模具咬花工艺分享—让塑料制品外观更有质感

2020-01-04     奇模智库

一、咬花的目的

增进塑料零件的外观质感。使产品呈现多变化或全新的设计。

二、咬花工艺简介:

最浅的咬花深度是2umm,常被使用在压克力的表示窗,防止光线乱射及防止反射等加工处理。最深的咬花是3mm,仿大理石,常被用在浴室的磁砖。

所谓良好的咬花是:

1、与设计相调和。

2、付于价值感。

3、均等划一的加工。

4、不易损伤商品本身-GTYPE的喷砂,梨地,皮纹。

5、成形寿命长--1.皮纹2.梨地3.喷砂。

6、价廉,交货快--1.喷砂2.梨地3.皮纹。

7、维修简单-----1.喷砂2.梨地3.皮纹。

要做良好的咬花之前的检查事项

三、各类花纹之比较

1、喷砂(HN20-23,1000-1017,No.1-12HN3000-3013)

加工:一日-三日

特征:1.交货期短2.维修简单3.价格较便宜4.可取得细致均匀图样

注意点:耐久性短:细砂5000--10000射次

中砂20000--50000射次

粗砂50000--100000射次

*树脂过硬及模具硬度低则寿命会短

维修:可以部分修理.先将初期制造的成品保管起来.可依照花纹进行修理

2、梨地(HN24-31,418-422,梨地No.1-9,HN2000-2060)

加工:一日-四日

特征:1、交货期短;2、可取得中程度且均匀的图样。3、比喷砂可多一倍的耐性,100000--200000射次。4、粗纹可隐藏睆接线和凹陷。

注意点:耐久性比皮纹低,复杂且深窄形状会形成花纹不均

维修:与喷砂同

3、皮纹(HN423-441,608-631,4000-4055,NO.1--181)

加工:四日---七日

特征:1、具耐久性:100,000-500,000射次;2、不易破坏制品

注意点:1、加工时间长;2、价格偏高.

维修:1、可以做部分修理,但100%的修理不可能。2、生锈,瓦斯烧灼,只须做表面处理既可.

4、线(No.1-12),柄(No.1-27),木纹(No.1-8)

加工:三日---五日

注意点:无法做三次元曲面的加工,连修理也不行.

维修:生锈,瓦斯烧灼,只须做表面处理既可.

四、慎选模具材料与制造方法

1、市售的模具用钢,构造精密的金属,系结顺利的完成。硬度较高的被视为良品。

2、有关配件方面最好是使用相同的材质。为增加其快削性而使用硫黄会导致影响加工工程,形成偏析,咬花面成为线条状。

3、在模具的机械加工工程方面,要加工咬花的面如给予不均等热度会影响咬花加工,请注意使用锐利的刀具。

4、补模熔接时应注意事项:

a、一定要先预热。

b、使用与模具相同材质的熔接棒或是使用张力强度相等的金属。

c、施行退火处理,熔接后母材与熔材一起加热后自然冷,忽略这步骤就会发生咬花深度不同或咬不下去的现象。

d、SUS系不锈钢调质品在熔接后若是不再调质或热处理,一定会发生咬花斑点。

e、熔接窒化处理过的模具,必须完全脱窒后实行。若马上熔接会产生有针孔,熔接不良等现象出现。

5、放电加工过的模具其表面变成硬化层会影响咬花加工,因此必须磨掉硬化层,尤其是不锈钢系模具钢的放电硬化层不反应在药物上,一定要打光到除去为止,否则不可能咬花。

6、放电层的确认是将模具表面的油分用溶剂将模具洗净,涂上第二盐化铁液,不在药物上产生反应的放电层其所留的光泽,容易以肉眼分辨出来。

7、SUS系列不锈钢的STAVAX,PD555,420等,在热处理之后几乎尺寸不变,等模具加工完之后再热处理,磨剩的放电层也会软化变成与母材同硬度,便可咬花。

五、塑料与咬花深度

1、脱模度预留0.5度或0.005 mm深/安全量。

2、toleranceis+/-0.0025mm(HommelTesterT1000精密测试)。

窒化处理

窒化处理为在钢材表面上,形成化含物(e层)增加其耐磨性。析质硬化系NAK80,HPM50为容易窒化处理之钢材,所以在窒化处理的条件调整至最低的情形下,还是会有1-3um(通常5-10um)的硬化层(e层)形成。

真空软窒化过程为:

a、没有光泽的咬花

模具厂咬花厂窒化处理

b、没有光泽的喷砂

模具厂喷砂加工窒化处理

模具厂窒化处理喷砂加工

因为是不穿透硬化层的加工,所以两者之中任何一个步骤都可以。

c、有光泽的咬花,喷砂

模具厂咬花或喷砂和光泽处理窒化处理,

脱窒处理光泽再加工

如果不按此过程的话,光泽将无法恢复;不过如照此过程也只能有70%-90%的光泽度重现。上记之脱窒处理不会影响到硬化层之硬度所以耐磨性不变。

蚀刻技术对模具之应用

一蚀刻技术

利用对金属表面的侵蚀作用,从金属表面去除金属的处理技术。

(1)电解蚀刻(electrolyticetching)

用母模作导电性阴极,以电解液作媒介,对加工部分,集中实施蚀刻的侵蚀去除法。

(2)化学蚀刻(chemicaletching)

利用耐药品被膜,把蚀刻侵蚀去除,作用集中于所要部位的方法。

照相蚀刻技术(photo-etchingprocess)

在金属表面全面均匀形成层状的感旋光性耐药品被膜(photoresist),而透过原图底片,用紫外线等曝光,后施以显像处理,来形成所要形状的耐药品被膜之被覆层,再以蚀刻浴的酸液或碱液,对露出部产生化学或电化学侵蚀作用,来溶解金属的加工技术。

(3)化学蚀刻技术之特性

a.不需要电极、母型(master)等工具,故无需此等工具之维护费。

b.由规划到生产间所需时间短,可作短期加工。

c.材料之物理、机械性质不受加工影响。

d.加工不受形状、面积、重量之限制。

e.加工不受硬度、脆性之限制。

f.能对所有金属(铁、不锈钢、铝合金、铜合金、镍合金、钛、史泰勒合金)实施加工。

g.可高精度加工。

h.可施复杂、不规则、不连续之设计加工。

i.面积大,加工效率良好,但小面积时,其效率比机机械加工差。

j.水平向之切削易得高精度,但深度、垂直方向不易得到同机机械加工之精度。

k.被加工物之组成组织宜均匀,对不均质材,不易加工顺利。

二蚀花加工(咬花加工)演进

(1)第1阶段:补助目的掩饰成形品上之缺陷。

(2)第2阶段:装饰目的提高商品价值。

(3)第3阶段:应用复合花纹迈入更高度的意匠设计时代。

(4)第4阶段:应用立体花纹进入更高质量之时代。

三咬花加工之特性(针对模具)

(1)加工时,几乎不产生热量,故不会引起热变形或热变质。

(2)大型模具亦可加工。

(3)加工时不会产生毛边、应变、硬化等不良现象。

(4)曲面、侧面之加工容易。

(5)同一加工面上,花纹之强弱可达所需之要求。

(6)光泽之调整容易。

(7)可高精密地微细加工。

(8)不受硬度影响,高硬度钢材亦可加工。

(9)不需昂贵的治具及模型。

四模具蚀花作业应有的认识

1、蚀花

皮革制品有各种各样之触摸感,在制造过程中,所形成之皱纹,会显示柔和之外观,此皱纹就是一般所谓〝蚀花〞之原形,将此种质感再现在塑料制品,所发展出来之方法,为蚀花加工。尚有:

线蚀花把点或线连续地集聚者

布纹蚀花以布料作原形者

木理蚀花以木材所呈现的导管者

花纹蚀花集聚几何学花纹者

梨皮蚀花如毛玻璃,具有消光面者

文字数字用于表示质量或容器类的刻度

具有平面之形状,又能用黑白的原稿表示者,就能用蚀花加工。

而塑料模具上使用情况较多的是梨皮蚀花,即梨地花纹(细花纹)和皮花纹(粗花纹)。

2、蚀刻(Etching)

用药品把金属表面强制予以溶解,使金属元素崩溃,而由表面侵蚀金属。

用这种方法在金属表面形成各种花样,叫做蚀刻加工,模具业界叫蚀花加工,又叫咬花加工。可用于

(1)塑料制品成形用模具。

(2)建筑材料等宽大面积制品,押压或成形用轧辊或平板。

(3)形成印刷配线的基板。

金属大都能成为蚀花加工的对象,但由于材料和花样不同时,其加工方法略有不同。

3、模具的蚀花加工方法

(1)遮蔽(Masking)作业

模具大多具有复杂的形状,须实施蚀花加工的面也很少为只有一平面,而有三维平面、二维曲面、三维曲面,也有伸至深处的平曲面等复杂的面,加工时须分开加工面与不加工面,而对不加工面的范围,须完全作防蚀工作。

为了分别加工与非加工范围,使用耐药品涂料或胶带类,把非加工部分加以被覆的作业,叫做遮蔽(Masking)。

因为蚀刻所使用的药品是水溶液,任何小空隙或小孔等有露出的地方,就会侵入,所以遮蔽必须要完善,故要反复施数次,而所需作业时间,占全作业时间的30%~40%。

(2)花样(Pattern)形成作业

在须加工的范围内,依其加工的花样实施被覆作业,而把需蚀刻的部分与无需蚀刻加以分开,这作业有照相法、China法、加肉法、梨皮地法等,因加工对象物或加工程序之不同,是要适当选择作业方法。

(3)蚀刻作业

把药品以浇注或浸渍的方法,把需加工的露出之模具与药品相接触,而只有把露出的部分加以溶解去除之作业,所使用溶液是酸性的水溶液,把浓度稀释到能控制范围,浓度愈浓,温度愈高,蚀刻速度愈快,亦蚀刻液与加工面的接触时间愈长,蚀刻的量愈多,蚀刻后附着在模具全体的药品经水洗后,再用碱性水溶液中和,最后予以充分干燥。

(4)后处理作业

蚀刻完了后之模具,尚无法出货,遮蔽作业所用之涂料或胶带类须去除,也要确认蚀刻是否均匀,例如起因于焊接或模具材料之不良的蚀刻不均等,则须加以修整。

若有需要,把蚀刻面之花样被覆(Pattern)去除,仅留非加工面之遮蔽,再施经轻度蚀刻的酸洗作业,或实施喷砂(Sandblast),把蚀刻面作成均匀有光泽的面。

(5) 喷砂(Sandblast)

喷砂是利用空气或水和空气的力量,把砂状的硬粒喷至金属面,使其表面形成毛玻璃状的微细粗糙状态的方法。

蚀刻加工是化学的表面处理法,有时会造成影响成品的外观,而喷砂就是以物理方法来解决化学方法难于解决的问题。

可分(1)全光泽(100%):玻璃砂(glassbeads)

(2)半光泽(50%):50%玻璃+50%金钢砂

(3)无光泽(0%):金钢砂(氧化铝砂)

因所使用树脂材料不同,及射出成形条件之差异,单以一次之喷砂处理而能完全调整其光泽,是有困难的,所以要重复实施多次。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/P2xkfm8BMH2_cNUgY5Z7.html