工業設計：3C數碼產品常用的表面處理工藝（上）

3C數碼產品常用的

表面處理工藝

一、水轉印

Water Transfer Printing

水轉印

——是利用水的壓力和活化劑使水轉印載體薄膜上的剝離層溶解轉移，基本流程為：

1、膜的印刷：在高分子薄膜上印上各種不同圖案；

2、噴底漆：許多材質必須塗上一層附著劑，如金屬、陶瓷等，若要轉印不同的圖案，必須使用不同的底色，如木紋基本使用棕色、咖啡色、土黃色等，石紋基本使用白色等；

3、膜的延展：讓膜在水面上平放，並待膜伸展平整；

4、活化：以特殊溶劑（活化劑）使轉印膜的圖案活化成油墨狀態；

5、轉印：利用水壓將經活化後的圖案印於被印物上；

6、水洗：將被印工件殘留的雜質用水洗淨；

7、烘乾：將被印工件烘乾，溫度要視素材的素性與熔點而定；

8、噴面漆：噴上透明保護漆保護被印物體表面；

9、烘乾：將噴完面漆的物體表面乾燥。

水轉印技術有兩類，一種是水標轉印技術，另一種是水披覆轉印技術，前者主要完成文字和寫真圖案的轉印，後者則傾向於在整個產品表面進行完整轉印。披覆轉印技術（Cubic Transfer）使用一種容易溶解於水中的水性薄膜來承載圖文。由於水披覆薄膜張力極佳，很容易纏繞於產品表面形成圖文層，產品表面就像噴漆一樣得到截 然不同的外觀。披覆轉印技術可將彩色圖紋披覆在任何形狀之工件上，為生產商解決立體產品印刷的問題。曲面披覆亦能在產品表面加上不同紋路，如皮紋、木紋、 翡翠紋及雲石紋等，同時亦可避免一般板面印花中常現的虛位。且在印刷流程中，由於產品表面不需與印刷膜接觸，可避免損害產品表面及其完整性。

二、金屬拉絲

Bench drawing metal

鋁合金的表面拉絲工藝

：拉絲可根據裝飾需要，製成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。

直紋拉絲

是指在鋁板表面用機械磨擦的方法加工出直線紋路。它具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續絲紋和斷續絲紋 兩種。連續絲紋可用百潔布或不鏽鋼刷透過對鋁板表面進行連續水平直線磨擦（如在有裝置的條件下手工技磨或用刨床夾住鋼絲刷在鋁板上磨刷）獲取。改變不鏽鋼 刷的鋼絲直徑，可獲得不同粗細的紋路。斷續絲紋一般在刷光機或擦紋機上加工製得。製取原理：採用兩組同向旋轉的差動輪，上組為快速旋轉的磨輥，下組為慢速 轉動的膠輥，鋁或鋁合金板從兩組輥輪中經過，被刷出細膩的斷續直紋。

亂紋拉絲

是在高速運轉的銅絲刷下，使鋁板前後左右移動磨擦所獲得的一種無規則、無明顯紋路的亞光絲紋。這種加工，對鋁或鋁合金板的表面要求較高。

波紋一般在刷光機或擦紋機上製取。利用上組磨輥的軸向運動，在鋁或鋁合金板表面磨刷，得出波浪式紋路。

旋紋也稱旋光，是採用圓柱狀毛氈或研石尼龍輪裝在鑽床上，用煤油調和拋光油膏，對鋁或鋁合金板表面進行旋轉拋磨所獲取的一種絲紋。它多用於圓形標牌和小型裝飾性錶盤的裝飾性加工。

螺紋是用一臺在軸上裝有圓形毛氈的小電機，將其固定在桌面上，與桌子邊沿成60度左右的角度，另外做一個裝有固定鋁板壓茶的拖板，在拖板上貼一條邊沿齊直的聚酯薄膜用來限制螺紋競度。利用毛氈的旋轉與拖板的直線移動，在鋁板表面旋擦出寬度一致的螺紋紋路。

三、陽極氧化

Andiozing

作為輕金屬的鋁及其類別合金，在工業設計中已經越來越普遍。MP3播放器、DSC、手機、NB、甚至桌面電腦等，均可見輕金屬身影（鎂合金與鋁合金為主 流），NB採用鎂合金比例（含內外構件）更已超過50%，蘋果（Apple）的MP3播放器、桌面電腦與Sony的DSC，甚至大量採用鋁合金材料。

鋁合金的氧化著色是小型機電產品常用的一種表面處理工藝，其作用主要是增強產品表面的抗蝕能力（如發黑、發藍）和使產品具有裝飾效果（如均勻一致的各種顏色）。

氧化著色效果與鋁合金的材料成分和工藝引數有關。鋁合金表面氧化著色後通常還有後續處理工藝，使整個產品更具美觀性。另外還有一點，著色並非是氧化的後處理，是在氧化的同時進行的。

常用的有下面幾種氧化著色處理方法：

1、著色陽極氧化膜鋁的陽極氧化膜，靠吸附染料而著色。

2、自發色陽極氧化膜這種陽極氧化膜是某種特定鋁材在某種合適的電解液（通常以有機酸為基）中在電解作用下，由合金本身自發地生成一種帶色的陽極氧化膜。

3、電解著色陽極氧化膜的著色，透過氧化膜的空隙被金屬或金屬氧化物電沉積而著色。

四、電解拋光

Electrolytic Polishing

電解拋光

：通以電化學轉化的方法，除去工件表面上的細微毛刺和光亮度增大的效果。電解拋光可適合所有不鏽鋼材質，拋光效率高，質量好，數分鐘內可丟擲高光澤。內外色澤一致，光澤持久，機械拋光無法拋到的凹處也可整平。增加工件表面抗腐蝕性。

電解拋光工藝過程：除油——水洗——除鏽——水洗——電解拋光——水洗——中和——水洗——鈍化——包裝

電解拋光工藝原理主要為：工件上脫離的金屬離子與拋光液中的磷酸形成一層磷酸鹽膜吸附在工件表面，這種黏膜在凸起處較薄，凹處較厚，因凸起處電流密度高而溶解快，隨黏膜流動，凹凸不斷變化，粗糙表面逐漸被整平的過程。

工件作為陽極接直流電源的正極。用鉛﹑不鏽鋼等耐電解液腐蝕的導電材料作為陰極﹐接直流電源的負極。兩者相距一定距離浸入電解液（一般以硫酸﹑磷酸為基本成分）中﹐在一定溫度﹑電壓和電流密度（一般低於1安/釐米2 ）下﹐通電一定時間（一般為幾十秒到幾分）﹐工件表面上的微小凸起部分便首先溶解﹐而逐漸變成平滑光亮的表面。

五、電鍍工藝

Plating

電鍍工藝

：電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，透過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。鍍層效能不同於基體金屬，具有新的特徵。根據鍍層的功能分為防護性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

電鍍工藝過程：一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍後處理三個階段。對電鍍層的要求：

1、 鍍層與基體金屬﹑鍍層與鍍層之間，應有良好的結合力。

2、鍍層應結晶細緻﹑平整﹑厚度均勻。

3、 鍍層應具有規定的厚定和儘可能少的孔隙。

4、鍍層應具有規定的各項指標，如光亮度﹑硬度﹑導電性等。

六、鍍鎳

NIckle electroplating

鎳是銀白色微黃的金屬，具有鐵磁性，密度8。9/g。cm-2，熔點為14530C。金屬鎳易溶於稀硝酸，難溶於鹽酸和硫酸，在硝酸中處於鈍化狀態。在空氣中鎳與氧作用，表面迅速生成一極薄的鈍化膜，能抵抗大氣，鹼和一些酸的腐蝕。鎳與強鹼不發生作用。

鎳的標準電極電位為-0。25V，鍍鎳的應用很廣，可分為防護裝飾性和功能性兩方面。如下圖中的散熱器（外觀色澤黑或黑中帶黃）

七、鍍鉻

Chromium electroplating

鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬。電極電位雖位很負，但它有很強的鈍化效能，大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質，所以鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。鉻層在大氣中很穩定，能長期保持其光澤，在鹼﹑硝酸﹑硫化物﹑碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中非常穩定，但可溶於鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。

鉻層硬度高，耐磨性好，反光能力強，有較好的耐熱性。在500OC以下光澤和硬度均無明顯變化；溫度大於500OC開始氧化變色；大於700OC才開始變軟。由於鍍鉻層的優良效能，廣泛用作防護一裝飾鍍層體系的外表層和機能鍍層。

其它電鍍

鍍銅

：鍍銅層呈粉紅色，質柔軟，具有良好的延展性﹑導電性和導熱性，易於拋光，經適當的化學處理可得古銅色﹑銅綠色﹑黑色和本色等裝飾色彩。鍍銅易在空氣中失去光澤，與三氧化碳或氯化物作用，表面生成一層鹼式碳酸銅或氯化銅膜層，受到硫化物的作用會生成棕色或黑色硫化銅，因此，做為裝飾性的鍍銅層需在表面塗覆有機覆蓋層。

鍍鎘

：鎘是銀白色有光澤的軟質金屬，其硬度比錫硬，比鋅軟，可塑性好，易於鍛造和輾壓。鎘的化學性質與鋅相似，但不溶解於鹼液中，溶於硝酸和硝酸銨中，在稀硫酸和稀鹽酸中溶解很慢。鎘的蒸氣和可溶性鎘鹽都有毒，必須嚴格防止鎘的汙染。因為鎘汙染後的危害很大，價格昂貴，所以通常採用鍍鋅層或合金鍍層來取 代鍍鎘層。目前國內生產中應用較多的鍍鎘溶液型別有：氨羧絡合物鍍鎘﹑酸性硫酸鹽鍍鎘和氰化物鍍鎘。此外還有焦磷酸鹽鍍鎘﹑鹼性三乙醇胺鍍鎘和HEDP鍍 鎘等。

鍍錫

：錫具有銀白色的外觀，原子量為118。7，密度為7。3g/cm3，熔點為2320C，原子價為二價和四價，故電化當量分別為2。12g/A。h 和1。107g/A。h。錫具有抗腐蝕﹑無毒﹑易鐵焊﹑柔軟和延展性好等優點。錫鍍層有如下特點和用途：1，化學穩定性高；2，在電化序中錫的標準電位紕 鐵正，對鋼鐵來說是陰極性鍍層，只有在鍍層無孔隙時才能有效地保護基體；3，錫導電性好，易焊；4，錫從-130C起結晶開始開始發生變異，到-300C 將完全轉變為一種晶型的同素異構體，俗稱”錫瘟”，此時已完全失去錫的性質；5，錫同鋅﹑鎘鍍層一樣，在高溫﹑潮溼和密閉條件下能長成晶須，稱為長毛；6，鍍錫後在2320C以上的熱油中重溶處理，可獲得有光澤的花紋錫層，可作日用品的裝飾鍍層。

電鍍單金屬方面還有鍍鉛﹑鍍鐵﹑鍍銀﹑鍍金等。電鍍合金方面有：電鍍銅基合金，電鍍鋅基合金、電鍍鎘基﹑銦基合金、電鍍鉛基﹑錫基合金、電鍍鎳基﹑鈷基合金、電鍍鈀鎳合金等。複合電鍍方面有：鎳基複合電鍍，鋅基複合電鍍，銀基複合電鍍，金剛石鑲嵌複合電鍍。

八、表面噴塗（塑膠件）

Spary

構成塗料的四大要素包括：

1、樹脂（Resin）；

2、顏料（Pigment）；

3、溶劑（Solvent）；

4、其他新增劑（Additive）。

塗料乾燥的種類有如下幾種：

1、揮發乾燥（利用稀釋劑蒸發乾燥）；

2、融合乾燥（分子與分子因揮發耐相聚合）；3．氧化乾燥（不飽和脂肪酸與空氣中氧結合）；4．利用架橋反應而乾燥 （利用架橋劑即所謂硬化劑形成架橋而硬化）；5．紫外線硬化（不飽和聚脂類加入劑後由紫外線波長300-400mn照射後分子聚合而硬化）。

UV工藝介紹：UV塗料可透過浸塗、淋塗、漆塗、旋塗，甚至真空塗等方法塗布後，再經紫外線光子照射而固化成膜。與一般的溶劑型塗料相比，UV塗料的特點如下：

1、固化速度快；

2、常溫固化；

3、節約能源；

4、節省佔地面積；

5、不汙染環境；

6、提升產品效能。

九、移印

Pad printing

移印指的是

——承印物為不規則的異形表面（如儀器、電氣零件、玩具等），使用銅或鋼凹版，經由矽橡膠鑄成半球面形的移印頭，以此壓向版面將油墨轉印至承印物上完成轉移印刷的方式。

移印工藝是80年代傳到中國的特種印刷技術，由於其在小面積、凹凸面的產品上面進行印刷具有非常明顯的優勢，彌補了網版印刷工藝的不足。90年代初期，隨著中國市場 的進一步開放，大批以電子、塑膠、禮品、玩具等傳統產業為主體的外資企業相繼進入中國市場，移印技術和網版印刷技術作為主要的裝飾方式更是得到超常的發 展，據不完全統計，移印技術和網版印刷技術在上述行業的應用分別達到27%、64%、51%、66%。

移印機適用行業：

塑膠業、玩具業、玻璃業、金屬業、電子業、體育用品、文具業、光學業、IC封裝業等。

移印機適用範圍：

尺、筆、球形物、洋娃娃眼睛、手錶、照相機、吹風機之外殼、陶磁、醫藥器具、球拍、錄音帶、電子零件、IC、CPU、DRAM、計算機外殼、按鍵、裝飾標誌、大哥大機殼等印刷。

從總體來說，移印工藝的技術含量不高，在發達國家生產成本居高不下的情況下要想繼續發展是很困難的，所以移印產業向中國這樣的低勞動力成本的發展中國家轉移是必然的趨勢，目前，國外除了還製造自動化程度高的移印生產線的少數幾家企業，大部分企業將生產基地搬到了中國。