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涂装测试与工艺

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3.涂膜面物性检验---         
   检验方式及规格视涂料系统.原料供应商区别而有所差异         
    单液型:检验时机须在烘烤50-60度*10-15分,再经自然乾燥约12hr      
       或60度*30min强制乾燥后实施,一般检测项目有a.密著度(百   
         
         
       方格剥离测试) b.耐酒精 c.表面硬度。   
    双液型:此系统涂料为反应型涂料,其乾燥条件需具初期乾燥与反应      
       乾燥二项要件,一般硬化乾燥时间需七天,考虑产品生产周期   
       极短下,需提前实施涂膜性能检测时,应另行定义合理及适当   
       之检测规格。   
       检验时机须在定义在烘烤60度*30min下,再经自然乾燥约24   
       hr后实施,一般检测项目有a.密著度(百方格剥离测试) b.   
       耐酒精   c.耐磨耗   d.表面硬度 e.色差。   
    印   刷:由於油墨原料本身具有高固成分、高黏度之特性,通常对耐      
       摩擦、耐酒精、表面物性上无法与涂料相比(除特殊之双液   
       型系统orUV系统),除客户有另行定义规格状况外,测试项目   
       仅作密著性部分 (百方格剥离测试)。   
4.检测仪器介绍---附图片         
    涂膜面物理性检测在原料厂实验室会作广泛检测,不同系统涂料特性      
    皆不尽相同,针对涂膜特性在涂装厂受限於仪器,目前常态实施之检      
    测项目大致如下:      
    膜厚检测:区分非破坏及破坏性检测二种,非坏性检测乃是以铝片贴      
         於工件上,喷涂烤乾后再以电子式膜厚计检测铝片,读值以   
         数字显示。   
         破坏式检测乃是以制式刮刀在乾燥后之涂膜层作破坏刮除   
         ,然后再以膜厚计之视窗检试涂膜厚度得之,破坏式检测在   
         刮除过程中会有些许误差,非破坏式乃是以铝片辅助量测,   
         测量务须确认涂膜层已乾燥,所得之误差会较小。   



1楼2010-07-04 15:08回复
        硬度检测:以铅笔硬度计实施,规格需视检测铅笔厂牌,目前以三菱检      
             测用铅笔最被广泛使用。   
        耐磨检测:使用磨耗机检测,方式有依露底材次数定义or测试后所得      
             之磨损量搭配 荷重定义,测试用材料也分别有:橡皮擦.布   
             .测试纸…等。   
        耐酒精检测:检测方式以棉花沾酒精来回擦拭涂膜层,直至露底材之      
               次数定义(搭配荷重定义)。   
        色差检测:以色差机进行检测,目前较普遍使用有滤镜式&分光式二种      
             分光式色差机精密度较高,使用也较为普及。   
        光泽度检测:使用光泽器於涂膜面检测,光泽度控制对涂装颜色及膜      
               厚的管制上有辅助之功能,色差机&膜厚计检测碍於仪器   
               空间及作业方式,制程中无法作密集式量测,光泽器可适   
               时辅助。
    5.机构设计与涂装制程上考量---         
        5.1.材料选择考量:         
        基於涂料相异系统所得到之涂膜物性有极大差异,在产品初期规划      
        阶段应作谨慎考量,目前低温涂装制程涂膜面硬度等级单液型涂料      
        在F-H,二液型涂料在H-2H等级,但其制程初期乾燥时间与自然乾燥      
        时间须超过72hr以上,方可达到H等级之硬度,相对从投入到所需之      
        时间高於单液型涂料(涂磨硬度&时间比较请参考附表)。      
        二液型涂料涂膜乾燥硬化后,具优良之耐化学品.耐候性.耐移行性      
        耐磨擦.极佳之表面硬度。      
        影响涂膜硬度另一项重要考量为成型选用原料,底材硬度直接影响         
        涂膜硬化成形之表面硬度,相同涂料喷涂在不同底材上,会得到不同         
        之测试结果,以目前在资讯产品上使用较普遍之原料来区分,加碳纤         
        及玻纤硬度较佳,其次是PC.   PC+ABS. ABS。         
        目前积极想替代铝镁合金之电气电镀制程,由於碳纤材料具有高强         
                
    


    2楼2010-07-04 15:08
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          度、重量轻,与电镀层材料之膨胀系数相近之优点,使其被选用作为         
          此类新制程之底材,相对在涂料的选用上也必须选用涂膜性能较优         
          越之原料,在材料&涂料互相搭配下,才能获得最佳的效果。         
          对於低附加价值之产品可考虑使用单液型涂料作业,重工性佳,制程         
          所需时间短,客户要求规格相对较低,符合成本效益。         
          5.2.涂装制程设计考量:            
          5.2.1.    就涂膜面可靠度考量上,应避免涂装面任何可能出现之锐角      
             外观,涂膜标准厚度约18-25u(二液型),锐角部位涂料附著状      
             况远低於平面附著,故在锐角部位之涂膜层可靠度(耐磨&附      
             著度测试),会出现相当大的疑虑。      
          5.2.2.    双色涂装为目前相当广泛使用之外观设计,对於两色交界设      
             计与涂装相互关系,分别提出以下建议:      
             a.以美工沟槽设计作区隔时(沟底喷漆),建议宽度为0.5-0.7      
               m/m,深度为0.4-0.6m/m,由於涂装沟槽回产生明显气流反      
               弹现象,过深或太窄之设计将降低涂料附著率。      
                  
                   
                  
                 
               
             b.以美工沟槽设计作区隔时(沟底不喷漆),建议宽度为0.8-   
               1.0   m/m,深度为0.5-0.7m/m,宽度较窄直接降低模具崁入   
               部位之强度,其次宽度大於0.8m/m才能有效预留成型尺寸   
               变异对模具产生无法崁入之变数,若以标准尺寸(中间值)   
               进行模具制作时,模边与沟槽需留0.05-0.1m/m间隙供作   
               性空间,假设尺寸落在允许公差值上下限值时,模边与沟   
      


      3楼2010-07-04 15:08
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                 槽之缝隙最大可能出现 在0.5-0.2m/m内,亦即沟底可能   
                 出现等宽之溢漆现象。   
                 
                 
                  
          
               c.另外美工沟只R角应以自然R为优先考量,R角愈大将会降低   
                 喷漆治具强度及寿命,此部分需作考量,使用治具B之遮蔽   
                 设计,在R角部位将无法达到理想品质(产生交界模糊)   
           
                  
               d.以高低落差方式设计作区隔时(沟底不喷漆),建议其落差   
                 为0.6-0.8 m/m,为避免积漆,遮蔽方式只有一种选择。   
                 
                 
               e.另一个影响使用治具涂装最大之因素为素材变形度,虽然   
                 
                 
                 治具采用上下底模将素材夹合之方式作业,但在喷漆开始   
                 前后时间点,素材为自然未受外力介入状态,治具压合及   
                 退出之动作将对素材造成损伤,即使材料变形量对系统组   
                 装并不造成影响,但是对於使用治具涂装作业将是无法操   
                 作。   
                 
                  
                 
                 
                  
                 
                 
                 
                 
                 
                 
               f.沟槽内规格常昰较具争议部位,因为对於加工成本及模具开   
                 模数有直接关联,如可在喷漆治具开模前作检讨及定义,对顺   
                 利导入量产有相当助益,对於喷涂模数与沟槽内喷漆达成率   
                 请参考预估图面说明。   
        


        4楼2010-07-04 15:08
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                 以上考量以涂装模具制作精度达成率、塑胶成型尺寸作业空                     
                 间及涂装制程良率及把握度为主要前提。                     
                                     
          5.2.3.    双色涂装制程可选择颜色重叠与个别涂装方式,此二种制程对                     
                 成本较有直接关联,作个别遮蔽治具涂装在模具与加工费用明                     
                 显增加,而作双色涂装制程,若在涂料遮蔽率理想状况下,重                     
                 叠涂装流程比较能符合成本效益。                     
                                     
                                     
              5.2.4.    组装功能上需预留涂装膜厚,在量产阶段任何追加遮蔽涂装区                     
                 域的变更都直接影响加工成本,涂膜厚度於设计初期应作一并                     
                 考量,滑动部位及紧配合区域特别重要,涂膜厚度(二液型面                     
                                     
                 漆)正常涂装单边约为20u,不良品修补累计膜厚可能达45u,                     
                 皮革漆修补累计膜厚达70u(单次涂装30u),导电漆(铜)膜厚                     
          


          5楼2010-07-04 15:08
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                   约40u。                     
                5.2.5.    涂膜面光泽度设定以10-25度在制程控制及成品涂膜面物性   
                   测试结果,都有较佳之表现,低於10度之产品表面对耐刮伤表   
                   现较差,而由於会对瑕疵有加强显现作用,故高於25度光泽之   
                   制程良率也将会相对下降,高光泽产品涂装须受限於无尘环境   
                   作业,否则将无法有效提升良率就是因为有此考量。   
                     
                5.2.6.    EMI设计以涂装方式处理,上、下盖.前、后盖接触面如藉由导   
                   电漆喷涂结合线达到导通性,结合面在不影响空间下,高度以2   
                   m/m效果较佳,由於导电漆材料特性,对於接触面若设计需涂装   
                   时,需考虑装配及维修拆卸时会因摩擦产生金属粉粒脱落之现   
                   象。   
                   由於在系统组装后美工线常有gap现象产生,在量产性风险上   
                   图(A)设计较图(B)设计适合量产制程,另外图中0.1-0.15m/m   
                   间隙,为预留喷漆后脱模和成形尺寸变异之作业空间。   
                     
                
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                   除此在整个涂装面机构设计上应尽量减少转折面及断切面。   
                   boss根部设计上需加入凹槽时,应以斜角方式代替直角处理,否则   
                   会降低电阻传送速度,若因此造成喷漆死角,极可能造成无法导通   
                   状况。   
                      
                     
                     
                     
                     
                   以涂装方式作EMI处理制程,其低成本.开发周期短.加工制程所需   
                   时间较短,具有相当大之竞争性与弹性。   
            


            6楼2010-07-04 15:08
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                  5.2.7.    对於模具结构/成型条件&不同涂装制程之间,有相当影响程度与   
                     关联,最明显的就是在变型量与尺寸之变异上,除考虑各制程对素   
                     材影响程度,最重要的应是在量产前作完整之追踪及纪录,不同产   
                     品制程若以经验去预估变数,而无藉由产品验证时,将有其风险性   
                     存在,这部分对於最终产品品质昰相当重要且必须的步骤。   
                     由於生产时间短,成型制程后常欠缺足够供材料稳定之时间,即进   
                     行后制程加工,常造成品质上(尺寸&变形量)极大的不确定性,此   
                     现象是目前非常普遍存在问题,值得重视。   
                       
                  5.2.8.    使用透明PC材质,涂装公模面加工方式目前有逐渐热门趋势,在涂   
                     装原料及涂装模具考量上上亦不同於外观涂装制程。   
                       
                       
                     由於纯PC材质对稀释剂中酮类非常敏感,常会造成龟裂现象,所以   
                     使用溶剂上往往为溶解力及强度上都极弱之原料,涂装位置应避   
                     免滑动及摩擦之可能。   
                     公模面涂装不同於外观涂装可以作修补动作,特别在材料内应力   
                     控制上特别重要,成型后到涂装前,应将应力释放合理所需时间一   
                     并考量,也由於全透明材料不易以目视判定,在材料检验上需藉由   
                     实际抽样试喷来获得较为可靠之结果。   
                     以往在量产经验上有发生成品涂膜面因外力碰撞,产生龟裂现象,   
                     由於涂膜成型硬化后,其弹性系数与素材有相当差异,当材料受外   
                     力撞击素材变形时,涂膜层会产生龟裂严重甚至会脱落,在设计上   
                     对於组装或搬运过程容易发生撞击之位置上,结构强度应考虑。   
                     透明材质涂装公模面,在成品颜色检验上因为增加了素材颜色之   
                     变数,也使的检验上较具争议性。   
                     透明材料有另一项较为特别情况,对缺点有放大效果,订定规格上   
                     需考虑有效达成度与LOSS率掌控。   
                  5.2.9.    目前亦有在成型素材上直接涂装透明金油之外观设计,此新制程   
                     与全透明材料作公模面涂装有异曲同工效果,对於机沟设计上也   
              


              7楼2010-07-04 15:08
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                       较透明材料无设限,但在半成品外观上对刮碰伤需作有效掌控,   
                       必要时成型后需加贴保护膜,才可控制品质。   
                       涂装方式无法得到透明成型品完全平坦之表面,但其表面硬度在   
                       完全反应硬化后为H-2H,远较塑胶表面3B-4B等级硬度优越。   
                         
                    5.2.10.对於涂膜面喷涂完成后可加贴保护胶膜之时机,首先考虑之因素      
                       为涂装原料系统,一般单液型於喷涂后经烘烤完成动作,再经自然   
                         
                         
                       乾燥4hr以上即可加贴,而二液型涂料因为属於反应型涂料,先前   
                       曾提到除了初期乾燥时间外,尚需要反应乾燥时间,以涂料供应商   
                       建议为7天,如果无法提供足够时间就贴上胶膜,就有浅在性的风   
                       险存在。   
                       由於保护胶膜本身胶质中含有不同比例溶剂,在与涂膜面长期接   
                       触下,如涂膜面未完全乾燥,则必然产生化学反应而破坏涂膜层。   
                       对於涂膜面凸出异物也将会因加贴保护胶膜,在撕开后产生点状   
                       脱落之现象,即使此缺点原属可允收之规格内,也会因此制程而提   
                       高不良率。   
                         
                    5.3.印刷制程设计考量         
                    5.3.1.    不同的涂装颜色对印刷成品会有相当程度之影响,选择油墨颜色   
                       时,需在正确涂装颜色之材料上印刷,以确认最后成品之正确性。   
                    5.3.2.    材料表面作咬花处理时,深度愈深对印刷品质影响愈大,超过0.2   
                       m/m以上之表面如仍要求高品质之字体时,需考虑於印刷面加印一   
                       道透明油墨,达到降低咬花深度效果,增加一道制程也直接提高   
                       成本。   
                    5.3.3.    印刷制程区分为网板印刷与移转印刷,移印其主要设定为曲面工   
                       件,网板印刷无法达到之品质要求,印刷面如无足够之作业空间,   
                       例如紧邻凸出面或在凹陷区域作印刷,皆须以移印方式处理,两   
                       种制程也有成本上差异。   
                         
                         
                


                8楼2010-07-04 15:08
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                  6.材料常见之问题与涂装关系         
                      6.1.成型内应力集中&料痕阴影      
                        由於成型条件&模具结构&原料种种因素造成之内应力问题,一直是涂      
                           
                           
                        装制程中长出现之问题,除了会在乾燥过程中对变形量造成极大之差      
                        异外,也常出现无法遮蔽过之模痕及阴影,目前在检验上除了全透明      
                        材料可藉由偏光板辅助,其余非透明材料上无法由目视检查出。      
                        对於涂装面常出现之阴影,由於结构密度较为松散强度不足,涂料对      
                        素材咬合过程中造成过度性破坏,表面呈现凹凸不整状态。      
                      6.2.素材表面气泡&锈斑&油污残留      
                        材料残留瓦斯气或气泡也常在涂装完成后,造成局部密著不良之现      
                        象。      
                        成型后会在模具上留下污染物质,其程度需视原料特性,模具未定      
                        期作清洁动作时,会在素材表面留下锈斑且呈现不定点及不同程度      
                        ,涂料无法达到密著,在选择原料上应以低污染为优先考量。      
                        成型过程中未适当使用脱模剂,是材料表面油污残留最主要因素,      
                        检验中极难发现此隐藏之问题(如为透明状况),对於涂料密著效果      
                        有相当负面影响。      
                           
                      6.3.含纤原料浮纤及变形      
                        为提高材料刚性及强度采用之添加GForCF材料,常出现表面浮纤之      
                        不良现象,在涂装制程中是无法克服的问题,在使用此类原料上,需      
                  


                  9楼2010-07-04 15:08
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                          有效掌控成型条件。      
                          此类材料另一个常出现之问题就是变形度不稳定,由於成型要达到      
                          薄肉厚之要求下,变形度也不易掌控,不良品也由於其材料延展性      
                          较差,重工改善变形之机会不大。      
                        6.4.电气电镀材料                        
                          电气电镀为近年国内新制程,在电镀后因表面刚性及硬度极高,在                        
                          电镀制程前素材要确实控管,不同於其他塑胶及镀镍制程仍有相当                        
                          大之重工空间,材料碰伤是较常出现之问题。                        
                          在电镀表面状况上,曾出现结晶状凸点在不定点区域,因为硬度相                        
                          当高,无法处理而造成材料损耗。                        
                          在上.下及前.后盖崁合面Lib设计上需特别考虑结构问题,经由电                        
                          气电镀制程后,结构强度不足会更加脆化,受外力挤压下非常容易                        
                          出现断裂。   
                    


                    10楼2010-07-04 15:08
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