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IMD加工模具设计及产品成型要点
- 2019-03-19 -

作为国际上流行的模具制造新工艺,IMD加工模具在国内的发展也越来越迅速。就深圳地区而言,我本人觉得上规模,技术成熟及品质优良的厂家还是比较少;各厂家之间的技术交流几乎没有,各自对自己的技术保密,从发展过程来说基本处于探索阶段。

1、 IMD有两大类,即IML\IMD,习惯上统称为IMD。

IMD(即In-Mould-Decoration)

有两种分类:

其一是IMD,它是指是把一个丝印有图案的FILM放到塑胶模具里进行注塑。此FLIM大致可分为三层,基材(一般为PET)--- INK(油墨)---耐磨材料(多为一种特殊的胶).

当注塑完成后,Film和塑胶融为一体,耐磨材料在最外面。

在手机显示屏多采用这种工艺,塑胶材料多为PC, PMMA, PBT等,它主要有耐磨和耐刮伤的作用。

因PC厚,只可用丝网印,所以效果较粗糙。

还有一种叫IML(IN-MOUld-Label)技术,和IMD大致相同,只是注塑后flim就像冲压的料带一样拉出,只是将印刷图案转印到塑胶件上,又称模内转印。

Flim一般是PET料,很像放电影时的胶片,又叫链子(FOIL);PET薄,可用胶版印,很细腻,尤其电镀和透明,金属及表面细腻纹理都很好。

IMD片材图片

二、 流程

 详细的生产流程如下(实战经验,独家奉献):

裁大料—〉热定型—〉裁小料—〉冲孔定位—〉印刷—〉固化—〉半成品检查—〉贴保护膜—〉点眼—〉冲切—〉成型—〉注塑—〉在线检验—〉贴保护膜—〉修浇口—〉半成品检验—〉背胶—〉成品检验—〉贴保护膜—〉成品包装

注:上述为最全面的工序;当然,简单的产品只会用到其中部分的工序!

三、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

请留意,贴保护膜是比不可少的工艺,请保护及防尘的作用;保护膜一般用PE薄膜。

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!

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。


c、 片材在啤塑时的定位

主要靠自动装置、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!

5、成型问题

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。