镶嵌可成形膜的模内装饰(IMD)为何如此受人瞩目?
塑料部件从模具出来时有各种触感和表面，有纯色、木质纹理、拉毛金属感或光亮镀铬的，也有平滑、不光滑或手感粗糙的。用可成型薄膜进行模内装饰正迅速扩展，因为制造商寻求较低成本和环境友好型方法，来取代油漆和其它二次加工。IMD已经在汽车内饰件和手持式电子品中应用成熟，尚待开发的新领域是大型汽车部件和家居器具。本文将告诉读者，IMD不再只是仅用于注塑，它也正在向热成型和复合材料迅速扩展。
可成型薄膜装饰
塑料加工业者正把可成形膜当作出模全装饰性塑件生产的经济、耐用和环境友好的方法。镶嵌可成形膜的模内装饰（IMD)正在取代传统的模后涂漆、印刷、热冲压和镀铬。该工艺首先在汽车内外饰与手提电话用中等尺寸及相对扁平的塑件中获得了成功。今天，IMD技术已经发展到用于大出很多的三维塑件中，例如轿车和卡车的整体仪表板、保险杠、顶棚乃至引擎盖。
IMD消除了二次操作的费用，这证明对于汽车业是特别具有吸引力的。油漆是汽车上最为昂贵的部分之一，在汽车组装工厂里喷漆流水线是最大的一笔投资。它占据了一半的工厂地面空间，且每年会产生超过1500吨的可挥发性气体。
IMD也以较低的废品率、能于一个位置成型和装饰、更好的可回收性而著称。IMD能实现无流痕的A级表面，而内塑颜色将会出现流痕。然而，如果在塑件中有很多孔的话，需要模后整理作业，IMD的经济性就可能受损。
IMD技术的支持者们称，由最新一代可成形膜组成的车身面板具有与喷漆金属板相等或更佳的耐刮与抗冲击性。但是，考虑到汽车制造商在喷漆生产线上投资巨大，IMD不会在不久将来就完全取代油漆。
IMD或嵌膜装饰工艺由一块塑料薄板开始，它被印制、涂覆或上色，以产生装饰效果。薄板被切割成坯料，并被热成形成最终塑件的形状。在被修整之后，它再被放于注射模腔当中，用一相容的基层进行背部成型。表面可以是纯色、金属感外观、木纹、或符号与图形。
IMD开始于仿木纹或提供仪表刻度盘和图形的丝印或胶印膜。在嵌件的“第一”表面（油墨、膜、基层）或者“第二”表面（膜、油墨、基层）上可以进行印刷。第二表面结构能使人通过透明膜看到印刷，把印刷包住，并提供大得多的耐久力。通过第二表面印刷能完成同样的目的，接着与另一层膜贴合，为印刷提供对高温和背部成型剪切力更大的保护性。保护印刷的另一种方法是把膜放在模芯侧，并用透明树脂重叠成型。这种办法据称能提供一个特别光泽、湿润的外观。
对于在较大型三维汽车内外饰塑件中不断涌现的应用，一种趋势是用所谓的干漆薄膜，它能产生纯色、拉毛金属或光亮镀铬的效果。干漆膜被涂覆上一层漆状物，其伸缩性能使它用于热成形中。
三维汽车零件用的更新的膜结构是着色层共挤出膜，在一透明外层下被保护。这种结构的支持者称着色层可能比干漆膜上的较薄有色涂料更适合于热成形复杂而深度拉伸的塑件。
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图标的六轴机械手能完成许多
对薄膜与塑件的操作任务 |
模内装饰经受风吹雨打
IMD成果的过人之处是用于汽车和重型卡车外件的抗寒耐热的A级表面。IMD用可成形膜的六家主要供应商中，有五家提供室外耐候产品，而第六家也正在对其进行研制。
其中，GE塑料提供由新型Lexan SLX聚碳酸酯共聚物构成的透明有光泽顶层所共挤出而成的薄膜，在聚合物骨架内有紫外线阻隔剂。它保护着Lexan PC材料的着色层。薄膜能用PC、PC合金或多数聚酯进行背部成型。GE也开发出了连接层，将使Lexan SLX薄膜能不带其它基层地被使用。一个例子是带有PCASA连接层的薄膜，它附着在车顶棚用玻璃增强聚氨酯基层上。
拜耳聚合物渴望将其IMD技术扩展到汽车外部件当中。该公司IMD高级市场开发专员Patrick Griffin称：“IMD技术在轿车内部件中已经发生的故事将在外部件中取得更大的进展。”拜耳正在开发一种将等同于汽车涂料的可成形涂覆系统。涂层将被施用到拜耳的Makrofol PC和Bayfol PCPBT膜中，可与ABS、 PC和PCABS相容。
IMD在汽车内饰中的应用
几年以来，可成形装饰膜已经被用于车辆仪表盘和门板、开关、仪表前盖和中央控制板，并且会继续增长，因为OEM希望以不同的表面和外观来使自己的产品多样化。与70和80年代相比，IMD被用于多得多的汽车内饰件中，主要是在那些作为可视重点的小块区域。汽车内饰是拜耳聚合物公司上色与印制的Makrofol PC和Bayfol PCPBT薄膜迄今为止最大的市场部分。该公司薄膜最大的IMD应用是热水器控制板。其它应用是开关和照明控制器的按钮和键帽。
2003年拜耳推出了新型Fantasia Faria特效膜。它们包括了Makrofol PC DPF5069光亮金属感的薄膜，它类似镀铬，为半透明，所以它能从后面被照亮和在第二表面上做印刷。
象布一样的薄膜也是GE塑料公司Legacy膜产品系列中的一部分。以Lexan PC和Ultem PEI为基础，这些薄膜已经在汽车内饰和非汽车应用领域中被应用了约7年。它们具有类似天鹅绒和羊皮的质地，并有仪表板可用上的高光泽或低光泽度外观。GE也开发具有尼龙纤维嵌件的Lextra II PC膜，产生出柔软、象纺织品的表面。它已被用于手机中，也有希望取代汽车内饰件的织物，如门、扶手、方向盘和换档器。
GE也看好其具有光滑镀铬外观和其它金属感效果的贴合膜在球状灯、按钮和开关等汽车内部件中的应用前景。这些膜已经被用于汽车汽车外部件，如1英尺宽的条纹布。它们的三层结构是顶层为PVDF或PVF，中间为硬化的PBT，底层为Lexan PC。
IMD也用于一些非装饰性的汽车内件中。GE的高温Ultem PEI膜可为气囊或控制板下的电子件承载印制电路。
IMD在非汽车领域的应用
手持电子产品和器具是IMD在非汽车领域最为重要的应用。手提电话制造商最初为印制键盘而使用IMD，而最近则是为整体的A壳和B壳。GE塑料称其Legacy高光膜或有纹理膜已经被用于诺基亚手机的可更换面板中。摩托罗托也把这些薄膜用在A壳、镜头（利用了硬质涂层的IMD膜）和折叠式手机的键盘上。
然而有消息说，除了特殊用途以外，IMD正在这个领域丧失地盘。据拜耳的Griffin称，从概念到生产的两至三个月的周期，不超过6个月的产品生命周期，手机制造商难于让供应商按要求大规模地印刷、成形和注塑。而且，他们正在寻找成本极低的装饰。
薄膜供应商在一些其它电子产品应用中看到了潜力，包括了那些目前利用内塑颜色的产品。例子有膝上型电脑、电游装置和电视显示器。GE提及了PDA和GPS装置，它们的前盖是由抛光或有纹理的Legacy PC膜所构成的。
拜耳的Griffin称白色家电市场对于IMD是前途光明的，主要是洗衣机、甩干机、洗碗机、微波炉甚至冰箱的外控制板。IMD在医用和工业电子品中也发现类似的用途，也就是应用IMD的控制板，而不是分别成型和用粘接剂来粘胶。
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这种仪表盘组利用了拜耳的
Makrofol PC薄膜，由Fantasia Faria
铬特效进行增强 |
洗衣机等装置上的多数面板越来越平滑，利用着表面装饰技术。但这些部件中有越来越多的表面形状，当它们变得更为三维时，人们很可能用IMD技术来取代表表面装饰。
GE塑料称其Lexan SLX薄膜在非汽车领域找到了用武之地，如起重机的缓冲装置，在这里薄膜被Xenoy PCPBT进行背部成型。新用途包括了户外通讯装置的外壳。GE正在关注用到Lexan SLX IMD的其它细分市场，这些地方需要Lexan SLX IMD的耐候性、耐腐蚀性、高光泽度和超群的耐刮性。目的是要不用油漆或取代户外寿命相对有限的内塑颜色。目标包括了重型卡车、园林、建筑和船舶。
模具与机械手技术
在成型厚壁部件时，必须注意膜的厚度，确保模具是为IMD而设计，否则部件有可能损失达30%的厚度。
几个模具上的问题需要解决，如果使用多浇口模具，会在膜的平滑表面上出现焊缝，还会有排气问题，要在部件边缘进行排气。IMD需要对填模过程和流动模式进行极为仔细的控制，注射压力变化要小，必须留意浇口位置或者降低流道长度。对于一些应用来说，使用多阀浇口可能是一种解决方案。
传统横动机械手已经被用于IMD，有专业人士指出，全伺服机械手可能比气动或液动伺服混合型机械手是一种更佳的选择，因为伺服定位更为精确，可重复性更高，可更容易地调节动作。
IMD膜需要细致小心的操作，一些厂家在机械手的臂端工具中利用聚甲醛或氟聚合物材料的抓爪，而不会损伤表面。吸杯是另一种流行的办法，缓慢旋转吸杯，拾起嵌膜，而不会损伤膜。可以使用调整器来操控真空。
在模内放置和保持住薄膜也是IMD中的关键因素，因此让预成型嵌膜带上静电有助于预成型品在模内的精确定位。
对嵌膜尺寸进行正确计算是一个重要而又易被忽视的因素，要确保膜的尺寸略微小于最终部件的尺寸。当膜被背部成型时，它将会因引入的基层产生热膨胀而伸长。如果在背部成型之前膜的尺寸与完成品尺寸一样，膜就将在模内溢料。必须计算出首先当膜受热至模温时会如何膨胀，然后当注入基层时会如何膨胀。
不要忽视表层与背注层之间可能存在收缩性的不同，如果针对相容性正确地选择表层材料和底层，收缩率就将相近，就将不会破坏出模后的附着。背部注塑需要一些技巧，如果太快地注射基材，可能在膜上产生起皱或起纹的后果。
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本帖最后由 wathens 于 2007-6-20 19:35 编辑 ]
