装饰性表面处理技術是指在产品表面以不同的色彩、材质、表面处理工法及各种组合形式进行装饰,使产品以独特个性化的方式吸引不同的消费人群。装饰可以提升工业制品及商品的价值,产品表面装饰涉及机械性(如硬度、滑动性等),电性(如导电性、电磁波屏蔽、半导体特性),涂装(金属色泽可使产品具有高级感),色彩、纹路处理等。
随著工业产品的外观设计与质感考究越来越精緻与时尚化,导入科技美学提升价值,不失为下一阶段产业发展的关键。表面处理向来被视为“工业产品化妆师”,透过装饰性表面处理技術的不断革新,提升产品表面外观,可有效地满足消费者对创意性及美感日益增加的需求,为美学经济注入一股新活力。
几种装饰性表面处理技術发展趋势
1.薄膜
根據富士經濟公布的資料指出,薄膜裝飾應用于智能手機、平板、汽車零部件、消費性使用産品等的規模將進一步擴張。薄膜裝飾的主要發展趨勢如下:
1)薄膜贴合及转印装饰技術不断扩大发展。
2)薄膜基材日益發展,如MMA、易成型PET等。
3)薄膜裝飾的功能越來越提高,許多廠商推出多元化、多功能的薄膜。
4)設計多樣化,如印刷、注色、塗裝、蒸鍍等。
5)IML/IMD成型技術得到进一步发展,开发双面贴合。
6)3D转印装饰技術得到大幅度应用,可满足不同形状及多样化的需求。
2.3D數字紋理咬花
1)背景
傳統的模具咬花的主流制作方法是在已經完成的模具上,通過蝕刻形成花紋。不過,讓模具局部腐蝕從而形成凹凸的傳統咬花方法,無法制作出較深的凹凸。另外,還存在最終形成何種壓花取決于工匠的直覺和技能,難以預測最終完成情況的問題。而如果將咬花加工外包出去的話,在設計自由度方面會存在很多限制,比如多數情況下都是以咬花加工廠商已經備好的模型爲基礎,因此難以制作出具有創新性的花紋。
2)3D數字紋理咬花的優勢及應用
3D纹理不仅能在平面上,还能在曲面上形成任意高度的立体纹理。该技術利用3D扫描仪和3D模型制作软件“Freeform”等数字工具制作纹理数据,然后将其追加到产品的CAD/CAM数据中制作模具.由于纹理直接雕刻在模具上,因此仅一次树脂成型便可形成质感丰富的3D纹理。
3D纹理技術用于制造iPhone保护壳。3D纹理提供的是通过数字数据开发出新的花纹,并将其应用于树脂成型品的一系列工序。
不仅是注塑成型,吹塑成型的包装开发也可轻松实现此前没有的复杂纹理。除了可以只更换纹理表面的模具,为客户提供在现有形状的瓶子上以低成本添加丰富纹理的服务。通过与树脂材料以及模内成型等其他加工技術组合使用,3D纹理技術将带来更出色的表现力,包括着色和质感等在内。
3.色彩仿生
色彩仿生是人類産品模仿自然界生物的色彩,如大自然的甲蟲,肥皂泡沫,石頭等。色彩仿生基于人類眼睛可見光的光譜範圍,材料表面因對光的反射而爲人眼感知。與質感仿生類似,色彩仿生生理上有賴于人體感官的感知,但其本質在于心理感知的符號意義。
下面介绍几种运用色彩仿生技術制作的薄膜产品。
1)納米多層膜
金屬感、蝴蝶、及其他顔色表示法,如東麗PICASUS。PICASUS與采用電鍍和蒸鍍方式的薄膜不同,完全沒有使用金屬,因此不用擔心生鏽或剝落。不但方便回收利用,還解決了電鍍工廠的環保問題。
另外,從內側進行光照射時,光線能夠穿過,因此可以顯示文字和圖形。平時呈金屬光澤狀,可用于只在必要時顯示文字的門把手、開關板及儀表板等。商品名爲“閃光不鏽鋼”。薄膜交替重疊折射率較高的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和較低的PET,形成約1000層的層疊結構。整體厚度爲200μm。單純計算1000層的話,每層厚度約爲0.2μm。不過,層的厚度並不相同,而是一端薄一端厚,采用連續的等間隔交替分布。層達到一定厚度時會由于光線的幹涉現象而出現顔色,采用等間隔分布時,所有的可視光均可均勻反射,因此呈現出金屬光澤。
從像梳子一樣分布的500個噴嘴中擠出材料。高折射率PET的噴嘴和低折射率PET的噴嘴交錯排列組成“梳子”狀。兩種樹脂以交錯的形式擠出,形成1張厚薄膜。不采用兩色成形,而是采用“千色成形”。延展後減薄至200μm。
將上面制成的薄膜放在模具中使之成形,最終制成産品。可以進行一定程度的拉伸,在預備成形階段制成曲面。不過,拉伸超過150%時,各層會變薄,反射波長産生偏差,出現淡綠色。
2)多層薄膜沈積
薄壁的真空鍍膜産生彩虹的顔色,從不同方向觀看,顔色也隨之改變。如津田工業等。
3)隨機粗糙面的花紋裝飾
4)仿生色彩塗料
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