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1、IMD/IML成型技朮 IMD篇 目錄 nIMD概念 nIMD成型制程設備與原物料 nIMD成型環境 nIMD成型常見問題 nIMD產品設計要點 IMD概念概念 1.概念概念 nIMD In-Mold Decoration e, ea j . n fNzQWhul SRWN_ N,Q?X Wj l, nOuN, N l WhS X RTN . nIMD系為統稱以下包含 IML IML - In Mold Label In Mold Label 模內鑲入銘板模內鑲入銘板 IMR IMR - In Mold RollerIn Mold Roller轉印薄膜上的圖案轉印薄膜上的圖案 n b IMDb
2、 IMR 2.IMD制程原理制程原理 n送膜裝置專用模具薄膜(foil)技朮由日本NISSHA掌握 1.開模 2.送膜裝置送膜激 光在指定位置定位薄膜 1.壓塊壓緊薄膜 2.真空吸氣使薄膜緊貼 模面 注射開始 1.取出產品 2.殘留膜卷下 3.IMD產品產品 nIMD成型技術現廣泛運用於電器及汽車面板,裝飾件等部分.在手機 產業,IMD主要用於手機鏡面視窗部分,但隨著技術的不斷成熟發 展,IMD產品越來越多的應用於裝飾件部分和手機外殼部分 手機外殼 車內裝飾板中心表示盤 4.IMD技朮的優缺點技朮的優缺點 n優點 1.YegY:VQ|l SR,STfSRYz?Wh,o ?N,N N za. 2
3、.圖案.文字在產品上附著力強,經UV等處理后不易脫落.磨損. 3.減少移印程序,簡化制造流程. n缺點 1. 產品成本較高. 2.RNR?lY,N?Y_R?P. 3. foil的品質不穩定但供應商只有日本NISSHA. 4. 較傳統成型不良率高.目前手機產品良率在90%左右. 5.foil成本占產品成本的80%左右. IMD成型制程設備與原物料成型制程設備與原物料 n全電動式射出成型機. n射出速度約300mm/s射出壓力 可達2400kg/f. n uFANUC S2000i|R IMDu j.QjSR_? TQ_,NOeIMD Feeder . njS?RNNR,Y: ?Tj?TTlR R
4、 n uYushin高速全伺服馬 達取出機,具有任意點調節和取 出.自動裝箱等功能 1.成型機成型機 2.IMD送膜裝置送膜裝置(feeder) n目前Foxconn兄弟單位使用的IMD feeder全爲日本Nissha製造,共有二種 類型:A.縱向feeder,有以下三種規格:N-SST200, DSF-V200, XII-SST;B.橫 向feeder,只有一種規格: DSF-H100.其中橫向feeder用於雙面IMD生産 N-SST200 DSF-V200 XII-SST DSF-H100 3.IMD模具模具 n兩板模連體設計產品一級面開在 公模母模頂出. n公模設有真空吸氣裝置和傳感
5、定位 系統. n澆口方式a.伐針式熱流道從產品 背面直進.b.邊門進澆為減少成型 難度澆口通常較寬需后加工. n模具由NISSHA開發開發周期45 天. n修模時NISSHA可提供零件3D或 局部的組立檔. n目前FOXCONN內還無能力開發 IMD專用模具 4.UV固化爐固化爐 n用于產品表面耐磨層的固化. n隨線UV將IMD成品批量性的進行UV處理流水線作業購置較大型的UV 固化爐投入成本較低. n隨機UV每台IMD成型機配置一台小型UV爐成品取出后直接進行UV處 理可減少產品的拿放次數提高良率但前期投入較高. n目前手機事業處正推行隨機UV方案. 隨線UV 隨機UV 5.鐳射切割機鐳射切
6、割機 n對于邊門進澆的模具因澆 口較寬需用激光切割. n通常采用Han Laser(Ye) CO2? jj. noSqef u q? T . 吸煙管道 6.Foil介紹介紹 Foil層狀結構層狀結構 n根據不同的產品,Foil的INK層及鋁箔層可能有很多層. nFoil厚度根據不同層數大約在0.050.08mm 塑膠注射 (230-280 ) Nissha Nissha 處理處理處理處理3D3D成形及耐磨的方法成形及耐磨的方法成形及耐磨的方法成形及耐磨的方法 及相關事項及相關事項及相關事項及相關事項 n耐磨層用耐磨層用UV樹脂樹脂, 製造製造 Foil 時先部分硬化時先部分硬化(Partial
7、 Cure)射出成形射出成形 後再作後再作 UV Post Cure nNissha IMD Foil 裡含有裡含有光觸媒光觸媒光觸媒光觸媒(Photo(Photo- -Initiator)Initiator); 成形後成形後 藉藉UV照射完成膠聯反應照射完成膠聯反應, 使耐磨層達到預期之硬度使耐磨層達到預期之硬度. nIMD Foil 及及Post UV處理前之半成品處理前之半成品, 一直處在不穩定狀態一直處在不穩定狀態, 必必須須 注意防注意防光光, 保溫保溫, 防濕防濕, 防刮傷防刮傷,壓損壓損. n n Nissha Foil Nissha Foil 的的包包裝裝盒改盒改成使用成使用黑
8、色塑黑色塑膠膠盒盒的的包包裝裝盒改盒改成使用成使用黑色塑黑色塑膠膠盒盒, , 主要主要用用意意在在防防光及光及防防主要主要用用意意在在防防光及光及防防 壓損壓損壓損壓損 7.原料介紹原料介紹 n塑膠原料首先經過乾燥除濕,除去所含的水分(含水率0.02%). n集中烘料環境要求清潔密封.原料桶要防靜電布罩 . n以下為已導入IMD技朮的單位所使用的原料信息. GE100 10 260 290 黑色CL200HF-0767PC+ABS GE100 10 260 290 透明CL200HF-700PC+ABS 85 10 235 275 透明8N 85 10 235 275 透明ZK-6HF 100
9、 10 240 275 透明MI-7T ROHM, 奇美 8510 240 275 透明ZK-6BR PMMA GE100 10 265 300 透明X7300CLPC+PET GE100 10 265 300 黑色EHR31007782EPC GE100 10 180 240 黑色GPM5500-40079ABS 100 10 干燥溫度 EMS255 285 灰色 XE3888/WARMGRAU PA 廠商熔融溫度顏色規格原料 IMD成型環境 nIMD制程必須在無塵環境中作業. n根據產品外觀要求選擇級別SED使 用10萬級MPE使用1萬級無塵室. n室內溫度233, 濕度4070%. n室
10、內壓力比外界至少大5Pa,避免外 界灰塵倒流入室內. n烘料房要求集中烘料環境要求清 潔密封。原料桶要防靜電布罩. n加工區要求與成型區分開使用10 萬級無塵室. IMD成型成型常見問題常見問題 1.IMD foil成型成型注意注意點點 製程時製程時間間點點注意注意事項事項影響或目影響或目的的 注意拉傷 PET素材易拉傷無法恢復原狀, 而反映在成形品上 注意鬆緊度 (tension) 影響圖案定位 注意模具壓力 Nissha IMD Foil 設計時指定在100 噸壓力 下成形; 壓力太低時易造成毛邊 注意潔淨度碎片將附著在成形品上 保留使用後之 Foil 可為品質不良發生時之參照佐證, 幫助
11、 對問題解析,判斷是Foil或生產製程所造成 提供線索 成形後 注意刮傷、壓傷, 保溫, 防濕, 防溶劑, 防指紋 表面之耐磨層尚未硬化, 仍存在未反應完全之 化學物質, 易受壓力、外力受損, 且易受溶劑, 指紋上之油脂或室內溫度濕度環境影響而 變質. Foil 安裝在 Feeder 時 成形時 2.成型成型常見常見不不良良 n折皺折皺 真空吸氣裝置未能完全將foil從2D延展為3D使所附著在產品上之銀邊不平整可增加真 空吸的時間和壓力改善. n偏位偏位 foil轉印圖案偏置通常引起此不良的原因為薄膜定位不准架模時要作水平調 整精度0.02mm;還需配合調整送膜機. n碰刮傷白碰刮傷白點點污污
12、點點 foil在未經過UV處理前表面耐磨層較軟容易刮傷盡量減少人手的觸碰使 用機械手全自動生產。原料桶和各管道要密閉。瓦斯氣在模具上產生的斑點,定 時對模面進行清潔. n脫漆脫漆 foil從PET層上剝離時油墨未完全脫離可能是由于成型溫度的不當所引起或 foil來料的品質 3.工藝流工藝流程程 架模 模具水 平校正 薄膜定 位 真空吸 氣 成品 取出 全檢 UV 固化 鐳射切澆口 (邊門進澆) 加工foil 薄膜線 貼保護 膜 射出成 型 全檢 IMD產品設產品設計要計要點點 n產品投影面積不宜過大表面越大越難控制偏位和折皺另外更容易吸 附灰塵. n對于大產品邊門進澆容易發生折皺不良. n產品
13、表面的靠破孔不宜太多因為靠破孔內會殘留薄膜層增加后加工 的難度. n產品盡量設計大的R角至少R0.5,有利于減小薄膜應力. n產品拔模角至少7.產品肉厚2-3mm. nIMD的產品表面最好是平面或曲率不大的弧面,3D拉伸高度小于5mm. Stress = f(L/L) L越大薄越大薄膜膜所承受所承受的的 應應力就越大力就越大 篇 目錄 nIML原理與制程原理與制程 nIML與與IMD優缺點優缺點比較比較 nIML產品結構形產品結構形式式 nIML產品產品 nIML制程設備制程設備 nIML印刷印刷FILM要求要求 n油墨油墨的的干燥干燥 nFILM材材料料 nIML Design Guidel
14、ine IML原理與制程原理與制程 nIML-把把Film薄薄膜膜印刷好经过印刷好经过成型成型机机Forming成型成型，再再经过剪经过剪切切后放后放置到置到注塑注塑模具模具 内生产内生产出出来来的成型的成型工藝工藝,由由Bayer于于1989年開發年開發. n 塑塑膠膠薄薄膜膜印刷印刷 Film Printing 高壓薄高壓薄膜成型膜成型 Film Forming 外外形形沖沖切切 Die-cutting 成型射出成型射出 Injection Molding 成品成品 Finished Part IML與與IMD優缺點優缺點比較比較 n優勢 1.成型成型更復雜更復雜的的曲面曲面3D拉伸拉伸度
15、度高高. 2.產品產品表面抗刮傷環境適表面抗刮傷環境適應應性高性高. 3.具有具有高高解析解析度之度之圖案線條圖案線條外外觀絢麗觀絢麗. 4.印刷印刷圖案圖案復雜復雜多樣多樣易易于更于更換換設設計更計更具具靈活靈活性性. 5.Film技朮技朮局限局限性性小小.(非非Nissha獨獨有有) n劣勢 1.生生產產效率低效率低于于IMD工藝工藝不不易實現全自動易實現全自動生生產產. 2.工藝復雜工藝復雜每每一一個個工工序都需序都需要要投入專門投入專門的設備的設備. 3.由于工由于工序序較較多多產品不產品不良良率率較高較高. 4.所所有制程有制程都都要求要求在在10萬級無塵車萬級無塵車間間進行進行.
16、IML產品結構形產品結構形式式 背面射出 油墨被包覆在FILM與 塑膠之間使用再久 也不會脫落產品永 保鮮艷. 正面射出 由正面射出材料全透 明或半透明可從表 面看到內部色彩油 墨亦不掉落. IML產品產品 汽車配件汽車配件 消費消費產品產品 四四色印刷色印刷IML 皮革皮革IML IML制程設備制程設備 沖沖孔孔機機 功能功能Film印印 刷刷請請沖沖定定位位孔孔 網網印印機機 功能功能Film之之 印刷印刷 IR遠紅遠紅外干外干 燥燥機機 功能功能油墨油墨 烘烘干干 烤箱烤箱 功能功能印刷印刷 后后集中烘集中烘干干 高壓高壓成型機成型機 功能功能Film 的成型的成型 3D沖沖切機切機 功
17、能功能Film 的的裁裁切切 注注射成型機射成型機 IML印刷印刷FILM要求要求 n1.射出樹脂射出樹脂溫溫度達到度達到300. n2.印刷好印刷好的的薄薄膜膜要要做做3D Forming. n3.在在薄薄膜膜和和樹脂之樹脂之間要間要有有高高的的附著附著力力. 耐高溫 High temperature resistance 良好延展性 High flexibility 粘合性 Adhesive properties 油墨油墨的的干燥干燥 n用用溶劑溶劑型型油墨印刷油墨印刷的的薄薄膜膜保保留留有有殘余溶劑殘余溶劑. 1.當當印刷印刷過過的的薄薄膜膜加熱加熱時時,殘余溶劑可能殘余溶劑可能形成形成
18、氣泡氣泡. 2.為了最為了最大大限限度使用度使用油墨油墨的耐的耐高溫性高溫性殘余溶劑殘余溶劑必必須須去除去除. 3.在耐在耐侯侯性性測試中測試中殘余殘余在成品在成品中中的的溶劑可能溶劑可能產產生損生損壞壞. FILM材材料料 主要供應商為BAYER,GE GE Lexan Film產品產品家族家族 Polish/polish coating LEXAN film 印刷級薄膜 Graphic films 光學級薄膜 Optical films 常用薄膜 Normal 低應力膜 Low stress 常用薄膜 Normal 低應力膜 Low stress 8040 8Axx 8Bxx T2F QQ
19、 Film T2FOQ Polish/Texture Polish/Texture Polish/Texture Polish/Texture 高高潔淨潔淨度度 3X Cleaner Polish/polish coating FILM印刷印刷制程制程 IML Design Guideline n普通級PC薄膜產品R角應大于0.20mm-0.30mm,表面硬化級薄膜 產品R角應大于0.50mm. n普通級PC薄膜產品拉伸高度(S)小于12mm表面硬化級薄膜產品 拉伸高度小于2-3mm. Part design: corners and edges 尖角設計會對film造 成損傷 Min R=t
20、 t s Not recommendedrecommended IML Design Guideline n產品結構設計要盡量保護film的邊緣. n普通級PC薄膜產品拔模角應大于3,表面硬化級薄膜產品拔模 角應大于5. n產品肉厚應大于1.2mm. Part design: film coverage 薄膜邊緣暴露在 外長久易分層 薄膜邊緣被塑膠保護 Not recommended recommended IML Design Guideline n產品底部邊緣留0.1mm間隙保護film. Part design: film coverage 薄膜邊緣暴露在 外長久易分層 薄膜邊緣被塑膠保
21、護 Not recommendedrecommended Min t=0.1mm IML Design Guideline n薄膜包覆之肋位最小厚度0.8mm. nArtwork文字不要設計在產品側面Film forming時易拉變形. n按鍵產品文字要設計在中央且字體不宜太大避免forming時變形. Part design: film placement 此處太薄會影 響薄膜定位 此 位 置 文 字 需 取 消 Not recommendedrecommended Tooling Design Guideline IML模具模具塑塑膠膠流流動動要求要求 n塑膠在模腔內流動要求盡量小的剪切力
22、. n塑膠流程要盡量短. n塑膠凝固時間要盡量長. n射膠壓力要盡量小.壓力可能使 邊緣的塑膠溢出到薄膜表面. 澆口澆口設設計計 1.目前最為推荐熱流道直進澆. 2.扇形澆口,合適薄肉結構產品. 模具模具縮水縮水率率 一般abs、pmma的缩水为0.5%，如做IML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。 目前業界廠家一般選取較小值0.3% Graphic Design Guideline n基本不透明的顏色最適合應用于IML此類顏色除了能很好的覆蓋產品不良 并且在forming工藝時不易失真. n金屬色能提高外觀的現代感以及弧度的流線感但會降低film與塑膠之間的 粘合力. n透明色不能遮蓋塑件的結合線以及其他缺陷. 不不透明顏透明顏色色金屬金屬色色透明透明色色 粘合粘合力力