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三次元表面加饰TOM(Three dimension Overlay Method)工艺详细介绍

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发表于 2014-6-25 13:02:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

三次元表面加饰TOM(Three dimension Overlay Method)工艺

三次元表面加饰TOM(Three dimension Overlay Method)工艺


常见的塑胶产品装饰工艺包括:
模内装饰成型技术泛指透过模内工程的方法,在模具内置入装饰性材料(薄膜、布料或皮革…等),达到一次射出完成装饰塑件的目的,取代传统射出塑件的后工程,诸如喷涂、烫金、电镀等装饰技术。
模内装饰成型(IMD)
  • IMR:In Mold Roller
  • IMF:In Mold Form
  • IML:In Mold Labeling

模外装饰成型(OMD)
  • TOM:Three dimension Overlay Method
  • DecoForm, SkinForm by KraussMaffei

TOM(Three dimension Overlay Method),三次元表面加饰,属于模外装饰的范畴。是利用各种不同的热压成型工艺,气压、液压等各种方式来完成包覆,可运用在各种材质,不再局限于塑胶。
色彩的表现形式,用印刷的方法可以做到。触感的部分,台湾钰德开发了薄膜上微结构的材料,具有触感;Dow陶氏化学也有个ESO专利,可以把皮革的感觉做在塑胶上。但这都面临一个问题,就是注塑过程中的高温高压,原始材料和最后的成品出来会有很大的落差。TOM所要求的温度只需要将薄膜软化,比IMD低了100-200度;注塑过程中的压力可以达到每平方公分几百公斤,TOM则不需要这么高的压力,所以触感可以被更好地保存,摸起来更有真实感。

加饰前为塑料产品,加饰后成为木纹效果

碳纤效果

皮革效果

文字


应用范例

汽车部件

丰田86内饰

本田CR-Z油电混合动力车内饰


YAMAHA雅马哈摩托车侧盖和前盖


新干线的内部装饰


东丽所开发的布纹薄膜和电镀效果外观部件。


TOM有2种方式:
  • 一种是需要裁切的方式,也是目前做得最多的一种,运用无真空孔之真空成形(NGF成形)技术, 透过大气压或真空压,将涂有黏着剂之薄膜与加工对象紧密贴附。
  • 另一种是热转印的方式,把油墨层渗入或者通过背胶粘接到塑胶内,达到装饰的效果。步骤为:真空成型-UV光照-Film剥离成品。




TOM成型工艺的过程:放入产品和薄膜---->治具台面下降到最低位置---->上下厢抽真空、薄膜加热---->治具台面上升---->上厢通入正常大气压,下厢持续抽真空---->上厢加压---->上厢上升,同时下厢减压到正常大气压,取出产品---->整修

构造说明

触感薄膜的试制工法OSD,Tatsuta On-Demand Surface Design Development System,可按照客户所需求图纹进行开发。

花纹饰材是采用咬花印版的加工法

在塑料印版的表面上,直接用激光雕刻客户所需要的纹路来完成的工法

任何你希望模拟的材质,木头,纸,布,皮革,石头等等,都可以通过这种工法来模拟实现。
下图显示了皮草和木纹原稿,以及电磁模拟仿真效果,3D效果,以及通过OSD制程获得的仿真效果

下图以皮革为例,分别是原稿,增强触感,减少触感,以及几何形纹理的图示

塑件的几何设计

为了确保产品与装饰膜完全贴合,产品外观R角设计尽量避免锐角,尤其是内(凹)R角,会造成装饰膜与产品无法完全贴合,如左下图所示,因此在产品设计时需考虑R角与装饰膜的相对关系,如右下图所示。

装饰膜与R角的计算公式=(装饰膜厚度 X 1.2~1.5) = R角尺寸

范例:装饰膜厚度 0.2 mm ; ( 0.2 X 1.2~1.5 ) = R 0.24 ~ R 0.3


装饰膜防脱落设计:产品外观处为了避免装饰膜容易被人为因素剥落造成不良,如左下图所示。

建议产品尽量来做有内包设计来处理收边,如右下图所示。

装饰膜防脱落修边设计:

为确保修边的稳定性,尽可能采取右下角设计方法。

内包设计尺寸

美工线机构内包设计尺寸:为确保内包设计能够完全服贴产品,需考虑装饰膜与美工线宽度。

美工线宽度计算公式: W = 装饰膜厚度 X 5~6倍。

范例:装饰膜厚度 0.2mm ; 美工线宽度 W =0.2 X 5 = 1 mm
产品Mark设计
  • 字与字之间不要太密集,尽可能间隔1mm
  • 字体高度尽可能在 5mm 以上。
  • 字体尽可能选用一般字体或字体转折处要大于薄膜厚度2倍。
  • 塑件设计字体(凹、凸)深度公式: H =装饰膜厚度 X 2~3倍。

    范例:装饰膜厚度 0.2mm ; 塑件字体深度 W =0.2 X 2 = 0.4 mm


破孔设计:

一般尺寸:塑件破孔特征边长或直径大于 10mm 以上,(包含圆、方形或其他不同的几何型形状),其包覆状况如下。

破孔与装饰膜的计算公式:
S = 装饰膜拉深深度,A = 边长或直径,B = 塑件高度;
S = A / 2 ;当 S < B,容易造成装饰膜颜色会有变淡及破裂的现象。

范例:
1. ψA-1 19mm,B-1 6mm;
装饰膜拉深深度 S =19 / 2 = 9.5 mm;9.5 mm < 6mm,结果包覆良好。

2. ψA-2 17mm,B-2 13mm;
装饰膜拉深深度 S =17 / 2 = 8.5 mm;8.5 mm > 13mm,结果包覆不良。

关于TOM工艺的相关问题解答:

1、TOM用的膜有啥要求?和普通IML/IMD工艺的有什么区别?
TOM需要使用在加热点容易软化(成型性良好)伸展率需要250~300%。IML/IMD是使用PET二轴延伸薄膜,所以不能应用于TOM工艺。

2、当前TOM薄膜的资源主要在哪里?
3M、龙田化学、共和皮革、池尾工业、日本WAT、还有很多。

3、刚刚在场外展台看了样品,膜和基板贴合的不是很紧密,关于附着力,是有什么检测标准?
目前没有检测标准。如果在产品表面喷底漆可以增强附着力。


4、Tom成型后表明硬度达到多少,uv是一次照射成型还是二次固化?
UV硬化转印时,表面硬度可以达到2H。UV照射为1次。


5、膜的拉伸率一般再多少,工件成型温度是多少?
膜的延伸率为 250~300%、使用了热可塑性树脂使用温度为90~140℃。


6、透明层是什么材料?
PMMA、P.C、PVC、PET等。


7、目前tom 还只能用在一些薄板件上吧?最大三面包边深度多少?
一般经常使用0.1~0.5mm厚的薄膜,最大可以使用1.0mm。


8、薄膜拉伸的时候图案会变形吗?
薄膜延伸部分会变形,但是如果在印刷时就考虑到延伸,根据实际情况也可以解决。


9、TOM工艺膜片采购有起订量限制吗?成本与传统加饰工艺有多大差异?
如果厂家有库存时,1.0m2可以销售。一般的起订量为 2,000~3,000円/m2


10、是否可以把柔性触摸电路通过tom工艺,集成到三维曲面外观零件上?如现在某些厂家用imf 的方式,把触摸膜集成到三维曲面塑料件上。
触摸屏用薄膜一般为二轴延伸薄膜,所以无法使用到3次元成型加饰。


11、Tom最小的成型自然R角是多少?
凸状R在0.1mm也可以加饰、凹状角最少需要2.0R。

发表于 2014-11-19 11:34:43 | 显示全部楼层
寫的非常詳細,感謝樓主
发表于 2015-2-9 14:03:17 | 显示全部楼层
这么好的帖子 怎么回复这么少呢
发表于 2015-7-24 13:57:48 来自手机 | 显示全部楼层
说的不错我是搞热压成型在这一行做十一年了有没有要人的联系我电话18855403507
发表于 2017-3-4 10:30:31 | 显示全部楼层
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