手机表面处理.docx
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手机表面处理
一、金属装饰件的类型及工艺
随着消费者审美标准的提高，以及手机工艺的快速发展，为了丰富手机外观颜色搭配和提升质感的表达效果，越来越多的各种类型的手机装饰件被应用于手机上。
大致分为电铸件、铝装饰件、不锈钢装饰件、粉末冶金件、水晶标牌、钻石及人造宝石等几类。
电铸件:
（一）特点
金属感强，档次高，耐磨性好。
能进行超精密加工、容易加工出形状复杂的零件；零件和模具一体。
（二）工艺
刻模具（材料铜，钢，镍），也称为原始模具。
模具与零件反型。
采用立体雕刻机或者精密CNC加工。
将原始模具放置到电解槽中镀镍，厚度由电解时间和电流大小决定，得到的模具和零件一样。
将电镀出的零件剥离，作为模具再镀10~12小时，得到的模型与零件反型，此为一级模.
一级模再电镀一次，称为二级模，进行微处理后，得到的模具和零件一样。
二级模处理成为三级模，与零件反型。
三级模处理成为四级模，与零件一样，样件是2~5件。
在四级模的基础上复制成凸模，再复制成凹模，循环复制，把所有的凹模连板焊接成为模具。
电铸出的产品用切割机切割成产品。
一张模具的使用寿命不超过10次就需要报废。
（在前面几级模具中，每一套都要进行微处理，处理成光面和麻面两种效果；光面用砂纸或抛光机抛光，麻面则可采用喷砂、腐蚀、电火花等工艺。
）
（三）表面处理及效果
镭射效果：
镭射雕刻的图案一般是凹进去，其七彩效果是靠表面的细碎面进行光的反射达到的雕刻深度不超过3mm，拔模在10度以上。
夏新手机上的龙和蝴蝶是镭射雕刻，图案一般凹进去，镭射的面很细微，容易磨损，一般做凹进去的效果，凸出来容易磨损掉。
镭射加工，类似防伪标记，但防伪标记达不到这种装饰件效果。
颜色效果：
银色，为本色；黄色，镀金；黑珍珠色，镀黑珍珠镍。
电铸件只能镀出三种颜色：
银色、金色、黑色。
其它色只能通过后期喷涂达到
（四）设计要点
浮雕或隆起部分边缘处应留有拔模斜度，最小为10°，随产品高度增加，拔模斜度也相应增大。
字体的拔模斜度应在15°以上。
铭牌的理想高度在3mm以下，浮雕或凸起部分在0.4~0.7mm间。
字体的高度或深度不超过0.3mm。
若采用镭射效果则高度或深度不超过0.2mm，最佳高度或深度为0.1mm。
板材的平均厚度为0.2±0.05，若产品超过此高度则应做成中空结构，并允许产品高度有0.05mm的误差；由于板材厚度是均匀结构，产品表面的凸起或凹陷部分背面也有相应变化。
产品的外型轮廓使用冲床加工，为防止冲偏伤到产品或产品冲切变形，其外缘切边宽度平均为0.07mm，尽量保证冲切部分在同一平面或尽量小的弧度上，避免用力集中而造成产品变形。
冲切是只能在垂直产品的方向作业。
铭牌表面效果，可采用磨砂面、拉丝面、光面、镭射面相结合的方式。
光面多用于图案或者产品的边缘，产品表面应该避免大面积的光面，否则易造成划伤；磨砂面和拉丝面多用于铭牌底面，粗细可进行调整；在实际的生产中，磨砂面的产品要比拉丝面的产品不良率低，但是开发周期长一些。
镭射面多用于字体和图案，也可用于产品底面。
若产品表面需要喷漆处理，应该提供金属漆的色样。
由于工艺的限制，应允许最终成品的颜色与色样有轻微的差异若铭牌装配时为嵌入的结构，请提供机壳的正确尺寸及实样。
若铭牌的尺寸过大过高，应在机壳上相应的部位加上支撑结构。
铝装饰件
（一）特点
效果及颜色多样化
（二）工艺
铝板拉丝
其实是一种修复工艺，也可起美观作用。
根据效果可分为直纹、乱纹、波纹、螺旋纹等。
并且一般是先拉丝再电镀。
直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。
连续直纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦获得。
改变不锈钢刷的钢丝直径可获得不同粗细的纹路。
乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。
这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。
波纹一般在刷光机或磨擦机上制取。
利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。
旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。
多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。
螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度作用的角度，另外做一个装有固定铝板的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹进度。
利用毛毡的旋转与拖板的直线运动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。
阳极处理
阳极处理又称为阳极着色处理，也被称做腐蚀处理。
铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。
其基本原理为：
在电极和电解液的作用下，表层的铝离子会被分解到电解液中和颜料离子混合后，再将电极反转，使铝离子和颜料离子再重新附着到铝件的表面上，这样就能镀上颜色均匀、附着力强的氧化物薄膜。
在这个过程中要注意控制电极作用的时间，以保持铝件的厚度不变。
喷砂处理
喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面，以符合光泽柔和等特殊设计需要。
同时，可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。
喷砂通常在专用喷砂机内进行。
根据砂面粗细程度的要求，选择适当目数的石英砂，喷制成适当的砂面。
均匀适度的喷砂处理，基本上可克服铝材表面的常见缺陷。
高光切削（dia-cutting）
高光加工严格说不属于预处理，而是后加工。
高光加工的零件由于光泽度高，配以粗细刀纹，利用折光原理，可以大大增强装饰效果，近两年来深受欢迎。
高光切削是在
CNC机床应用刀具进行快速切削使标牌及其它装饰件产生出高光亮面的工艺。
切削过程中由于发热会使铝表面产生一层氧化膜，保护加工面长期保持光亮。
高光加工设备较为简单，可以专门设计制造，亦可用铣床、钻床改制。
加工中工作台面要能快速进给，刀具转速为7000～10000转／分，刀刃角度一般为
140°左右，亦有特殊要求的，可使用多种不同角度的刀具。
据介绍，日本的“万能高光机”配有一套12把不同角度的刀具，刀刃角度有
30°、45°、60°、75°、90°、130°、140°、160°等。
装饰件上切削角度的设计与铝板的厚度和转角的大小有关，一般以
45o~30o为宜，高光切削应用到铝标上有两重效果:
字体的环形纹路
用天然的金刚石做刀具，通过刀具的快速旋转，切削出环形纹路，刀具的旋转速度在6000~9000转。
一般用于平面凸出的字体，凸出的字高在0.3
左右，对于字体的大小，高度，和字间距没有明确的数值要求，但是字间距不能太小，太小，易造成冲压联字的问题。
板材一般也会选0.4
以上的厚度，0.3厚也可以做，但是要日本进口的板材才好用，
高光亮边
一般的铝标会有表面拉丝，喷沙和着色的效果，在产品的周边会有45的高光亮边，这种效果在韩国也叫批花，是CNC
机床切削而成，因刀具的选择不同，可以有30度，45度，60度之分，切削的深度最好小于板材的厚度，例如0.5
的板材就切削掉0.3，0.3厚的板材就切掉0.2，主要是为防止切到零件的底部，有可能会损伤刀具或者夹具。
弧面上也可以处理高光切削的效果，但是加工的流程上就有变化：
如果弧度很小，是单边弧度，流程是拉丝（喷沙）阳极氧化冲裁整形高光切削
如果弧度很大，流程是拉丝（喷沙）阳极氧化冲裁高光切削整形着色是一定放在最后一步，高光部分印刷保护，不被着色上。
（三）设计要点
A、部品厚度在0.3-0.8mm之间，常用0.4-0.6mm。
高度应控制在5mm之内。
B、
部品表面字体可采用挤压成型、腐蚀或印刷的方式。
由于在挤压成型时，字体边缘受力会产生细小的裂纹，字体表面会有轻微的变形，所以挤压成型后的字体要对表面进行高光切削和拉丝处理。
C、表面效果可采用拉丝或磨沙面。
拉丝效果可采用带有拉丝效果的板材；若产品表面带有腐蚀字体，则产品表面的拉丝效果用腐蚀的方式加工，但是腐蚀的效果没有拉丝板材的效果好。
磨沙面是采用喷沙的效果加工。
D、板材可根据需要进行着色处理，客户应提供色卡号或产品的实样。
E、产品形状可以作成任意的曲面，也可进行弯边或对边缘处进行高光切削。
F、铭牌装配时为嵌入的结构，请提供机壳的正确尺寸及实样。
若铭牌的尺寸过大过高，应在机壳上相应的部位加上支撑结构。
G、客户应提供完整的资料，包括2D和3D的图档。
2D使用DWG格式的文件、3D使用PRT格式的文件。
产品外观以3D
图档为准；但是外型轮廓尺寸以2D图为准；图案或字体用CDR格式或者AI
格式的文件。
另外应提供产品的效果图。
产品的开发周期一般为10~18天，量产准备时间为5~7天。
其它装饰件
（一）不锈钢装饰件
特点：
厚度薄0.2mm~0.3mm，硬度较铝及铝合金高，以前的颜色单一，但随着技术的发展现在颜色已逐渐丰富起来。
PVD技术（物理气相沉积PhysicalVaporDeposition）：
PVD技术是目前国际上科技含量高且被广泛应用的离子镀膜技术，它具有
镀膜层致密均匀、附着力强、镀性好、沉积速度快、处理温度低、可镀材料广泛等特点（此章节主要阐述PVD技术在不锈钢及铜料表面电镀加硬膜HC
的应用），是表面处理工程领域较佳的选择。
PVD技术包括真空蒸镀、溅射膜和离子膜。
PVD
本身镀膜过程是高温状态下，等离子场下的辉光反应，亦是一个高净化处理过程；镀层的主要原材料是以钛金属为主，钛是金属中最与人体皮肤具亲和性能的，使得PVD
产品本身具备纯净的环保性能。
PVD技术处理后可达到的颜色效果有：
金色系列：
欧洲金（2N18及1N14）、日本金（GY01）、中国金（GY2N）等；
咖啡系列：
深咖、浅咖、中咖等
黑色系列：
枪色、灰色、超黑色等
时尚系列：
太空色、香摈色、卡其色等
其它表面处理效果：
不锈钢装饰件的其它表面处理效果主要有拉丝、高光（机械抛光）、麻面（喷砂）、亚光等。
（二）水晶标牌
采用滴塑工艺，颜色丰富又层次感，缺点是受阳光照射、手摸会发黄；背后的丝印效果一次只能印刷一种颜色，不良率高。
（三）钻石、宝石类
装饰效果强，颜色丰富，同一批次的一致性差，即很难保证颜色、形状、大小等的一致，而且要考虑到其固定方式对结构设计有挑战。
切割面的多少对宝石的亮度和对光线的折射等有很大的影响。
二、注塑件的表面处理及工艺
手机目前已成为个人的标准配备,其重要性已超越手表等个人随身携带的物件,因而产品的新技术开发及应用非常快,为满足求新求变的需求,全球厂商均全力投入开发新技术的应用。
在此专题将介绍手机塑胶壳的一些表面处理。
手机塑胶壳的表面处理主要有：
电镀，喷涂，表面印刷，IMD，IML以及机壳的EMI喷涂或蒸镀。
电镀
1.1水镀
最常见的电镀方式，是一个电化学的过程，利用正负电极，加以电流在镀槽中进行，镀金，镀银，镀镍，镀铬，镀镉等，电镀液污染很大。
水镀还要分为电镀和化学镀两种，电镀一般作为装饰性表面，
因为有高亮度，化学镀的表面比较灰暗，一般作为防腐蚀涂层。
水镀的工艺主要由前处理和电镀两部分组成。
前处理的功能是将原本不导电的塑胶材质变成导电的塑胶材质。
水镀的前处理工艺流程：
塑胶壳→挂钓→整面脱脂（去除表面油污）→水洗→表面粗化→水洗→回收→水洗→中和除去及还原表面铬酸→水洗→
敏化吸着PD-SV错化物→水洗→除锡使PD活化→水洗→化学镍→水洗→完成
1.2真空蒸镀
真空蒸镀法是在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发，冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法,镀层厚度为0.8-1.2uM.将成形品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面一样的表面，无任是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。
真空蒸镀工艺:
蒸镀用金属为Al、金等
表面涂布/硬化处理:
由真空蒸镀所产生的金属薄膜相当的薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理（或过量涂布）。
表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。
1.3溅镀
溅镀原理:
主要利用辉光放电（glowdischarge）将氩气（Ar）离子撞击靶材（target）表面,
靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。
溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。
新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,
提高溅镀速率。
一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电（glow
discharge）将氩气（Ar）离子撞击
靶材（target）表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。
1.4涂镀
利用专门的配置的两种涂液，在金属件需要镀的部分不停“涂刷”，在涂刷区域产生化学反应，堆积出一个涂层，手工操作，用于工件上面的“加料”，以达到尺寸要求，常用于柴油机曲轴，连杆等的处理。
有污染。
1.5电镀件结构设计
电镀件在设计中有很多特殊的设计要求可以提出，大致为以下几点：
1）基材最好采用ABS材料，ABS电镀后覆膜的附着力较好，同时价格也较低廉。
2）塑件表面质量一定要非常好，电镀无法掩盖注射的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。
电镀件做结构设计时要注意的几点：
1）表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。
2）如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，负责不要对孔的底部的色泽作要求。
3）要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5mm以上4mm
以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。
4）在设计中要考虑到电镀工艺的需要，由于电镀的工作条件一般在60度到70
度的温度范围下，在吊挂的条件下，结构不合理，变形的产生难以避免，所以在塑件的设计中对水口的位置要作关注，同时要有合适的吊挂的位置，防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害，如下图的设计，中间的方孔专门设计用来吊挂。
5）另外最好不要在塑件中有金属嵌件存在，由于两者的膨胀系数不同，在温度升高时，电镀液体会渗到缝隙中，对塑件结构造成一定的影响。
6）要避免采用大面的平面。
塑料件在电镀之后反光率提高，平面上的凹坑、局部的轻微凹凸不平都变得很敏感，最终影响产品效果。
这种零件可采用略带弧形的造型。
（提到造型，所有的造型设计时都应注意，不要总是一味地抱怨结构设计师的设计能力和加工单位的工艺水平。
工业设计作为一门边缘性的学科，需要掌握的知识很多，各种相关知识都应有所了解。
--------题外话）
7）
要避免直角和尖角。
初做造型和结构的设计人员往往设计出棱角的造型。
但是，这样的棱角部位很容易产生应力集中而影响镀层的结合力。
而且，这样的部位会造成结瘤现象。
因此，方形的轮廓尽量改为曲线形轮廓，或用圆角过渡。
造型上一定要要求方的地方，也要在一切角和棱的地方倒圆角R=0.2~0.3mm。
8）要考虑留有时装挂的结点部位，结点部位要放在不显眼的位置。
可以用挂钩、槽、缝和凸台等位置作接点。
对于容易变形的零件，可以专门设计一个小圆环状的装挂部位，等电镀后再除去。
9）标记和符号要采用流畅的字体，如：
圆体、琥珀、彩云等。
因多棱多角不适于电镀。
流畅的字体容易成形、
电镀后外观好。
文字凸起的高度以0.3-0.5为宜，斜度65度。
10）如果能够采用皮纹、滚花等装饰效果要尽量采用，因为降低电镀件的反光率有助于掩盖可能产生的外观缺陷。
11）小件或中空零件，在模具上要尽量设计成一模多件，以节省加工时间和电镀时间，同时也便于电镀时装挂。
喷涂
手机外观顏色在搭配上朝向多样化，生活化，个性化方向发展,喷涂顏色选择及搭配上,已成为非常重要的一环。
在手机中一般用单组份丙稀酸做底漆，再喷涂UV
漆做保护层。
也可以在塑胶壳表面直接喷涂UV漆。
印刷工艺介绍
印刷也是在表面处理中常用的一种工艺，下面简单介绍一下几种印刷工艺：
“移印”印刷
移印的原理是把所需印刷的图案先利用照相制版的方法，把钢版制成凹版，再经由特制硅胶印头转印到被印刷物上，并且可依产品的材质不同，调制专用的油墨，以使品质得到保证。
移印机工作流程分为以下四点：
由毛刷将油墨均匀覆盖在钢版上；
由刮墨钢刀将多余油墨刮除；
由印头下降到钢版将图案内的油墨沾起；
移位下降至产品将图案盖在被印刷物上。
丝网印刷
丝网印刷可按其版式,印机品种.油墨性质及承印物的类型分成许多种类.但就其印刷方式而言,可分为以下几种:
1.平面丝网印刷
平面丝网印刷是用平面丝网印版在平面承印物上印刷的方法.印刷时,印版固定,墨刀移动.
2.曲面丝网印刷
曲面丝网印刷是用平面丝网印版在曲面印物（如球.圆柱及圆锥体等）上进行印刷的方法.印刷时,墨刀固定,印版沿水平方向移动,承印物随印版移动.
3.轮转丝网印刷
轮转丝网印刷是用圆筒形丝网印版,圆筒内装有固定的刮墨刀,圆筒印版与承印物作等线速同步移动的印刷方法,亦称圆网印刷.
4.间接丝网印刷
前面三种方法均由印版对印件进行直接印刷,但它们只限于一些规则的几何形体.如平.圆及锥面等,对于外形复杂.带棱解及凹陷面等异形物体,则须用间接丝印法来印刷.其工艺常由两个部分组成;
间接丝印=平面丝印+转印
即丝印图像不直接印在承印物上,而先印在平面上,再用一定方法转印到承印物上.
丝印花纸+热转印
丝印花纸+压敏转印
丝印花纸+溶剂活化转印
间接丝印已成为丝印业的重要领域.
IMD，IML工艺介绍
1.1IMD工艺介绍:
In-Mould-Decoration）模内转印是由一般烫印技术发展而来。
一般烫印是指在一定的温度、压力条件下，把烫印箔上的图案转印到基材上，比较适合细微的结构。
下面为IMD
转印箔的基本构造由载体、离型层、颜色层（0.2um）、热熔胶四部分组成，如下图：
IMD转印箔
在进行IMD
生产时，转印箔定位于动模模腔中，然后注塑，离型层会汽化，使载体和颜色层分离，此时颜色层通过热熔胶与注塑件结合。
注意：
进行IMD
生产时，模具的顶杆是设计在定模上，即注塑完成后，塑件留在定模上，由顶杆推出。
IMD应用材料：
硬度（HRC）耐冲击性
PC70～75好
PMMA90～100差
HI-PMMA硬度高好
优点及注意事项：
效果有光面、麻面、金、银、拉丝、镭射、全息；
油墨与涂料紧密结合；
颜色稳定，定位度高；
在有限凸凹表面印刷（<3°）；
正反面印刷；
表面纹理和坑纹可同时上色；
表面
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