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IML工艺之手机壳介绍!
- 2019-01-18 -

手机壳是我们日常生活中做常见的用品,但是手机外壳通常由四大件:面壳(上前)、面支(上后)、背支(下前)、背壳(下后)和一些小件,如电池盖、按键、视窗、卡扣、防划条等组成。这些组件在结构设计中需要充分考虑到互配性,IML工艺以及与电路板和电池等部件的装配。

在结构设计中需要考虑很多相关问题,如材料选用、内部结构、表面处理、加工手段、包装装潢等,具体有以下几点:

1、要评审造型设计是否合理可靠,包括制造方法,塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度,电路安装(和电子工程人员配合)等是否合理。

2、根据造型要求确定制造工艺是否能实现,包括模具制造、产品装配、外壳的喷涂、丝印、材质选择、须采购的零件供应等。

3、确定产品功能是否能实现,用户使用是否最佳。进行具体的结构设计、确定每个零件的制造工艺。要注意塑件的结构强度、安装定位、紧固方式、产品变型、元器件的安装定位、安规要求,确定最佳装配路线。

4、结构设计要尽量减小模具设计和制造的难度,提高注塑生产的效率,降低模具成本和生产成本。

5、确定整个产品的生产工艺、检测手段,保证产品的可靠性。

模具设计

模具设计必须充分考虑产品的结构、装配,同时还需要考虑生产中产品的脱模以及水路排布、浇口分布等,以下简单介绍产品筋条及卡钩、螺母孔等位置的设计注意点。

筋条(Rib)的设计:

使用PC或者 ABS+PC时,Rib的厚度最好不大于壳子本体厚度的0.6倍。

高度不要超过本体厚度的3-5倍。

拔模角度为0.5-1.0度。

在Rib的根部导Rib厚度的40%-60%的圆角。

两根Rib之间的间距最好在壁厚的3倍以上。


卡勾及螺母孔

卡勾的设计:

卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm-0.8mm。

钩子从分模面下沉0.2mm,有利于模具制造。

钩子和卡槽的咬合面留0.05mm的间隙,以便日后修模。

卡槽顶端于钩子底部预留0.3mm的间隙,作为卡勾变形的回弹空间。

卡槽最好做成封闭式的(在壁厚保证不缩水的情况下),封闭面的肉厚0.3-0.5mm。

其余配合面留0.1-0.2mm的间隙。

钩子的斜顶需留6-8mm的行程。

钩子的尖端导0.1mm的圆角,以便拆卸。

卡勾配合面处可以自主导2度的拔模,作为拆卸角。

卡槽底部导R角增加强度,所以肉厚不一的地方导斜角做转换区。

螺母孔(Boss)的设计:

Boss的目的是用来连接螺钉、导销等紧固件或者是做热压时螺母的定位、热熔柱,设计Boss的最重要原则就是避免没有支撑物,尽量让其与外壁或者肋相连增加强度。

此外,模具铁料的厚度需要大于0.5mm;母模面拔模角最好大于3度。每增加千分之一英寸的咬花深度需增加一度的拔模角。

注塑工艺

手机外壳通常采用PC(聚碳酸酯)或者PC+ABS材料成型,由于PC的流动性比较差,所以工艺上通常采用高模温、高料温填充;采用的浇口通常为点浇口,填充时需采用分级注塑,找好过浇口位置以及V-P(注射–保压)切换位置,对于解决浇口气痕以及欠注飞边等异常会有很大的帮助。

以下为手机产品的成型条件要点,介绍熔体温度、模具温度、注塑速度、背压等成型参数的设定注意点。

熔融温度与模温:

最佳的成型温度设定与很多因素有关,如注塑机大小、螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期时间等。一般而言,为了让塑料渐渐地熔融,在料管后段/进料区设定较低的温度,而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当或L/D值过小,逆向式的温度设定亦可。

模温方面,高温模可提供较佳的表面外观,残留应力也会较小,且对较薄或较长的成型品也较易填满。而低模温则能缩短成型周期。 螺杆回转速度

建议40至70rpm,但需视乎机台与螺杆设计而调整。

为了尽速填满模具,注塑压力愈大愈好,一般约为850至1,400kg/cm2,而最高可达2,400kg/cm2。

背压:

一般设定愈低愈好,但为求进料均匀,建议使用3至14 kg/cm2。 注塑速度

射速与浇口设计有很大关系,使用直接浇口或边缘浇口时,为防止日晖现象和波流痕现象,应用较慢之射速。

另外,如成品厚度在5MM以上,慢速射出有助于避免气泡或凹陷。一般而言,射速原则为薄者快,厚者慢。

从注塑切换为保压时,保压压力要尽量低,以免成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来去除或减轻;条件是120℃至130℃约三十分钟至一小时。

常见缺陷排除:

气痕:降低熔体过浇口的流动速率、提高模具温度。

欠注:提高注塑压力,速度、提高料温,模温、提高进胶量。

飞边:降低塑料填充压力、控制好V-P切换点防止过填充、提高锁模力、检查模具配合状况。

变形:控制模具温度防止模温差异产生收缩不均变形、通过保压调整。

熔接痕:提高模温料温、控制各段走胶流量防止困气、提高流动前沿温度、增加排气。

二次加工

手机外壳的后加工通常有:喷涂、套色喷涂、印刷、夹心印刷、电镀、真空蒸镀、热压螺母、退火、超声焊接等。

通过喷涂、电镀等后加工方法可以提高塑料的外观效果,同时可以提高塑料表面的耐摩性能;热压超声焊等后处理方法则可以增加一些嵌件便于组装;退火处理可以消除制品的内应力,提高产品的性能。

手机外壳从设计、开模、调试、生产、后处理整个流程都是环环相扣的,只有综合以下因素:合理的结构及外观设计、精确的模具、合理的工艺调试、稳定的生产和精湛的后处理才能生产出一套精美耐用的手机壳。

模内镶件注塑成型


模内镶件注塑成型产品产品

模内镶件注塑成型原理IMD就是将已印刷成型好的装饰片材放入注塑模内,然后将树胶注射在成型片材的背面,使树脂与片材接合成一体固化成型的技术。IMD是在注射成型的同时进行镶件加饰的技术,产品是和装饰承印材覆合成为一体,对立体状的成形品全体可进行加饰印刷,使产品达到装饰性与功能性于一身的效果

IMD实际上就是将印刷好的薄膜经过成型冲切后,镶嵌在注塑模腔内然后合模注塑而制作的产品。它是融印刷、成型、制模、注塑工艺技术为一体,会塑料片材、油墨、塑料树脂的综合运用。注塑树脂在薄膜的背面与油墨层相结合,面板图文、标识置于薄膜与注塑成型的树脂之间,图文、标识不会因摩擦或时间关系而磨损。

IMD注塑成型

模内镶件注塑成型IMD注塑优势

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天然材质特殊式样

5、制程简化:经由一次注塑成型的工法,将成型与装饰同时达成,可有效降低成本与工时,可提供稳定的生产

6、降低成本与工时要:IMD制程中只需要一套模具,不像其它老替代制程需开多套治具,可以去除一次作业程序的人力与工时,降低系统成本与库存成本

IMD与IML工艺,IMR及传统产品的比较

传统注塑产品:

1、需要有喷漆或电镀等二次加工的过程(增加成本和造成污染)

2、油墨等在产品的表面,时间一长的话就会被磨花或刮伤(降低产品的整体质量和外观效果)

3、注塑成型后进行后续工作,造成良率下降等

IMD模内装饰工艺产品:

1、降低成本与时工要。IMD制程中只需要开一套模具,不像其他老替代制程需开多套模具,降低系统成本与库存成本。

2、制程简化。有一次注塑成型的工法,将成型与装饰同时达成,降低成本与工时,可稳定生产。

3、产品的稳定性和耐久性。由于油墨是在片材和注塑料之间,立体成型增加了设计的自由度,图文、色彩在塑料夹层中,耐磨损及抗腐蚀,且色彩亮丽,印刷图案随时变更而无须更换模具。

4、3D复杂形状设计和多样化风格。图案,颜色,字体,LOGO是丝印或网印印刷载频面的片材上,成型为3D形状,可以依客户需求创造金属电镀或天然材质特殊式样。一些效果是电镀喷漆所达不到的。

5、良率高。高压成型只有下模,没有上模。成型过程中不接触片材,不会污染片材。

6、适合做3D产品和高拉伸产品。高压成型可以拉伸的高度有25厘米。

7、薄膜厚度的变化不用改变成型模等。薄膜片材可以是皮革,置绒等,提高产品的档次和质量。