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史上最全多样化的产品表面处理工艺整理!值得收藏!

2018-11-30
大招之一

葵花宝典——真空电镀



真空电镀(Vacuum Metalizing):一种物理沉积现象。即在真空状态下注入氩气,氩气撞击靶材,靶材分离成分子被导电的货品吸附形成一层均匀光滑的仿金属表面层。

 

  • 典型产品:反射涂层,消费电子产品和隔热板的表面处理

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:高质量,高亮和产品表面保护层

  • 速度:中等的生产速度,6小时/周期(包括喷漆)



适用材料

1、很多材料可以进行真空电镀,包括金属,软硬塑料,复合材料,陶瓷和玻璃。其中最常见用于电镀表面处理的是铝材,其次是银和铜。

2、自然材料不适合进行真空电镀处理,因为自然材料本身的水分会影响真空环境。


工艺成本

真空电镀非常依赖人工操作,真空电镀过程中,工件需要喷涂,装载,卸载和再喷涂,所以人力成本相当高,但是也取决于工件的复杂度和数量。


环境影响

真空电镀对环境污染很小,类似于喷涂对环境的影响。


实例展示:

杜卡迪摩托的真空电镀

香水瓶的真空电镀


其他产品真空电镀



大招之二
独孤九剑——电解抛光



电解抛光(Electropolishing):以被抛光工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电离反应而产生有选择性的阳极溶解,从而达到工件表面除去细微毛刺和光亮度增大的效果。

 

  • 典型产品:建筑结构,食物处理储存和医疗制药

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:表面高亮,光滑且卫生

  • 速度:中等的生产速度,5-30分钟/周期

 

适用材料

1.大多数金属都可以被电解抛光,其中最常用于不锈钢的表面抛光(尤其适用于奥氏体核级不锈钢)。

2.不同材料不可同时进行电解抛光,甚至不可以放在同一个电解溶剂里。



工艺成本

电解抛光整个过程基本由自动化完成,所以人工费用很低。


环境影响

电解抛光采用危害较小的化学物质,整个过程需要少量的水且操作简单,另外可以延长不锈钢的属性,起到让不锈钢延缓腐蚀的作用。

 

实例展示

电解抛光清理焊接缝



其他产品电解抛光



大招之三

九阴真经——光蚀刻表面处理



光蚀刻表面处理(Photo Etching):简称光刻,利用照相手段制作抗蚀膜像,用来保护表面,在金属、塑料等上面,借助化学腐蚀剂进行腐蚀产生表面纹理的方法。



 

  • 典型产品:用于珠宝首饰,铭牌和奖杯的表面处理

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:延长曝光和化学物质都可以实现光蚀刻表面处理

  • 速度:中等的生产速度(50-100微米/5分钟)


适用材料

1.大多是金属都适合光蚀刻表面处理,最常见的有不锈钢,软钢,铝,黄铜,镍,锡,铜和银。其中铝材的光蚀刻速度最快,而不锈钢的光蚀刻速度最慢。

2.玻璃,陶瓷也适合光蚀刻表面处理,只是需要不同的光阻蚀剂和化学物质。



工艺成本

1.模具费用低

2.人力成本中等

 

环境影响

光蚀刻产生的金属废屑须做可控回收;用于光蚀刻的化学物质还有三分之一的氯化铁,而且也会用苛性钠(火碱)来处理废弃的感光胶片,这两种化学物质都是有害的,所以操作人员在处理时需要穿防护服。

 

实例展示

眼镜框架的光蚀刻

金属标牌的光蚀刻

 


大招之四
九阳神功——移印工艺



移印工艺(Pad Printing):能够在不规则异形对象表面上印刷文字、图形和图象,现在正成为一种重要的特种印刷。



  • 典型产品:用于交通工具内饰,电子消费产品和体育器材的表面印刷

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:能达到清晰的印刷细节,即使在起伏不平的表面上

  • 速度:单个印刷时间(1-5秒)

 

适用材料

几乎所有的材料都可以使用移印工艺,除了比硅胶垫还软的材质,例如PTFE等。



工艺成本

1.模具费用低

2.人力成本低,因为大多工序由机加工完成

 

环境影响

由于此工艺只局限于溶解性油墨(其中含有害化学物质),所以对环境影响很大。

 

实例展示


移印工艺和瑞士军刀的定制服务

服装移印


手机硅胶按键移印实例

其他产品移印



大招之五
凌波微步——镀锌工艺



镀锌工艺(Galvanizing):在钢铁合金材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术,表面的锌层是一种电化学保护层,可以防止金属腐坏,主要采用的方法是热镀锌和电镀锌。



  • 典型产品:建筑,桥梁,交通工具和家具的表面处理等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:完美的保护层,外观很大程度取决钢材的质量

  • 速度:快速,基本10分钟/周期

 



适用材料

由于镀锌工艺依赖于冶金结合技术,所以只适合钢和铁的表面处理


工艺成本

1.无模具费用,周期短,成本较低

2.人力成本中等,因为工件的表面质量很大程度上取决于镀锌前的人工表面处理



环境影响

由于镀锌工艺增长了钢铁件40-100年的使用寿命,很好的防止了工件的生锈和腐坏,所以对保护坏境有积极的作用。另外,镀过锌的工件在使用寿命到期后,可以重新送返镀锌槽,对液态锌的反复利用不会产生化学了物理废料。

 

实例展示

轮毂的镀锌工艺

镀锌厂实拍

建筑固件的镀锌

其他产品镀锌实例


大招之六
一阳指——电镀工艺



电镀工艺(Electroplating):利用电解作用使零件表面附着一层金属膜的工艺,从而起到防止金属氧化,提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用,不少硬币的外层亦为电镀。



  • 典型产品:交通工具,消费电子产品,家具,珠宝和银器的表面处理等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:光泽度极高,抗氧化腐蚀

  • 速度:速度中等,具体取决于材料种类和涂层厚度 



适用材料

1.大多数金属可以进行电镀,但是不同的金属具有不同等级的纯度和电镀效率。其中最常见的有:锡,铬,镍,银,金和铑(铑:白金的一种,极其昂贵且能长久保持高亮度,可以对抗大多数化学物质和酸。最常用于对产品表面光泽度要求极高的产品,如奖杯和奖牌)。

2.最常用于电镀的塑料为ABS,因为ABS能承受60°C(140°F)的电镀高温,并且其电镀层和非电镀层结合强度高。

3.镍金属不可用于电镀接触皮肤的产品,因为镍对皮肤有刺激性且有毒性。


工艺成本

1.无模具费用,但需要夹具对零件进行固定

2.时间成本取决于温度和金属种类

3.人力成本(中-高),取决于具体电镀件的种类,例如银器和珠宝的电镀就需要极高的熟练工人进行操作,因为其对外观和耐久性的要求很高



环境影响

大量有毒物质会被用在电镀过程中,所以需要专业的分流和提取,以确保最小的环境影响。

 

实例展示

国内工厂实拍电镀工艺


勺子的电镀处理



其他产品电镀实例

 


大招之七
拈花指——粉末喷涂




粉末喷涂(Powder Coating):是一种干喷法,通过喷涂或流化床用在一些金属工件上,粉末通过静电吸附在工件表面,等到完全干燥时,会在表面形成一层保护膜。



  • 典型产品:交通工具,建筑和白色家电产品的喷涂等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:产品表面着色光滑均匀

  • 速度:速度取决于工件尺寸和自动化程度,至少需要花费30分钟来干燥



适用材料

虽然适合一些金属件,塑料和玻璃的表面喷涂,但是粉末喷涂主要用于防护或着色铝材和钢材。



工艺成本

1.无模具费用,但设备费用非常高

2.时间成本较短,但干燥时间至少需要半小时

3.时人力成本相当低



环境影响

相对于湿喷来说,粉末喷涂具有更高的材料利用率(由于静电吸附粉末粒子的原因),可达到95%的喷料利用率。

 

实例展示

轮毂的粉末喷涂

粉末喷涂厂实拍

栏杆粉末喷涂




其他产品粉末喷涂



大招之八
降龙十八掌——水转印



水转印(Hydro Transfer Printing):是利用水压将转印纸上的彩色纹样印刷在三维产品表面的一种方式。 随着人们对产品包装与表面装饰要求的提高,水转印的用途越来越广泛。



  • 典型产品:交通工具,电子消费品和军工产品等

  • 产量适合:小批量到大批量皆可

  • 质量:产品表面纹理精确清晰,但是会有轻微的拉伸

  • 速度:速度快,10-20周期/小时



适用材料

所有的硬材料都适合水转印,适合喷涂的材料也一定适用于水转印。最常见的为注塑件和金属件。



工艺成本

1.无模具费用,但需要利用夹具将多件产品同时进行水转印,从而降低时间成本

2.时间成本较短,一般每周期不会超过10分钟。



环境影响

和产品喷涂比较而言,水转印更充分的应用了印刷涂料,减少了废料泄漏和材料浪费的可能。


实例展示

水下视角观看水转印

水枪支上的水转印


其他产品水转印



大招之九
九阴白骨爪——丝网印刷



丝网印刷(Screen Printing):通过刮板的挤压,使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文。丝网印刷设备简单、操作方便,印刷、制版简易且成本低廉,适应性强。丝网印刷应用范围广,常见的印刷品有:彩色油画、招贴画、名片、装帧封面、商品标牌以及印染纺织品等。



  • 典型产品:用于服装,电子产品和包装等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:纹样细节质量精度极高

  • 速度:手工丝印(1-5周期/分钟),机器丝印(1-30周期/分钟)



适用材料

几乎所有的材料都可以丝网印刷,包括纸张,塑料,金属,陶艺和玻璃等



工艺成本

模具费用低,但是还是取决于颜色的数量,因为每一种颜色都要单独制版

时间成本:机加工丝印最多每分钟30个,手工丝印每分钟最多1-5个

人力成本:在手工丝印中,人力成本偏高,尤其当涉及到多彩印刷

 

环境影响

浅色丝印油墨对环境影响较小,然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化学物质,需及时回收和处理以防污染水资源


实例展示

滑板图案的丝网印刷

服装丝印


其他产品丝网印刷



大招之十
天女散花——阳极氧化




阳极氧化(Anodic Oxidation):主要是铝的阳极氧化,是利用电化学原理,在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3(氧化铝)膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性


  • 典型产品:手机、电脑等电子产品、机械零件、飞机汽车部件、精密仪器和无线电器材、日用品和建筑装饰

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性

  • 速度:几十分钟


适用材料

铝、铝合金等铝制品



工艺成本

在阳极氧化的生产过程中,水、电的消耗是相当大的,特别是在氧化工序。再加上机器本身的热耗,需要不停地用循环水进行降温,吨电耗往往在1000度左右,辅助设施的减少可以降低一些电耗


环境影响

阳极氧化在能效方面不算出色,同事在铝电解生产中,阳极效应还会产生对大气臭氧层造成破坏性副作用的气体


实例展示:

采用阳极氧化工艺制作的镜头

色彩艳丽的金属后壳播放器






大招之十一
万剑归宗——电泳




电泳(ED-Electrophoresis Deposition):带电颗粒在电场作用下,向着其典型相反的电极移动,称为电泳。请加微信公众号:工业智能化(robotinfo) 马云都在关注


  • 典型产品:汽车、建材、五金、家电等

  • 产量适合:大批量生产

  • 质量:产品呈现各种颜色,并保持金属光泽,同时表面性能增强,具有较好的防腐性能

  • 速度:较快的生产速度


适用材料

不锈钢、铝合金等


工艺成本

可实现机械化和自动化连续作业,人工费用低,总的成本较低


环境影响

电泳涂料是以水作为溶剂的,具有不燃性、无毒、节省了大量有机溶剂,大大降低了大气污染和环境危害,同时也避免了火灾的隐患


实例展示




大招之十二
六脉神剑——微弧氧化(MAO)



微弧氧化(MAO):又称微等离子体氧化,是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层


  • 典型产品:航空航天领域、IT产品

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:材料表面硬度高、具有良好的耐磨性能

  • 速度:较快的速度


适用材料

Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其 合金等


工艺成本

微弧氧化起弧电压高,电流密度大,电流效率低,能耗大,处理成本高限制了该项技术的广泛应用


环境影响

微弧氧化电解液不含有毒物质和重金属元素,电解液抗污染能力强和再生重复使用率高,因而对环境污染小


实例展示


 


大招之十三
一阳指——金属拉丝



金属拉丝:是通过研磨产品在工件表面形成线纹,起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为:直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹


  • 典型产品:建筑行业如电梯门板、龙头、把手等,橱具如抽油烟机、水槽等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽,同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵

  • 速度:较快


适用材料

几乎所有的材料都可以使用金属拉丝工艺


工艺成本

工艺方法简单,设备简单,材料消耗甚少,成本比较低廉,经济效益高


环境影响

纯金属制品,表面无油漆和任何化工物质,600度高温不燃烧,不产生有毒气体,复合消防环保要求


实例展示



大招之十四
左右互搏术——模内装饰



装饰技术(In-Mold Decoration-IMD):是将已印刷好图案的膜片放入金属模具内,将成形用的树脂注入金属模内与膜片接合,使印刷有图案的膜片与树脂形成一体而固化成成品的一种成形方法


  • 典型产品:家电产品的装饰及功能控制面板、汽车仪表盘、空调面板、手机外壳/镜片、洗衣机、冰箱等

  • 产量适合:单件到大批量皆可

  • 质量:可用于复杂图像、产品耐摩擦、可防止表面刮花,并可长期保持颜色的鲜明不易褪色

  • 速度:快速


适用材料

塑胶表面


工艺成本

只需开一套模具,可降低系统成本与库存成本,降低成本与工时

高自动化生产,制程简化,有一次注塑成型的工法,将成型与装饰同时达成,降低恒本与工时,可稳定生产


环境影响

该技术绿色环保,避免了传统的喷漆电镀带来的污染


实例展示

模内注塑成型的手机保护套



多样化的产品表面处理工艺,来看看你熟知多少种!


水转印


水转印是利用水压将带彩色图案的转印纸塑料膜进行高分子水解的一种印刷。其间接印刷的原理及完美的印刷效果解决了许多产品表面装饰的难题,主要用于各类陶瓷,玻璃花纸等的转印。



水转印视频

电泳


分阴极电泳和阳极电泳,以阴极电泳优点为多,漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能优于其它涂装工艺,一般都作为精细产品外表面的防护装饰性处理,几乎各个领域都能使用。


汽车电泳视频


丝印


丝网印刷属于孔版印刷,它与平印、凸印、凹印一起被称为四大印刷方法。孔版印刷包括誊写版、镂孔花版、喷花和丝网印刷等。孔版印刷的原理是:印版(纸膜版或其它版的版基上制作出可通过油墨的孔眼)在印刷时,通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物(纸张、陶瓷等)上,形成图象或文字。






移印


移印,属于特种印刷方式之一。它能够在不规则异形对象表面上印刷文字、图形和图象,现在正成为一种重要的特种印刷。例如,手机表面的文字和图案就是采用这种印刷方式,还有计算机键盘、仪器、仪表等很多电子产品的表面印刷,都以移印完成。





热转印


热转印是一项新兴的印刷工艺,该工艺印刷方式分为转印膜印和转印加工两大部分,转印膜印刷采用网点印刷,将图案预先印在薄膜表面,印刷的图案层次丰富、色彩鲜艳,色差小,再现性好,能达到设计图案者的要求效果,并且适合大批量生产。但由于该工艺技术含量较高,许多材料均需进口。






热升华染料印刷



热升华使用的染料能够渗入材料表面约20-30微米,因此就算表面被刷洗或刮花,其色泽还能维持的很亮丽。此方法也被广泛运用于各种产品中,包括SONY的笔记本电脑VAIO。这台电脑就是采用此种方式做不同色泽和图样的表面处理,让这项产品更具有特色和个人化。




烤漆


烤漆,在家具制造中新兴的一种喷漆制作方法(工艺)。其方法是:在打磨到一定粗糙程度的基底上(通常是高密度板材),喷上若干层油漆。并经高温烘烤定型。该工艺目前对油漆要求较高,显色性好。



金属拉丝


金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程,其工艺主要流程分为脱酯、沙磨机、水洗3个部分。在拉丝制程中,阳极处理之后的特殊的皮膜技术,可以使金属表面生成一种含有该金属成分的皮膜层,清晰显现每一根细微丝痕,从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽。



镭雕


镭雕是表面处理一种工艺,和网印移印相似,利用激光器发射的高强度聚焦激光束在焦点处 , 使材料氧化因而对其进行加工。 打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,而“刻”出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图形、文字。



高光切边


高光切边是通过高速的CNC机器在五金产品的边缘切削出一圈光亮的斜边。金属材料中,高光切边应用最多的就是铝,因为铝材料相对较软,切削性能优良,且能获得很光亮的表面效果。加工成本高,一般用于金属件的边缘切削。手机、电子产品、数码产品应用较多。




喷砂


喷砂是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂 、金刚砂、铁砂、海南砂)高速喷射到需要处理的工件表面,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。




抛光


抛光是指利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。是利用抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。


常用的抛光方法有以下几种:机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。


抛光应用场所:(1)一般来说,凡是表面需要光亮的产品,都要抛光处理。(2)塑胶产品不直接抛光,而是对磨具进行抛光。




烫金


烫金,亦作“ 烫印 ”。一种印刷装饰工艺。将金属印版加热,施箔,在印刷品上压印出金色文字或图案。


烫金工艺是利用热压转移的原理,将电化铝中的铝层转印到承印物表面以形成特殊的金属效果,因烫金使用的主要材料是电化铝箔,因此烫金也叫电化铝烫印。



转载自:工业智能化

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