通过以下测试,均符合要求。
1、硬度测试:用磨平的2H~3H铅笔附重500g的力,以45度角向产品表面平推,其表面无明显划伤及划痕为合格。
2、温度测试:将产品放置于相对湿度为     95%~{bfb},温度为57±3℃之炉内48小时,无爆裂、变色、变形、甩色、失功能等现象则为合格。
3、耐磨测试:以橡皮对准产品表面附重500g,于同一位置2英寸长来回磨擦300次(一个来回为一次),其表面无明显见底为合格。
4、冲沙试验:固定的测试涂层于磨擦仪器成45度角,用产品可靠性规格指定的沙量、流速(2升/21~23.5秒)冲擦涂层面,以冲至500ml沙粒后油漆下之物料可见为严重,冲至100ml沙粒后油漆下之物料可见轻微;轻微缺点超过总样板数20%为不合格,严重缺点超过总样板数为不合格。 
IMR/IML工艺手机外壳镜片
IML工艺的特点:
IML产品以清晰度高、立体感好、表面耐划伤、可随意更改设计造型图案、增强产品美观外型、体现xx异型结构的优势,广泛的应用于手机镜片、机壳等需3D造型的外观产品上。解决以往压克力平板所不能达到的异型效果和多种颜色。
   IML技术:是集丝网印刷、成型和注塑相结合的一种新型模内装饰技术,在装饰产品时,模内装饰(IMD/IML)是一种xxx又节省成本的方法,广泛应用于通讯产品(如:手机/小灵通镜片、装饰件、外壳等)、家用电器(视窗面板、按键面板、装饰面板等)、医疗器材(视窗镜片、机壳、装饰件等)和汽车仪表盘。多样化的应用已使模内装饰变成可以理想的取代许多传统的制程:像热转印、表面直接印刷、表面喷涂、直接电镀、双色注塑等传统装饰方法。它最适用于3D产品,尤其是需要一致性套色图样、背光、多种颜色并要体现在各种曲面、弧面和斜面上。
    IML产品的优点:
    1、耐划伤、那腐蚀性强、使用寿命长。
    2、立体感好。
    3、防尘、防潮、抗变型能力强。
    4、颜色任意更改,图案随意变更。
     主要特点:
1.从片材的印刷成形、模具的设计制作到注塑复模,整个制造过程由我公司内部完成;
2.极大限度地减少研发时间,确保准时供货;
3.设计灵活,以较低成本快速实现产品多样化;
4.无需面板粘贴,不含任何容剂型胶,符合环保要求;
5.按键可实现模内注塑时凸起,按键寿命可打100万次;实现三维表面的高精度装饰,装饰图案内藏,xx磨损(除非破坏);

6.更高抗刮性和透光性,轻松实现{yj}清晰显示;
7.高度集成,节省后续组装工序,快速装配,提高合格率;
8.3D成型,使复杂构件同样可以实现高水平装饰;
9.给最终用户更美、更轻、更坚实、更多选择、更加安全 。 应用领域:广泛应用于各类产品,如家用电器产品 、计算机及周边产品、移动通信终端产品 、汽车工业等。
IML的优势:
1、产品稳定性:使产品产生一致性与标准化的正确套色  
2、产品耐久性:透过特殊处理的COATING薄膜的保护,可提供产品更优良的表面耐磨与耐化学特性  
3、3D复杂形状设计:应用薄膜优良的伸展性,可顺利达成所需的产品复杂性外开设计需求  
4、多样化风格:可依客户需求创造金属电镀或xx材质特殊式样 
IML工艺产品的断层结构为:
PET/PC+油沫层+塑胶层,
  故注定该制品的变形方向<向上拱起>,并且要求注射压力较普通塑件高的特性.为防止制件变形,胶厚需要满足一定的条件,设计要满足其它工艺方面及成型方面的条件:
  A:胶厚(材料厚度),胶厚不能笼通去谈,要结合制品镜面的面积的大小<20MM以下较小者可按1.1设计,较大者胶厚要求1.2或以上,局部可较薄,并且要结合表面造型>,在空间满足的情况下胶厚力求尽量厚为佳.胶厚过薄会带来注塑困难,并导致该较薄处颜色变化,经受不起冷冲击试验及跌落试验.
B:造型、厚度方面,表面凸凹起浮者可较薄,视窗凹陷或周圈高起者可局部薄至1.05.,单一平面及曲面者很容易变形,要特别注意高低温试验的条件,越高者自然要求越高,尽量造型方面存在凸凹更佳, 表面也可以设计环型凹槽,以克服应力变形.但凸凹在超过0.25的情况一定要以斜度过渡,并且角度尽量大于45度
  C;棱角处理方面:上表面与侧面需倒至少R0.2的倒角;侧面与侧面需倒至少R0.3的倒角,凡两类倒角对于侧面越高者要求倒角越大,并且要求斜度越大,表面覆膜拉伸量过大或急剧,会导致薄膜表面起皱及印刷油沫脱落以致影响附着力;总而言之就是为保障薄膜覆盖顺畅及外观质量.
  D:装配关系:鉴于镜面变形及跌落试验的要求,尽量设计时考虑增加贴胶面积,或底部变形区域底部加熔接柱,或扣位。

IML工艺流程:
裁大料—〉热定型—〉裁小料—〉冲孔定位—〉印刷—〉固化—〉半成品检查—〉贴保护膜—〉点眼—〉冲切—〉成型—〉注塑—〉在线检验—〉贴保护膜—〉修浇口—〉半成品检验—〉背胶—〉成品检验—〉贴保护膜—〉成品包装
八、IML模具设计及成型要点
1、 模具缩水率问题
一般abs、pmma的缩水为0.5%,如做IMD模具,因产品表面要覆盖一层pet薄膜,显然两者的热收缩率不同。
按本人的经验,IMD模具模具啤出的产品其缩水较普通模具小些,取0.3% 比较合适。因为,注塑时塑胶底材被片材包裹,对塑胶的收缩起到了阻碍的作用。
2、 片材问题
片材是IMD模具成败的关键;也是最为复杂的问题。下面分几项进行分析:
a、 材质、油墨
一般片材的材质为pet,也有pc、pmma的片材。但pet的成型及加工都较优良。表面光泽度、耐磨性也达到客户要求,因此被广泛应用材质。厚0.125mm的pet片材为最热卖的片材之一。
油墨,为印刷的原料,要求耐磨、耐高温、调配、丝印作业方便。
b、 预制片材(裁剪、热成型)
一般的工艺流程为:
片材选择—-〉印刷(工具:菲林,丝移印机;要点:油墨选择,片材定位)
—-〉贴保护膜
—-〉外形冲裁(工具:刀模;要点:片材定位)
—-〉贴保护膜
—-〉热定型(工具:热定型机;要点:温度控制)
—-〉贴保护膜
请留意,贴保护膜是比不可少的工艺,请保护及防尘的作用;保护膜一般用pe薄膜。
热定型加工示意图:
在热定型环节,温度控制很重要,掌握不好,容易使片材变形,报废率高。
热定型机的上、下模都有加热板,在工作期间保持恒定的温度。移动式加热板在放入片材后,移到片材顶部对片材进行预热,使其变软,才可合模进行热定型处理!
c、 片材与型腔的配合
片材尺寸要比最终的部件尺寸小一点点。————最重要的原则!!!
一般情况下,建议:片材的尺寸要比部件尺寸单边小0.02至0.03mm
这样,片材置入型腔内是才容易,才能xx伸展开来。如有褶皱,啤出来的成品就会不良。
3、 片材成型模具设计要点
a、 使用产品图,在pro/e(或其他3d软件)按片材厚度,将产品表面向内偏置,得到片材的3d图。——最麻烦的工作!
b、按片材的3d图,将其展开,作冲裁片材的刀模、菲林等。



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