成型IMR IML INS IMF工艺技术介绍

2022年10月15日01:05:13 热门 1933

分别对IMR、IML、INS、IMF/AIM进行了详细介绍，优缺点对比、技术说明、材料、工序制程、模具结构、注塑系统、

IMD的分类：

IMR－Insert Molding by Roller-Film，日本送膜装置专用卷装film，将图案与塑料结合的转印方式。 IML－Insert Molding by Label，将标签置入模内与塑料结合射出。 INS－Insert Thermoforming-film to Molding，将印好的film裁切后直接射出，或加热成3D型，嵌入模穴中与塑料结合射出。 IMF－Insert Molding by Sliced-film，与INS一样，称呼未统一。 AIM－德国Degussa集团之Rohm公司生产PMMA材料应用于IMD技术。 IMR VS IML（IMF、INS、AIM）

IMR技术说明：有鉴于当前一些以多层次加工方法生产的作法不良率高，且无法应付多颜色需求，若采人工操作过程繁杂：射出成型→ 包覆保护层→ 电镀→ 喷漆→ 擦拭→上色(曲印) → 拆除保护层→ 黏贴贴附层因此有必要寻求可降低生产成本的新工法。 1. 减少原有生产的流程,降低成本。 2. 减少不良率,降低生产成本。 3. 可更加提升外观质感的工法。 4. 可达到更佳耐候条件的工法。 5. 可达到更佳环保的工法。 IMR箔膜：垫片基材依不同的模具表面曲度及扩张比率, 需选择不同的基材以配合IMD工序

。

IMR成型过程介绍

IMR模具结构介绍

模具两边均需加热，注塑浇口应在定模边安装 IMR注塑系统

四个重要注塑系统组件：模内转印箔、转印箔定位器、注塑机边料筒及射嘴、注塑模

相关产品应用：

汽车件中Imd的应用：

IMF技术说明：有鉴于现有手机LENS外观造型色泽均在背面，若造型稍有曲线时整体感觉无法随曲率来做变化，外观自然较微平坦无变化，今以印刷好之薄膜直接来射出成型可达到多样性之变化，且不会受限印刷之平面所限，也能同时解决曲率印刷之问题。优点： 1. 每次可节省约10% 的射出料。 2. 是一种干燥且容易的装饰品制作过程。 3. 视机种只需要多出截切和曲率大时预加热成型的过程。 4. 可以容易且随时地更改表面的装饰图案设计。 5. 可选择数个射出点。 6. 选择薄膜表面(Hard Coated)可增加表面耐磨性。 7. 水份气泡点和下陷的区域(缩水)都可以被覆盖住。 8. 有良好的边缘装饰。 9. 设计的失真、缺陷，都可于射出前即可轻易辨识出。 10. 射出模具内的表面结构可明显地显示在INS薄膜上。 IMF工艺步骤：

IMF基本步骤为薄膜印刷→薄膜成型→薄膜冲切→注塑，如下图所示

IMF工艺是针对手机外壳的流行趋势以及3D彩色图案而开发的，整合了三种材料（薄膜、油墨、塑料），必须透过insert molding来进行。

IMF的表面硬度关系

IMF的另一种称法是AIM (Acrylic Insert Molding)工艺，(R?hm罗姆公司称) 彩色图案以压克力系列之油墨经由网版印刷(Screen Printing)绘制，再以挤塑成形所制造的PMMA薄膜(PLEXIGLAS?99524)上。此薄膜及其图案在注塑成形时经由IMF 印到PMMA 手机显示屏幕或外壳(PLEXIGLAS? zk5BR 或zk5HF 塑料) 。

IMF薄膜的选择： Acrylic ?用光学特性较好92%的PMMA薄膜。 ?Example：R?hm罗姆公司之PLEXIGLAS? 99524(0.175mm) Polycarbonate ?用光学特性88%的PC薄膜。 ?Example1：奇异(GE)之LEXAN? OQ92S或HP-92S(0.175mm) ?Example2：拜耳(Makrofol?/Bayfol?)之DE-1-1 IMF常见薄膜（塑料）的比较

IMF印刷

网印会秀超过50种独立可变花样，却归纳只有一个IMD部品，必须要控制它们！－完全的印刷油墨，特别为银或特殊效果。－美工机器的状态。－合格的作业能力。－足够的制程参数控制。－认知图面、印刷和IMD制程间之相互影响。结合为最大之产品稳定网印IMD对于市场，适合于以下2种： 1、高技术产品标示之整合、库存目录技术、抗刮性 2、多变之产品，具有弹性产品优势、多变的设计、中小型产品 IMF油墨的选择

：

－Pr?ll Noricryl? 090及097系列油墨 ?德国→Pr?ll生产Noricryl系列油墨 ?专为网印及转印所设计的溶剂型AC油墨。－Marabu Maramold? MACR 系列油墨 ?德国→美耐博Marabu生产 ?适合塑料制品制程有SR-057系列油墨。－日本帝国IPS系列油墨 ?日本→帝国油墨制造株式会社(新丰印刷材料有限公司代理)。 ?具压伸成型后加工耐热性，PC油墨有IPS与INS系列油墨。 Pr?ll之HTR油墨对于塑料之附着性不同的塑料比较树脂 Resin 树脂温度 Resin Temperature 附着性 Adhesion to HTR PC 280 - 300 °C PC/ABS 240 - 260 °C ( )* PMMA 220 - 260 °C ABS 220 - 240 °C - ( )* PS 200 °C - (-)* PA 240 - 260 °C - ( )* TPU 190 - 200 °C －温度和化学特性是?Q定因素。－Pr?ll油墨唔用性： Noricryl → PMMA Noriphan HTR → PC Noriphan N2K → PC 调整印刷黏度(Viscosity) – 稀释之选择选择稀释剂(thinner)去控制蒸发(evaporation)

HTR稀释剂(thinner)可以被中和达到要的条件

干燥注意事项－干燥后之堆栈

最大输送带速度取决于稀释剂的使用种类。增进干燥：增加空气循环或递减输送带速度。

冲墨相对于塑料温度之影响

冲墨相对于薄膜厚度之影响

IMF印刷注意问题：－印刷前将薄膜裁切好之印刷面保护膜撕下，如有强化面与非强化面时要注意正反面之分，有强化之面较光滑。－撕下之保护膜若属静电膜，撕下后不要再使用，以免静电之产生附着造成后续加工之困扰。－薄膜烘烤后遇冷会缩收，故第二次以后印刷完烘烤前堆放时要用压条压平薄膜，以免油墨碰触到。－油墨烘烤温度、时间必须依特性达成，否则会有冲墨产生。－烘烤后之薄膜温度高静电很高，存放时要防止落尘之附着，存放最好用静电风扇吹可防止尘埃附着。－窗口与印刷区防止素手触摸，以免影响质量。－印刷完成品检查有无不良，有则划记，于冲型后剔除之。－若要不同塑料结合(如PC&AC)时，要使用贴合胶，贴合胶要够量，注意网目使用不可太小，以免胶量不足降低附着性。－贴合胶一般烘烤温度不用很高，只要65℃约20~30min即可。－油墨之选择要能耐高温，否则射出时高温会造成油墨变形。－网板张力要尽可能一致性，刮刀压力亦要尽可能一致性，否则会有套位不准之问题产生。 IMF印刷张网

IMF打孔：利用CCD电脑自动定位系统

IMF打孔应注意的问题：－打孔的目的在于后续加工时所要用到之定位PIN，故定位孔准确度要很高。－打孔时之薄膜要平坦，可增加CCD光学辨视焦聚能力。－CCD十字定位位置要在圆孔内。－遇有打孔后毛边时代表钻头已磨耗，最好换新的，以提高定位准确性。－打孔之图暗与印刷要搭配，最好选择明暗对比较大之色系，以提高光学辨视能力。薄膜的成型

冷弯－高良率具有影像准确定位。－减少治工具成本。－减少油墨或薄膜基材之热损失。－治工具寿命较长。－薄膜不需完全干燥。

热弯?? Drying： ?? 卷装薄膜在热弯前必须被干燥。 ?? 水份将造成水泡和不良产生。 ?? 可以使用热风循环烤箱设定温度在120℃，横放或直放间距25mm，烘烤4个小时后即不须再重新干燥。 ?? 干燥时间以LEXAN为例： ?? 0.25mm=15minutes。 ?? 0.38-0.51mm=20minutes。 ?? 0.64-0.76mm=30minutes。 ?? 长的烤箱应该最少四倍的弯曲状量，如61x61cm弯曲状将需求 244cm长之长隧道烤箱，上与下均要加热。例：Bayfol? Film Forming Process Noriphan? HTR 印在薄膜(Makrofol?/Bayfol?) 上可以被弯伸趋近像没有被印刷的薄膜一样。 ? Thermoforming - 加热薄膜允许拉伸弯曲 ? Mechanic Methods - 冷薄膜：较高压力到油墨 ? High Pressure - 稍微加温薄膜，使适用高压

成型模的设计 ?热弯部品将一次性的从模具上被移出冷却后进入尺寸内。 ?这缩收是可预见的，而且必须考虑计算模具尺寸以确保完成的部品是符合尺寸。 ?当完成的部品(film part)尺寸是很重要的(critical)时候，模具操作温度相对必须被考虑。 ?以LEXAN film为例：表示之缩收比率约为0.5~0.9%(如：.005~.009 inches per inch)，依预弯处理参数。 ?去预估准确模具尺寸，这模具材质温度扩展系数在操作温度120℃时，必须从薄膜(film)缩收量中减去。

Draft Angles for Vacuum Forming ?建议角深5~7度，是用来帮助部品从公模(male)离型的。 ?母模(female)需求角度较小(1~2度即可)。 ?为达到最大部品效能和促使适当厚度分布，所有模具角度必须最小半径为1倍的材质厚度，越大半径越好。 ?移入部品细节部份模具之所有层面真空疏展是被需求的。 ?以各式不同形状之铁块形成小真空槽，每1/2＂(13mm)具有一个孔0.02＂(0.51mm)。 ?使用500或600grit金钢砂纸磨光所有模具表面，以利真空抓紧。 IMF冲型注意问题：－将打好定位孔之薄膜放入冲型模具定位PIN，冲出吾人所要之外型。－冲型后将做记之不良品挑出报废程序处理。－冲型好之成品逐批放入夹链带中转移至下一站。－冲型之成品注意有无很大之毛边，有时表模具受伤，或使用寿命已届。－冲型后成品注意有无油污污染，随时保持薄膜之洁净。

射出机选择： ?IMD可以在一般的射出机上做。 ?在设备上之总射胶量和总投射区是两个决定性考虑因素。 ?最佳结果典型代表为当总射胶量(cavities、plus、runners、sprues)等于设备总能力之30~80%。 ?非常小的射出在大的炮筒(barrel)机器可以建构不需长塑料存在会导致塑料变质(degradation)。 ?3~5吨合模压力可提供每一方英寸的投射区（projected area)以避免部品(part)之毛边(flashing)产生。 ?壁厚、模流长度和成型参数将代表决定实际的吨位需求。 ?大部份传统炮管(barrels)和螺杆(screw)设计被使用于工程塑料也相容于IMD上。合模压力影响薄膜和部品厚度之关系

射出压力影响薄膜和部品厚度之关系

IMF射出需注意的问题：－射出前须将薄膜上之保护膜撕下，此时必须注意静电之附着尘埃问题，加载薄膜入射出模具前要将静电吹除后再装载入，以免尘埃附着后被包入产品内造成外观不良。－由于静电被消除后无法被附着于射出模具上，故采用立式射出机会较适合，如有定位PIN固定薄膜则卧式机亦可，为便于操作载薄膜，立式亦较为便利。－撕薄膜时要穿戴手套，非印刷区不要去碰触到。－薄膜加载模穴前须先检查薄膜是否有不良，有则剔除之。－射出周遭环境决定良率之高低很大，故作业中随时空档必须不停去维持最佳的作业环境，以确保生产质量。－射出进胶口如发现有冲墨产生，一般属印刷油墨未完全干，应立即反应给印刷知悉改善。 IMF射出之胶口设计：方法一

方法二

IMF胶口冲墨

胶道形式：隧道门 (tunnel gate) ?反面注射射击树脂从模型与可移动边和从背部分的面填补的固定边那里完成。 ?注浇系统和胶道系统必须被在这条分别线以外延长到模具的可移动的边，允许树脂一贯流到薄膜的背面边

。

胶道形式：腰果门 (cashew gate) ?当用IMD 技术使用热多样的系统或者直接的浇注系统时，反面顶出是合适的。 ?这个系统注射和顶出在模具的固定边上发生

。

胶道形式：胶道间接到胶口(indirect runner to gate approach) ?任何可能的情况下使用单一胶口致薄膜起皱的潜能减到最小。 ?保持胶口面(land)长度尽可能短。 ?一扇冲击的胶口能保证进来的流动避免乘喷射。 ?找到与胶道成直角的胶口使喷射减到最小

胶口形式：边缘胶口(Edge gate) ?薄膜延长越过促进始终如一的胶口区域流到薄膜正确的边。

胶口形式：快闪胶口(Flash gate) ?进胶口面平行进胶，面加大流动快，平均点热效应小，时间短，对于热冲击可改善。 ?去胶口面大，加工困难度较高是一缺点。

胶口形式：扇形胶口（Fan gate） ?扇形胶口可减少热效应，入胶口可随产品之尺寸适度修正大小，以符合外关质量。 ?一般侧面进胶均采用此种方式较多。胶口形式对冲墨(wash out)之影响

胶道形式：形状之差异越圆滑之胶道越不会产生模流打璇之情形，左侧四方型是较差的形状，右侧较佳，如下图

：

NISSHA IMD 形状检查手册－电话听筒窗口组织产品外围形状(Parting Line)－怎样确定外围分别线(PL)- <测定值

孔洞分别线(Hold Parting Line)- <测定值>

-槽沟形状- 当汽相沈积适用于槽沟，金属处理所引起很可能发生的微裂缝时。因此，0.2毫米的沟槽深度被建议。采用槽沟形式的以下的基本的数值。槽沟深度：0.2mm，槽沟离形角度：110度，槽沟R：0.15mm , 底部面对长度：0.5mm

IMF机构设计（一）

当沟槽（美工线）需要蒸镀时，将造成蒸镀层金属产生细微裂纹。因此, 沟槽深度建议0.2mm，沟槽斜度110°，沟槽R角为0.15mm，底面宽度为0.5mm，如图所示。 IMF机构设计（二）

如在沟槽内有孔设计，总深度可增加达0.35mm（原来0.2mm），沟槽剖面孔外径基准线沟槽深度0.2mm沟槽及孔纵剖面孔外径基准线薄膜转印面沟槽深度：最大0.2mm孔深度：0.15mm面位移0.15mm无孔设计之转印面有孔设计之转印面无孔设计的沟槽深度为0.2mm IMF机构设计（三）

1.若使用PMMA或ABS且墙厚不足1.2mm时，使用Pin Gate会产生冲墨问题。 2.如果设计墙厚不足1.2mm时，为防止冲墨问题发生，可另设计一直径φ4.0mm及高度0.15至0.3mm之圆顶为基底，再将浇口置于其上。此外，采用Pin Gate进浇方式一般将残留1.0mm（Max.）的料头。 3.浇道直径一般设计为φ1.2mm IMF机构设计（四）

IMF机构设计（五）

IMF产品厚度：均一厚度为佳，如此可避免缩水痕的产生，且最佳均一厚度建议为1.5mm。此外，必须注意不同塑料材质的平均厚度不得低于下列规范： PMMA&ABS：平均1.2mm PC&PC ABS：平均1.5mm IMF的其他形式

【单膜系统-第一面】油墨在外侧，薄膜在内侧，射出时与薄膜相贴合，如PC膜与PMMA塑料亦可贴合，只是贴合性较差些而已，但经过恒温恒湿(55℃,93%RH,96hr)是可以通过的。 NOKIA Vespa为一例

【单膜系统-第二面】

油墨在内;薄膜在外侧，射出时塑料与油墨相贴合，此时若使用PC薄膜，且使用PC系列油墨时，与PMMA接着不好时要加一道贴合胶当接口，否则会脱膜。如选择亲AC油墨相对要考虑到与PC之附着性是否良好，是否或有冲墨产生？ Sony Ericsson 2115为一例，如下图： Sony Ericsson T-100(2115)通讯手机LENS

Motorola (i95cl)通讯手机LENS

光宝通讯手机机壳含LENS

pre-forming injection 【双膜系统-第二面】

利用转印膜上面印刷IMD油墨，射出时第二薄膜当保护层，于射出时转印与射出一并完成。 SAGEM (my X5-2)为一例

干燥注意事项－射出前干燥薄膜印刷后具有溶剂调合油墨残留之溶剂(residual solvents)存在－当印刷过的薄膜加热后，残留溶剂会形成泡泡。－使用较大抗热性的NORIPHAN? HTR 系列油墨残留溶剂必须被移除。－残留溶剂(Residual solvents)具有的完成部品会造成抗气候测试或使用时损坏。