IMD 技术有望取代汽车喷漆.docx
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IMD技术有望取代汽车喷漆
IMD技术有望取代汽车喷漆
据了解，汽车喷漆所用种类较多，其中氨基树脂漆类作为单面漆喷涂用，用量最大。
而一般油漆中含有苯、甲苯、二甲苯等各种有机溶剂，对人体造血机能的危害极大，是诱发再生障碍性贫血和白血病（俗称血癌）的主要原因。
随着对汽车喷涂危害的不断增加，人们开始改进汽车喷涂过程中对环境的污染，但是在喷涂、烘干过程中，全部有机溶剂将从车身表面挥发，并以机械排风方式，通过水浴洗漆、活性碳吸附部分苯类有机废气排放到喷漆房外，污染周围空气。
另外，烤漆房主要噪声设备有发电机、空压机，对厂区环境影响很大，大大超过工业企业厂界噪声Ⅲ类标准。
而汽车修理店的噪音有过之而无不及，同样影响居民的正常生活。
越来越多的汽车制造企业认识到涂装自动化所带来的涂装质量的提高、涂装效率的加快、涂装机器人在汽车喷涂凌宇获得了越来越多的行业认可，但喷涂机器人高昂的设备投资和庞大的使用成本也让许多汽车厂家望而却步。
近年来，塑料加工商们开始将可成型彩色薄膜视为一个经济、耐用、环境又好的装饰手段，它可使零件在脱模时即已完成装饰，模内镶件注塑成型（IMD）技术，利用的就是这种可成型薄膜，可替代传统的、在零件脱模后采用的涂漆、印刷、热模锻、镀铬工艺。
该技术的首次成功应用是制成了一些小型的、相对较平的汽车内外饰零部件和手机零件。
近年来，IMD技术已经被广泛应用。
与七十和八十年代相比，IMD被用于更多的汽车内饰件中，主要是在那些作为可视重点的小块区域。
今天，IMD技术有了更进一步的发展，可以制成更大的三维零件，例如整个仪表板、汽车保险杠、托板、汽车顶盖，甚至汽车、卡车的发动机罩。
IMD技术起源于在胶片印刷术和丝网印刷术中所使用的薄膜，这种薄膜可模拟木纹效果，可再仪表盘上标记刻度图案。
IMD工艺由一块塑料薄板开始，它被印刷、涂覆或上色，一产生装饰效果。
薄板被切割成坯料，并被热成型成最终塑件的形状。
再被修整之后，它再被放于注射模腔当中，用一相容的基层进行背部成型。
表面可以是纯色、金属感外观、木纹或符号与图形。
尤其，IMD消除了二次操作的费用，着证明对于汽车业是特别具有吸引力的。
油漆是汽车上最为昂贵的部分之一，在汽车组装工厂里喷漆流水线是最大的一笔投资。
它占据了一半的工厂地面空间，且每年会产生超过1500吨的可挥发性气体。
而且，IMD也以较低的废品率、能与一个位置成型和装饰、更好的可回收性而著称。
最近，IMD技术的发展已经超过了注塑成型。
薄膜嵌入物正在被用在热塑性塑料盒聚氨酯符合物基体材料上面。
此外，TSF技术，即厚板成型技术（一种将薄膜装饰复合板直接热成型为成品零件的技术），作为另一种新兴技术，也在制造大型零件，例如卡车保险杠、摇板、座后置物板等。
其中，TSF较IMD简化，它只需要膜片和成型机即可，而IMD需要两台机器、两个工具和两种材料。
TSF减少了工艺变量和质量风险，厚膜片成型技术TSF的热成型工具与IMD的注塑模具相比价格比较低，可以在较短时间内供货。
后膜片成型技术TSF适合大的、平的面板和较小体积的部件，不收吸塑深度、半径和轮廓的限制。
由于膜片的吸塑深度高的部位中过度拉伸和变薄，TSF部件的颜色会发生变化。
据此，业内专家认为，由于最新一代可成型膜组成的车身面板具有与喷漆金属板相等或更加的耐刮与抗冲击性，IMD在不久将来会完全取代油漆。
IMD（IMR、IML、INS、IMF）技术分析
（一）
2011-10-1911:
51:
44来源：
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46
内容提要：
IMD，即InMoldDecoration，模内装饰，主要应用在汽车塑胶零件、3C产业外观塑件等。
IMD的分类：
IMR－InsertMoldingbyRoller-Film，日本送膜装置专用卷装film，将图案与塑料结合的转印方式。
IML－InsertMoldingbyLabel，将标签置入模内与塑料结合射出。
INS－InsertThermoforming-filmtoMolding，将印好的film裁切后直接射出，或加热成3D型，
嵌入模穴中与塑料结合射出。
IMF－InsertMoldingbySliced-film，与INS一样，称呼未统一。
AIM－德国Degussa集团之Rohm公司生产PMMA材料应用于IMD技术。
IMRVSIML（IMF、INS、AIM）
IMR技术说明：
有鉴于当前一些以多层次加工方法生产的作法不良率高，且无法应付多颜色需求，若采人工操作过程繁杂：
射出成型→包覆保护层→电镀→喷漆→擦拭→上色（曲印）→
拆除保护层→黏贴贴附层
因此有必要寻求可降低生产成本的新工法。
1.减少原有生产的流程,降低成本。
2.减少不良率,降低生产成本。
3.可更加提升外观质感的工法。
4.可达到更佳耐候条件的工法。
5.可达到更佳环保的工法。
IMR箔膜：
垫片基材依不同的模具表面曲度及扩张比率,需选择不同的基材以配合IMD工序。
IMR成型过程介绍
IMR模具结构介绍
模具两边均需加热，注塑浇口应在定模边安装
IMR注塑系统
四个重要注塑系统组件：
模内转印箔、转印箔定位器、注塑机边料筒及射嘴、注塑模
IMD（IMR、IML、INS、IMF）技术分析
（二）
2011-10-1911:
51:
35来源：
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内容提要：
INS技术说明：
原本INS是用来辅助一次成型注塑（IMD），但随着3D立体面装饰的需求，现今的INS技术以
汽车工业来说深受欧洲大厂的亲赖（双B&AUDI）。
INS就是把要装饰的塑料部分放入立体的模具内，
INS技术说明：
原本INS是用来辅助一次成型注塑（IMD），但随着3D立体面装饰的需求，现今的INS技术以汽车工业来说深受欧洲大厂的亲赖（双B&AUDI）。
INS就是把要装饰的塑料部分放入立体的模具内，再把出来的成品放入另一模具中去射出成型。
没有任何薄膜科技可以达到模内铸造INS的变形阶段。
胶膜部分可被装饰于物体的完整表面或是部分区域上。
INS工艺步骤：
1.INS薄膜→新科技的热转印薄膜材料。
2.加热成型的过程→用模具来使薄膜变成立体的形状。
可分别交叉使用或合并工程...完全视Case条件而定。
3.裁切成嵌片→把成型的INS薄膜成品边缘切除。
4.射出成型→放入射出机里射出成型（充足延展性和弹性是重要的）。
INS工艺的优点：
1.每次可节省约20%的射出料。
2.是一种干燥且容易的装饰品制作过程。
3.只需要多出裁切和加热成型的过程。
4.可以容易且随时地更改表面的装饰图案设计。
5.可选择數个射出点。
6.因为薄膜表面的光泽（HardCode）所以，在射出后不用擦拭物品的表面。
7.水份气泡点和下陷的区域（缩水）都可以被覆盖住。
8.有良好的边缘装饰。
9.设计的失真、缺陷，都可于射出前即可轻易辨识出。
10.射出模具内的表面结构可明显地显示在INS薄膜上。
INS国内机车制品实例
一体成型局部INS装饰（车灯部件）KYMCO豪迈奔腾G3125车系
其它装饰效果：
相同的模具，只须更换表层材料即可（为INS的优点）
KYMCO豪迈奔腾SRG4125车系（喷射ENG+奈米喷漆）及（陶缸+碟煞+奈米喷漆）
IMD汽车界外观件使用范围
汽车中央面板：
相同的模具，只须更换表层材料即可（为INS的优点）
IMF技术说明：
有鉴于现有手机LENS外观造型色泽均在背面，若造型稍有曲线时整体感觉无法随曲率來做变化，外观自然较微平坦无变化，今以印刷好之薄膜直接來射出成型可达到多样性之变化，且不会受限印刷之平面所限，也能同时解决曲率印刷之问题。
优点：
1.每次可节省约10%的射出料。
2.是一种干燥且容易的装饰品制作过程。
3.视机种只需要多出截切和曲率大时预加热成型的过程。
4.可以容易且随时地更改表面的装饰图案设计。
5.可选择數个射出点。
6.选择薄膜表面（HardCoated）可增加表面耐磨性。
7.水份气泡点和下陷的区域（缩水）都可以被覆盖住。
8.有良好的边缘装饰。
9.设计的失真、缺陷，都可于射出前即可轻易辨識出。
10.射出模具内的表面结构可明显地显示在INS薄膜上。
IMF工艺步骤：
IMF基本步骤为薄膜印刷→薄膜成型→薄膜冲切→注塑，如下图所示
IML模具设计的考量问题点
2011-10-1710:
33:
28来源：
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39
内容提要：
IML模具设计的考量问题点
注塑成型模具
IMD注塑成型模与一般塑料成型模具设计不同，必须在一般模具的基础上再注考虑下面几个问题点：
1、P/L面：
对于IMD注塑成型模具来说，P/L面一定不能低于FILM包覆水平面，为排气
IML模具设计的考量问题点
注塑成型模具
IMD注塑成型模与一般塑料成型模具设计不同，必须在一般模具的基础上再注考虑下面几个问题点：
1、P/L面：
对于IMD注塑成型模具来说，P/L面一定不能低于FILM包覆水平面，为排气稳定，建议比Film包覆水平高0.05~0.1mm（如图一）
2.排气系统：
因为片材包复，固IMD模具排气要比一般模具排气更流畅。
模仁尽量以多个镶件拼起来，利用镶件与镶件组装时间隙排气，镶件底部尽量搂空。
3.胶口
IMD注塑模具大部份都采用潜伏式进胶方式，在胶口设计时要考虑几个要点：
（1）.进胶平衡
（2）.应力适放
（3）.缓冲
4.注射模具温度
注射模具温度（Tin）的确定，需要考虑以下几个因素：
因素1，注射树脂:
•PC:
90-100°C
•PC/ABS:
85-95°C
•PMMA:
70-80°C
因素2，油墨：
冲油墨温度55-75°C
•油墨供应商：
彩皇>宝龙
•注射口的设计:
•油墨印刷层数
•制件尺寸：
大制件更容易冲墨.
•建议的模温（Tin）
MP3,MP4,和手机:
65-70°C
笔记本电脑:
55-65°C
5.缩水率
•注射模具尺寸CD）的计算：
•CD=（Partdim±D）+（Partdim±D）*RS
•Partdim:
最终制件的尺寸
•RS:
树脂的收缩率,对于PC和PC/ABS，一般为0.6~1.0%．
•D:
制件和制造公差
拉伸成型模具
•薄膜收缩率（Sfilm）的确定
•设备:
高压成型机.
•成型温度:
Tth
•薄膜收缩率计算公式：
Sfilm=（Dfilm,1-Dfilm,2）/Dfilm,2
Dfilm,1:
高压后片材在高温下的尺寸，高压成型后立即用尺子测薄膜在高压模具上的大小
Dfilm,2:
取下片材冷却24小时的尺寸
高压成型模具尺寸（FD）：
FD=（FI+TEIM+FI*Sfilm-TEFM）-FT
TEIM:
注射模具在注射温度Tin下的热膨胀
TEFM:
高压成型模具在成型温度Tth的热膨胀
FT:
薄膜的厚度的
Sfilm:
薄膜在Tth的收缩率
高压后片材的尺寸（FI）：
FI=CD-FI*CTE*（Tin-Trt）-FI*Rdef
CTE:
片材的热膨胀系数，8*10-6m/（m*°C）
Tin:
注射模具温度.
Rdef:
因树脂流动而导致的薄膜变形率（收缩率为第1mm拉伸0.0015mm）
高压成型模具温度（Tth）的确定：
•因素1，薄膜:
110-140°C
•因素2，油墨粘在模具上:
<125°C
•建议的高压成型模具温度（Tth）：
~110°C （薄膜的实测温度）
薄膜裁切模具主要考虑二点：
一是模具尺寸。
二是裁切时的拉伸高度
裁切模具尺寸计算（CM）：
CM=FI-FM-PT
FI：
成型后片材实际尺寸
FM：
薄膜厚度
PT：
印刷油墨层厚度
裁切拉伸值（CF）：
CF＝（FM+PT）*PL
FM：
薄膜厚度
PT：
印刷油墨层厚度
PL：
拉伸比率
注：
拉伸比率为~65%
IMD模具设计及产品成型要点
2011-10-1710:
19:
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内容提要：
IMD模具设计及产品成型要点：
1、模具缩水率问题2、片材问题3、片材成型模具设计要点4、成型模具设计要点
IMD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
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，才能完全伸展开来。
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。
c、按片材3D图分模
d、制造模具
4、成型模具设计要点
因要将片材放到型腔内注塑，所以，在设计上与普通通模具有不同的地方。
下面就其特点进行分析：
a、浇口
不得采用分型面直接进胶的方式！
原因：
在分型面处一般都有片材，直接进胶将会把片材冲开，啤出的成品在浇口四周会有气纹，片材被冲起皱，丝印的图案亦会被冲开一个口子！
一般要采用顶针潜水入胶的方式，或牛角潜水入胶（后模需做两镶件，各打牛角的半边胶位）
b、分型面及碰穿面的要求
分型面不得像普通模具一样直接从胶位边顺延拉出，一定到向下拉出3---5mm（要做3度以上的脱模角）再顺延作分型面。
这样，前后模的分型面就是擦穿面！
为什么要这么麻烦呢？
原因：
因为片材不会完全与型腔准确的吻合且刚好比型腔边小0.02mm。
不管是机械或手工置入，绝不可能完全一丝不差的放到位。
所以，擦穿的分型面就像一个罩子般，把片材罩住，起定位作用。
同样，所有的碰穿面也要改为擦穿面！
以下为一款镜片的IMD分模图：
请注意，图中粉红色的面就是特意拉出的擦穿面！
因为片材的定位非常重要，在模具上还要再想想其它的办法。
比如，在碰穿面，前模镶两根针，插到后模，片材上留长些余料出来并对应模具做两个定位孔。
在前模放入片材时，片材卡入镶针上，从而可很好把片材定位在前模型腔内。
合模时，因为碰穿面被改为了擦穿面，前模就像一把刀一样把片材多余的定位料切除（就算不是擦穿面，同样也能起到切出的作用）。
最终得到完好的IMD成品。
如下图：
c、片材在啤塑时的定位
主要*自动装置、定位销、真空孔等。
如采用红外线控制等。
目前，国际上开发有IMD片材定位的新技术：
静电荷。
即利用静电荷把片材牢牢地吸附在型腔内。
如此项技术被广泛应用，将极大地提高IMD的生产效率！
（目前，国内还没有人研究此项技术，本人认为如对展开研究，一定会很有前途的！
）
小结：
IMD模具在结构上与传统模具有特别的区别，主要在片材的定位方面。
IMD成型技朮与传统成型加工在架模,设备安装,成型条件等方面有较为严苛的要求,另模具亦与普通模具结构不一样,在调整开关模时应特别注意。
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