手板日记【206】2019—07—24
一
IMD工艺过去主要是在家电领域用得比较多，如今在3C数码及物联网硬件也开始盛行起来，还有处于风口的电子烟产业，大有疯狂向上生长趋势。
二
IMD的中文名称为模内装饰技术，亦称免涂装技术。英文名称为In-Mold Decoration。它是国际风行的表面装饰技术，表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，背面注塑层，油墨中间，可使产品耐摩擦，防止表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。
三
过去的IMD工艺技术相对来说比较单一，如今随着光刻制模及机械加工制模技术的提高，3D微纹理跟IMD工艺技术的融合也越来越深。从CD纹理、磨砂、拉丝、碳纤维、光柱纹到多通道、激光全息、渐变等工艺的融合开始在IMD上得到了很好的体现。
四
IMD工艺技术对前期模具的设计、材料的选择、纳米压印技术、模腔成型、产品外形冲切等一系列的后工艺制程都是环环相扣，密不可分，细节的管控直接决定了产品的直通率。
五
今天就重点探讨IMD模具设计及成型要点，对于后期从事CMF的人员相信对IMD工艺也有更深入浅出的了解，为后续碰到类似的案例有充分的前期预研准备，保证后续工艺的顺利量产，提高产品附加值。
一、 模具缩水率问题
一般abs、pmma的缩水为0.5%，如做IMD模具，因产品表面要覆盖一层pet薄膜，显然两者的热收缩率不同。
IMD模具模具啤出的产品其缩水较普通模具小些，取0.3% 比较合适。 因为，注塑时塑胶底材被片材包裹，对塑胶的收缩起到了阻碍的作用。
2、 片材问题
片材是IMD模具成败的关键；也是最为复杂的问题。下面分几项进行分析：
a、 材质、油墨
一般片材的材质为pet，也有pc、pmma的片材。但pet的成型及加工都较优良。表面光泽度、耐磨性也达到客户要求，因此被广泛应用材质。厚0.125mm的pet片材为最热卖的片材之一。
油墨，为印刷的原料，要求耐磨、耐高温、调配、丝印作业方便。
b、 预制片材（裁剪、热成型）
一般的工艺流程为：
片材选择—-〉印刷（工具：菲林，丝移印机；要点：油墨选择，片材定位）
—-〉贴保护膜 —-〉外形冲裁（工具：刀模；要点：片材定位） —-〉贴保护膜
—-〉热定型（工具：热定型机；要点：温度控制） —-〉贴保护膜
请留意，贴保护膜是比不可少的工艺，请保护及防尘的作用；保护膜一般用pe薄膜。
在热定型环节，温度控制很重要，掌握不好，容易使片材变形，报废率高。
热定型机的上、下模都有加热板，在工作期间保持恒定的温度。移动式加热板在放入片材后，移到片材顶部对片材进行预热，使其变软，才可合模进行热定型处理！
c、 片材与型腔的配合
片材尺寸要比最终的部件尺寸小一点点。————最重要的原则！一般情况下，建议：片材的尺寸要比部件尺寸单边小0.02至0.03mm 这样，片材置入型腔内是才容易，才能完全伸展开来。如有褶皱，啤出来的成品就会不良。
3、 片材成型模具设计要点
a、 使用产品图，在pro/e（或其他3d软件） 按片材厚度，将产品表面向内偏置，得到片材的3d图。
b、按片材的3d图，将其展开，作冲裁片材的刀模、菲林等。
c、 按片材3d图分模
d、 制造模具
二、IMD模具与统模具差别
1、高压成型模具
模具结构分类
一般模，适合在延伸比较低。其具有结构简单的优点。
复合模，适合在延伸比较高。其优点是可降低产品的延伸比，缺点是结构较复杂。
一般模加顶出：同一般模，增加薄膜成型后会把成品顶出，以方便取出。
模仁形状分类
凸模：优点是定位性佳。
凹模：优点是可降低延伸比，缺点是定位性差。
模仁材质分类
透气材料(CU/SUS)：透气材料的优点全材质透气，缺点是成本较高。
目前尺寸如下
(1)160×90×25 mm (L×W×H)
(2)160×70×25 mm (L×W×H)
(3) 90×50×25 mm (L×W×H)
(4) 90×50×25mm (L×W×H)
其中(1)、(2)、(3)三项材质为铜，(4)项材质为SUS。
铝材质加透气孔：铝材质加透气孔的优点是采用铝材质加工较便宜，缺点是镜面程度及保养较不易。
另外，需配合形状在废料区钻透气孔，孔径愈小愈好。
SUS材质加透气孔：SUS材质加透气孔的优点是镜面程度及保养较易；缺点是采用SUS材加工较贵。
另外，需配合形状在废料区钻透气孔，孔径愈小愈好。
产能考虑
高压成型时间约23秒~70秒，以平圴60秒为依据计算产能来考虑，穴数在一模多穴的情形下，仍需依据单穴的模具结构来设计，才不会造成多穴时定位偏移现象。
上模热回风设计
用在成型深度或成型时间较长的情形下(可加购热风装置上模就不用设计回风)。
缩水率考虑
塑料射出之缩水率大约0.3%~0.5%，依形状大小而定。PC模膜成型后之回缩量约0.8%。
2、薄膜冲型
使用机台
8吨直立式油压冲床，工作电压为220V单相15A。
2D冲外型模具注意事项
一次冲一穴至四穴是实际需求(外壳都为一穴) 。
采用key或外型来定位冲外型确保其尺寸公差。
如果冲外型出来之成品无法定型，则可先射出再冲外型。
冲出之成品不可有毛边。若有毛边，请检查切断面(刀模)的锐利度，或配合公差是否依照图面加工。
冲头与刀口之间隙以0.005mm～0.01mm为佳，太大之间隙会使毛边加大。
冲头与刀口之材质以SKD11制作，热处理硬度HRC60°为佳。
配合PC FILM形状之模仁尺寸以成品尺寸缩0.02~0.03mm雕刻制作。
C.3D冲外型模具:采用美国side cut(边切技术)，上、下模公差需在±0.05mm内。
3、射出成型模具设计
因油墨所能承受的温度、时间需要在一定范围，所以在设计射出模时，需考虑射压、射出时间、浇水口
六
如今IMD工艺技术应用的场景也发生了变化，如汽车行业、电子烟产业、物联网硬件等领域，每个领域的性能测试及要求也是不一样的，需要根据具体的要求来设计相应的IMD模具及工艺流程、性能测试优化路径。只有在实践中总结，跨界思考优化、不断改善，做到更好，才能符合现实。
