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家电塑料制品装饰工艺技术盘点

2017-06-19 09:39:02    来源:荣格
塑料具有质量轻、比强度高、不锈蚀、绝缘性好、加工性好、加工成本低、适宜大批量生产等优点,在家电领域有着十分广泛的的应用。近年来,美国家电的塑料消耗量占其总塑料消耗量的5%左右,而日本家电塑料消耗量更占到其消耗总量的12.5%。由于我国是家电大国,消耗比例更高。

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塑料具有质量轻、比强度高、不锈蚀、绝缘性好、加工性好、加工成本低、适宜大批量生产等优点,在家电领域有着十分广泛的的应用。近年来,美国家电的塑料消耗量占其总塑料消耗量的5%左右,而日本家电塑料消耗量更占到其消耗总量的12.5%。由于我国是家电大国,消耗比例更高。
 
随着人们生活水平和质量的提高,对于家电塑料装饰美观的要求也不断提高。家电塑料缔造美好生活,本文摘录了大量的家电塑料制品装饰的工艺技术,以飨读者。
 
家电塑料制品装饰技术
 
LED 的灯饰应用: 一个创新视觉效果的例子是LED 的应用,它使得材料不单单只是反射外在光源,还能主动创造光线与色彩情境。Philips 最新一代的情境光电视Aurea 就使用了半透明的白色塑料作为电视前框,搭配隐藏在其后的126 颗LED灯,使得材料可以主动随着画面流动变化色彩光线,流光溢彩将观看电视的视觉享受无限延伸。
 
仿金属拉丝效果:在塑料射出的产品里,一样有着触感的演进与崭新经验的创造。从早期喷砂雾面的梨地花纹咬花进展到简单几何图样的浮雕效果,现在模具制造商已经可以利用多次曝光蚀刻产生层次丰富的立体纹理。
 
物理气相沉积(PVD)全新视觉效果的创造:除了运用材料特有的外观质感、表面处理方式或是装饰性制程来传达其视觉特质之外,设计师与工程师们还试图凭借新的技术来拓展材料的视觉美感。物理气相沉积在产品塑料外壳上的应用就创造了塑件前所未有的视觉效果,除了能够在曲面塑件上产生流动金属般的浮光掠影之外,还能利用半穿透的PVD 制程,迭上各种颜色的透明染料,这样就产生了略带金属反射效果的奇幻色泽。
 
阳极染色:以工业设计著称的苹果系列产品里,可以看到许多应用铝合金材料的产品,不论是MacBook 的铝合金冲压、Mac mini 的铝合金挤出,亦或是iPod 的阳极染色,铝材喷砂雾面的低调均质与阳极染色的多姿多彩,共同为苹果计算机的产品营造了高质感却又生动活泼的意象。相对于铝合金,同属轻金属的镁合金由于有较高的强度重量比以及阻隔电磁波干扰与吸震的特性,在轻薄产品的结构设计上颇受工程师重用。
 
而铝合金因其能够在表面处理与色彩上呈现多样性,颇受设计师青睐。它的表面可以进行抛光、拉丝、喷砂与钻切等不同方式加工处理,而搭配阳极染色则几乎能够呈现任何你想要的颜色,却又不失去金属特有的光泽。
 
美研制出高强度纳米薄膜:佛罗里达大学科研人员最新研制出了一种新型碳素纳米薄膜,它的质量比钢轻10倍,但强度却是钢的250倍。这种新型材料用途广泛,可用于航空、军事、太空以及日常生活等各个领域。
 
上述纳米薄膜由许多碳素纳米管组成,这些纳米管的直径只有人的头发的1/50000,在二十世纪九十年代初首次被开发出来。这种新型薄膜的原材料是碳素60,它是一种球状分子,强度是钻石的两倍。这种纳米材料可用于计算机和手机屏幕上,它产生的亮度与现在的阴极管和液晶屏幕技术相当。同时它的导热性能良好,非常适合制造成散热装置,它的散热效果比目前计算机和电子设备所使用的散热器的性能还要好,能帮助人类生产出体积更小的电子设备。
 
这种纳米薄膜还能负载强大的电流,外包在飞机的表层,当发生雷击的时候,电流就会迅速通过机身发散出去,不会对机载设备产生危害;它还可以保护机载电子设备免受电磁的干扰和破坏;此外,这种材料还能让军用飞机屏蔽敌方的电磁信号,使雷达无法侦测到飞机。
 
具有光亮边缘的塑料薄膜:拜耳材料科技股份有限公司在2009年推出的模克福® LISA聚碳酸酯薄膜为设计师提供了巨大的设计空间,它能够使塑料部件的边缘上呈现出一种独特且又绚烂的多彩光。该透明薄膜能够收集入射光,再将其传递到边缘并使其在边缘绽放出炫目的光彩。由此,模制品能够呈现出十分清晰的边缘光亮,凸显其轮廓。当时的涂料、粘合剂及特殊化学品业务部薄膜单元负责人Norbert Kinzel解释说:“这种电晕效应对于诸多模克福® 应用而言极具吸引力。我们正在考虑将其用于显示器和刻度盘、广告媒介、商展展位、家具以及印刷行业等诸多领域。该材料的潜在应用还包括名片、海报、交通标志、演示屏幕、时装配饰以及滑雪服等运动装的标签等。我们的发光薄膜还可用于设计灯具的元件,以及橱柜和座椅的支架、轴瓦带和贴面装饰等。”
 
印刷聚合物电子薄膜技术:拜耳材料科技多年前已开发出大量技术专利和多种材料供客户印制带电子功能的聚碳酸酯薄膜,并采用薄膜内嵌模压工艺将其加工为三维电子零部件使用。当时有拜耳材料科技管理层表示,此印刷聚合物电子技术被视为以低成本方式生产的高度集成的复合成型电子部件的下一代技术。
 
薄膜在印刷聚合物电子方面拥有多项优势。它可以在有限的空间内印制,兼具接线图、制动器、传感器和天线等多项电子功能,而此前薄膜只能单独用作部件。通过集成这些功能,使需安装的零件数和后勤、组装作业量得以减少。利用这些优势生产出的薄膜不仅结构紧凑、功能齐备,还具有随时安装、空间占用小的优点,以此来满足电子产品日益小型化的趋势。
 
纳米喷镀技术: CTS纳米喷镀技术NSP®是采用特制溶液,通过直接喷涂的方式形成高密度导电金属层,而呈现镜面效果的新型镀膜技术。其工艺流程为:基材前处理→喷涂底漆→纳米喷镀→喷涂面漆→性能测试。
 
纳米喷镀技术NSP®喷涂的制品,具有优异的附着力、抗冲击力、耐气候性、耐磨性和耐擦伤性,符合国内外大型汽车生产商和大型电器生产商等对精密产品的要求,亦可作为其它行业的表面装饰和保护等喷涂。纳米喷镀技术工艺简单、绿色环保、用途广泛,是一种原料可回收利用的表面处理技术。
 
防雾自清洁涂料:中科院理化所成功研制出一种用于多种材质如玻璃、镜面、塑料等表面的防雾自清洁涂料,并开始向国内企业转让相关技术。该涂料在玻璃、镜面、塑料等表面使用后,在保持材料原色度、透明度等外观特性的情况下,可使材料表面具有防雾、抗菌、自洁、光催化分解污染物和清洁空气等功能。
 
该产品可用于玻璃窗、交通道路指示牌和警示牌、大型广告牌、照明器具、建筑物外墙上等。它能使物体表面在较长时间内保持洁净,并显著减少清洗次数和难度,降低清洗成本和危险性。同时,由于涂料膜具有超亲水性及防雾性能,还可用在交通镜、汽车倒视镜、汽车前后挡风玻璃上,可提高雨雪天气和寒冷季节的行车安全。
 
热烫印技术:热烫印技术是指利用专用的金属烫印版,通过加热、加压将烫印箔转移到承印材料表面。推荐应用领域:空调、冰箱、洗衣机等外观装饰条和平板面装饰,可实现镜面、金、银、拉丝、彩镀、金属渐变色等外观效果。热烫印技术的优点: 1. 不需使用墨水;2. 不需要干燥过程;3. 表现金属光泽;4. 能一次具有多色印刷效果;5. 比电镀和涂装便宜;6.不需要前处理。
 
塑料水转印装饰:水转印是利用水压将带彩色图案的转印纸/塑料膜进行高分子水解的一种印刷。使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于薄膜张力极佳,很容易缠绕于产品表面形成图文层,产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆在任何形状的工件上,解决了立体产品印刷的问题。曲面披覆亦能在产品表面加上不同纹路,如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等。同时亦可避免一般版面印花中常现的虚位。且在印刷流程中,由于产品表面不需与印刷膜接触,可避免损害产品表面及其完整性。
 
不腐蚀塑料涂料:美国科学家成功研制的一种不腐蚀塑料涂料能使汽车、桥梁、管道以及其它金属结构材料的寿命延长10倍,适用于多数金属材料,目前已被日本、韩国、意大利、德国、法国等国家广泛应用于工程项目中。
 
普通塑料对“环境腐蚀”只能起到暂时的屏蔽作用,相比之下,聚苯胺涂料与钢、铁和其它金属材料作用后,能生成永久的“有机金属”。聚苯胺涂料之所以能保护金属,并非是靠形成的有机屏障,而是能中和形成腐蚀反应的催化剂。这种由两个步骤构成的反应能在金属表面形成一层纯净的氧化铁离子,而这层纯的氧化铁离子能阻止金属发生腐蚀。
 
研究表明,在理想的实验条件下聚苯胺涂料的防蚀能力要比锌强10000倍。在实际应用中,聚苯胺涂料的防腐蚀能力也优于锌3~10倍,足以延长大多数金属的使用寿命。与锌相比,聚苯胺离子属于非金属,即使处置不当也不会进入食物链,不会危害人类健康。此外,聚苯胺的使用成本也比锌低。
 
家电外壳显示材料与隐藏技术:该领域的材料和技术包括:单向透光涂料应用、单向透视膜、隐形显示与隐性材料、材料电磁和光学,显示技术等。其应用领域主要为产品面板显示、装饰效果和面板技术。该技术利用材料的特定结构,如单向反光、散射、透视结构、偏振、阻隔技术以及结合光学电子装置实现各异显示效果。例如:“印刷聚合物电子薄膜技术”即印制带电子功能的聚碳酸酯薄膜,并采用薄膜内嵌模压工艺将其加工为三维电子零部件使用。此印刷聚合物电子技术被视为以低成本方式生产的高度集成的复合成型电子部件的下一代技术。如模克福® HF,就是拜耳材料科技几年前的一项创新产品。该薄膜之所以具有优异的可成型性(这种可成型性使得硬涂层薄膜半径较小,同时拉伸深度较大),是因为它首先只对耐划伤涂层进行预先固化,成型后才用标准紫外线灯进行完全固化。聚碳酸酯薄膜的表面光泽度极高,且具有极佳的耐化学性和耐磨性。与三维显示元件配合使用时,由于结合了“隐藏效果”技术,这种涂层成为日益流行的高光钢琴面漆的理想材料。关闭这些电子部件时,这些光亮符号的轮廓便会立刻消失(黑面板技术)。
 
柔性灯纤(侧光光纤):侧光光纤由特殊丙烯酸材料制成,具有双层复合结构。芯层导光,外覆层保护并发光。只需在光纤一端放置一个LED灯就可实现光纤通体发光。具有亮度均匀、耐高温、超柔软等特点,广泛用于汽车行业和建筑行业。推荐应用领域:汽车、空调、冰箱等外观、灯光装饰或照明。
 
真空电镀:真空电镀(Vacuum Metallization,VM)制程乃是在塑件上先喷涂一层底漆,接着使用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition; PVD)方式在底漆上产生一层薄薄的金属层,最后再喷上透明面漆作为保护。
 
可以散发香味的时尚手机外壳:Sony Ericsson 曾经在日本推出过外壳可以发出香味的手机SO703i 。它具有一个称之为Style Up的可换式面板,将面板搓揉后可以持续散发数天的香味。搭配不同面板上的大理石或是海洋图案,让人每次使用手机都是心情的Refresh。搓揉带有彩色图案的外壳可以散发香味,开创手机清新愉悦的使用经验。
 
结语
 
研发材料工程师与设计人员紧密合作,实现了新材料、新技术应用与产品外观创意的结合,正是目前企业推出、发展新产品的共同趋势。推进电子、家电产品、家电塑料制件升级换代、并将本文摘述的材料、装饰技术应用在未来产品的开拓创新中,是一种潮流和创新研发的必由之路。
 
本文主要涉及到家电产品的塑料外观件装饰技术,当然更多相关技术领域如:材料应用技术、膜及渗透加工技术、特殊应用涂料和涂装工艺、家电产品上的粘接、涂层、过滤、导电、抗菌、封装、显示、光学等功能,有待与各位专家共同去探索。

责任编辑: 韩晶晶

关键词: 家电塑料制品 装饰工艺 塑料行业

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