擦纹机原理(工业设计：3C数码产品常用的表面处理工艺（上）)

3C数码产品常用的

表面处理工艺

一、水转印

Water Transfer Printing

水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为：

1、膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案；

2、喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等；

3、膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整；

4、活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态；

5、转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上；

6、水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净；

7、烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定；

8、喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面；

9、烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。

水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(Cubic Transfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截 然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、 翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。

二、金属拉丝

Bench drawing metal

铝合金的表面拉丝工艺：拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹 两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢 刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速 转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。

乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。

波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。

旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。

螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

三、阳极氧化

Andiozing

作为轻金属的铝及其类别合金，在工业设计中已经越来越普遍。MP3播放器、DSC、手機、NB、甚至桌面電腦等，均可見輕金屬身影(鎂合金與鋁合金為主 流)，NB採用鎂合金比例(含內外構件)更已超過50%，蘋果(Apple)的MP3播放器、桌面電腦與Sony的DSC，甚至大量採用鋁合金材料。

铝合金的氧化着色是小型机电产品常用的一种表面处理工艺，其作用主要是增强产品表面的抗蚀能力（如发黑、发蓝）和使产品具有装饰效果（如均匀一致的各种颜色）。

氧化着色效果与铝合金的材料成分和工艺参数有关。铝合金表面氧化着色后通常还有后续处理工艺，使整个产品更具美观性。另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的。

常用的有下面几种氧化着色处理方法：

1、着色阳极氧化膜铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。

2、自发色阳极氧化膜这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。

3、电解着色阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。

四、电解抛光

Electrolytic Polishing

电解抛光：通以电化学转化的方法，除去工件表面上的细微毛刺和光亮度增大的效果。电解抛光可适合所有不锈钢材质，抛光效率高，质量好，数分钟内可抛出高光泽。内外色泽一致，光泽持久，机械抛光无法抛到的凹处也可整平。增加工件表面抗腐蚀性。

电解抛光工艺过程：除油--水洗--除锈--水洗--电解抛光--水洗--中和--水洗--钝化--包装

电解抛光工艺原理主要为：工件上脱离的金属离子与抛光液中的磷酸形成一层磷酸盐膜吸附在工件表面，这种黏膜在凸起处较薄，凹处较厚，因凸起处电流密度高而溶解快，随黏膜流动，凹凸不断变化，粗糙表面逐渐被整平的过程。

工件作为阳极接直流电源的正极。用铅﹑不锈钢等耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极﹐接直流电源的负极。两者相距一定距离浸入电解液(一般以硫酸﹑磷酸为基本成分)中﹐在一定温度﹑电压和电流密度(一般低于1安/厘米2 )下﹐通电一定时间(一般为几十秒到几分)﹐工件表面上的微小凸起部分便首先溶解﹐而逐渐变成平滑光亮的表面。

五、电镀工艺

Plating

电镀工艺：电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层，装饰性镀层及其它功能性镀层。

电镀工艺过程：一般包括电镀前预处理，电镀及镀后处理三个阶段。对电镀层的要求：

1、 镀层与基体金属﹑镀层与镀层之间，应有良好的结合力。

2、镀层应结晶细致﹑平整﹑厚度均匀。

3、 镀层应具有规定的厚定和尽可能少的孔隙。

4、镀层应具有规定的各项指标，如光亮度﹑硬度﹑导电性等。

六、镀镍

NIckle electroplating

镍是银白色微黄的金属，具有铁磁性，密度8.9/g.cm-2，熔点为14530C。金属镍易溶于稀硝酸，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中处于钝化状态。在空气中镍与氧作用，表面迅速生成一极薄的钝化膜，能抵抗大气，碱和一些酸的腐蚀。镍与强碱不发生作用。

镍的标准电极电位为-0.25V，镀镍的应用很广，可分为防护装饰性和功能性两方面。如下图中的散热器（外观色泽黑或黑中带黄）

七、镀铬

Chromium electroplating

铬是一种微带天蓝色的银白色金属。电极电位虽位很负，但它有很强的钝化性能，大气中很快钝化，显示出具有贵金属的性质，所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很稳定，能长期保持其光泽，在碱﹑硝酸﹑硫化物﹑碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定，但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。

铬层硬度高，耐磨性好，反光能力强，有较好的耐热性。在500OC以下光泽和硬度均无明显变化；温度大于500OC开始氧化变色；大于700OC才开始变软。由于镀铬层的优良性能，广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀层。

其它电镀

镀铜：镀铜层呈粉红色，质柔软，具有良好的延展性﹑导电性和导热性，易于抛光，经适当的化学处理可得古铜色﹑铜绿色﹑黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空气中失去光泽，与三氧化碳或氯化物作用，表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层，受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜，因此，做为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。

镀镉：镉是银白色有光泽的软质金属，其硬度比锡硬，比锌软，可塑性好，易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌相似，但不溶解于碱液中，溶于硝酸和硝酸铵中，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒，必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的危害很大，价格昂贵，所以通常采用镀锌层或合金镀层来取 代镀镉层。目前国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有：氨羧络合物镀镉﹑酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。此外还有焦磷酸盐镀镉﹑碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀 镉等。

镀锡：锡具有银白色的外观，原子量为118.7，密度为7.3g/cm3,熔点为2320C，原子价为二价和四价，故电化当量分别为2.12g/A.h 和1.107g/A.h。锡具有抗腐蚀﹑无毒﹑易铁焊﹑柔软和延展性好等优点。锡镀层有如下特点和用途：1，化学稳定性高；2，在电化序中锡的标准电位纰 铁正，对钢铁来说是阴极性镀层，只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体；3，锡导电性好，易焊；4，锡从-130C起结晶开始开始发生变异，到-300C 将完全转变为一种晶型的同素异构体，俗称”锡瘟”，此时已完全失去锡的性质；5，锡同锌﹑镉镀层一样，在高温﹑潮湿和密闭条件下能长成晶须，称为长毛；6，镀锡后在2320C以上的热油中重溶处理，可获得有光泽的花纹锡层，可作日用品的装饰镀层。

电镀单金属方面还有镀铅﹑镀铁﹑镀银﹑镀金等。电镀合金方面有：电镀铜基合金，电镀锌基合金、电镀镉基﹑铟基合金、电镀铅基﹑锡基合金、电镀镍基﹑钴基合金、电镀钯镍合金等。复合电镀方面有：镍基复合电镀，锌基复合电镀，银基复合电镀，金刚石镶嵌复合电镀。

八、表面喷涂（塑料件）

Spary

构成涂料的四大要素包括：

1、树脂(Resin)；

2、颜料(Pigment)；

3、溶剂(Solvent)；

4、其他添加剂(Additive)。

涂料干燥的种类有如下几种：

1、挥发干燥(利用稀释剂蒸发干燥)；

2、融合干燥(分子与分子因挥发耐相聚合)；3．氧化干燥(不饱和脂肪酸与空气中氧结合)；4．利用架桥反应而干燥 (利用架桥剂即所谓硬化剂形成架桥而硬化)；5．紫外线硬化(不饱和聚脂类加入剂后由紫外线波长300-400mn照射后分子聚合而硬化)。

UV工艺介绍：UV涂料可通过浸涂、淋涂、漆涂、旋涂，甚至真空涂等方法涂布后，再经紫外线光子照射而固化成膜。与一般的溶剂型涂料相比，UV涂料的特点如下：

1、固化速度快；

2、常温固化；

3、节约能源；

4、节省占地面积；

5、不污染环境；

6、提升产品性能。

九、移印

Pad printing

移印指的是——承印物为不规则的异形表面（如仪器、电气零件、玩具等），使用铜或钢凹版，经由硅橡胶铸成半球面形的移印头，以此压向版面将油墨转印至承印物上完成转移印刷的方式。

移印工艺是80年代传到中国的特种印刷技术，由于其在小面积、凹凸面的产品上面进行印刷具有非常明显的优势，弥补了网版印刷工艺的不足。90年代初期，随着中国市场 的进一步开放，大批以电子、塑胶、礼品、玩具等传统产业为主体的外资企业相继进入中国市场，移印技术和网版印刷技术作为主要的装饰方式更是得到超常的发 展，据不完全统计，移印技术和网版印刷技术在上述行业的应用分别达到27%、64%、51%、66%。

移印机适用行业：

塑料业、玩具业、玻璃业、金属业、电子业、体育用品、文具业、光学业、IC封装业等。

移印机适用范围：

尺、笔、球形物、洋娃娃眼睛、手表、照相机、吹风机之外壳、陶磁、医药器具、球拍、录音带、电子零件、IC、CPU、DRAM、计算机外壳、按键、装饰标志、大哥大机壳等印刷。

从总体来说，移印工艺的技术含量不高，在发达国家生产成本居高不下的情况下要想继续发展是很困难的，所以移印产业向中国这样的低劳动力成本的发展中国家转移是必然的趋势，目前，国外除了还制造自动化程度高的移印生产线的少数几家企业，大部分企业将生产基地搬到了中国。