熱燙印技術在汽車內外飾件中的設計要求

程道強

(東南汽車開發部,福建 福州350000)

在科技不斷發展的今天,客戶對汽車內外觀的要求也越來越苛刻,采用燙印工藝燙印技術可提供各種裝飾效果,如桃木、碳纖及金屬效果,進一步提高汽車內外件質感,減少結構設計對造型空間限制,使造型更加精致化,因此燙印技術在汽車內外零件中應用日益廣泛。本文對燙印的相關技術事項進行闡述,對汽車內外飾零件如何從結構設計優化避免燙印在后續生產過程出現問題,進行進一步研討。

1 熱燙印原理

圖1

1.1 載體層是燙印箔的最上層,主要材料為PET材料,是為保護燙印膠頭上的硅膠對產品表面造成的損傷,PET層的厚度大約為15-20微米。

1.2 剝離層在載體層的下面,厚度約為1-3微米,主要作用是當燙印膜受熱時,燙印的主要成分鋁膜或鉻膜與載體層分離開,形成產品良好的外觀。

1.3 在氣化層下面還有一層保護層,產品被燙印后,在鉻膜表面形成保護,使產品不容易劃傷,類似于一層保護性的油漆薄膜。

1.4 裝飾層:帶有顏色的鉻物質或電化鋁物質,對產品外觀起到裝飾作用。

1.5 粘膠層:即鉻箔與產品結合的部分,是燙印箔的最下面的一層,在它上面涂有粘膠,可以增加箔與產品的附著力后三層又被稱為轉印層,受熱后都被轉移到被燙印材料表面。

2 燙印的種類

2.1 平燙包含小弧度的曲面、折面和斜面燙,它的基本形式有“平燙平”和“圓燙平”兩種,圖2。

3.4 果園管理水平不同，坐果率差別較大 樹體管理水平較高的園（開花整齊一致）、管理粗放（樹勢差）的園、沒有授粉樹或授粉樹少的園，受凍后坐果率較差。

圖2 平(壓)燙機示意圖

2.2 滾燙包含平面燙、圓周燙和非圓面周邊燙,它的基本形式又有“平燙圓”和“圓燙圓”兩種,圖3。

圖3 滾燙機示意圖

按自動化程度分:手動、半自動、全自動。

按整機型式分:立式、臥式。

3 燙印的工藝流程

利用加熱過的硅膠頭將鉻膜燙壓到產品表面的過程,本文對燙印的工藝流程進行簡單描述,如圖4、5,表1所示。

表1

圖4

圖5

4 熱燙印問題點

4.1 熱燙印涉及生產性問題點

4.1.1 垃圾多/表面顆粒

主要是由于環境不好/燙印室內纖維、塵埃、溫濕度達不到、人員管控不到位、5S執行不到位和設備場所達不到要求。通過建無塵車間,進出有風淋設備,流水線產品無塵防護,上件區作業標準,傳送帶清潔,燙印房正微壓解決。

4.1.2 附著力不合格/漏燙印

調整溫度、壓力、加壓時間,工裝設備調整,升高溫度增加壓力有利于燙印附著力改善。

4.1.3 毛邊多

供應商改善箔,調整燙印時間,減少燙印壓力及接觸時間可以減少毛邊。

4.1.4 發白、發霧、塌邊。減少溫度、壓力、加壓時間。

4.1.5 產品燙印面折皺

主要是由于工裝受力不平穩,箔紙拉伸張力不一致,產品燙印面凹凸,通過調整工裝位置,送箔的平順性改善。

4.2 熱燙印涉及結構設計問題點

4.2.1 面積太大造成燙印面起泡,附著力NG

改善造型成凸弧面(寬度在2-10MM),燙頭設計增加排氣弧面。

圖6某車型格柵由于燙印面大于12mm*12mm且產品設計為平面燙,在開發過程中由于燙印膜下壓過程中,空氣來不及完全排放,造成燙印面起泡,附著力達不到設計要求,產生大量報廢,通過以上改善方法,最終使產品合格率達到量產水準。

圖6

4.2.2 落差太大、燙印區分布不在同一平面內,燙點多造成,燙印設備不滿足,燙印效果不滿足,起皺,漏燙。

改變產品燙印面落差在20毫米以內、采用分段燙印/分區域燙印/多工位燙印。某車型格柵落差太大、燙印區分布不在同一平面內,將格柵熱燙印區域分為4部分,即分為四工位燙印,圖7左側圖示左右對策四個區域燙印。

圖7

4.2.3 R角設計/撥模角度設計/燙印面與百燙印面間隙大造成毛邊多,漏燙,膠頭壽命短。產品R角設計為0.5,撥模角度小于105度,間隙大于5MM,高出非燙印面1MM。

4.2.4 燙印面粗糙度大造成燙印面光澤不夠。將產品粗糙度改成小于0.4 。

5 燙印的結構設計要求

5.1 燙印產品材料選擇

適合燙印的材料有:ABS料,PC,PMMA料,PC+ABS料,PA+涂漆+燙印,ASA料。

5.2 燙印產品尺寸要求

5.2.1 燙印面與非燙印面的高度差在0.8 毫米以上,燙印時防止產生過燙至非燙印面。

5.2.2 燙印產品的邊緣R角大小在0.2 -0.5 之間,主要是避免燙印邊界出現鋸齒、飛絲等不良。

5.2.3 產品燙印面要在同一平面內,或者燙印面之間的落差在10毫米以內,不在同平面內的燙印,要有分段燙印分界線,或者采取分段燙印,即一個產品根據大致型面,在相鄰相似面用幾幅工裝,多次燙印完成產品的燙印。

5.2.4 平燙產品的寬度在10毫米以內可以保證附著力,燙印面可設計成輕微弧面,有利于空氣泡擠出,大面積燙印最好用滾燙的方法實現,大面積燙印(大于10*10面積),燙印面最好是凸面,以保證箔與產品的附著力。

5.2.5 燙印面與非燙印面的角度不能大于130度,否則燙印邊界不齊整。

5.2.6 燙印面表面粗糙度在0.4 UM以下,鏡面效果最好,避免燙印面光澤不夠。

5.2.7 燙印線條寬度在2mm-10mm,長度在400mm以內,避免產生褶皺。

5.2.8 燙印高度落差在20mm以內

產品燙印面在一次燙印過程中,因產品形狀不在同一平面內,燙頭加熱時,離加熱板位置遠的地方溫度低(熱量散失塊),離熱板近的地方溫度高(熱量集中),溫度高的燙印面產品發霧,溫度低的地方燙印面附著力不合格,燙印箔上鉻層是附著在PET上的,PET紙在凸形工件上有一定的延伸性,而在凹形工件上,燙印箔紙彎曲變形非常容易形成折皺,因此燙印高度落差要在20mm以內,圖8。

圖8

結束語

通過多款車型熱燙印零件開發,積累大量開發數據,提出熱燙印零件結構設計的準則,對后續汽車內外飾零件在造型階段對造型可行性評估提供參考,對熱燙印零件結構設計進行指導,確保所開發的產品更美觀、可靠,減少熱燙印問題點出現,節省后續模具改修費用,避免模具出現報廢風險。