CN101797789B - 一种形状自适应模内装饰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种形状自适应模内装饰的方法，包含以下生产步骤：①送料器输送装饰薄膜，②切割装饰薄膜，③旋转传送器基板，将切割后的装饰薄膜置于垂直位置，④用机械手将装饰薄膜传送到模具成型腔前，⑤用可控气流调整装饰薄膜的位置和形状，⑥压料框固定装饰薄膜，⑦加热薄膜，⑧合模后将装饰薄膜真空吸塑成型并预制注塑孔，⑨控制注塑机及外围设备开始注塑；在步骤③之后如需要，可将已经切割的装饰薄膜旋转90°以改变装饰薄膜图案的印刷方向；所说的装饰薄膜包括转印的装饰薄膜和模内转印薄膜；本发明的积极效果是：无需事先对薄膜进行预加工和处理，只需一道工序就可以生产出任意形状的带表面装饰的产品或零件，生产成本低、容易推广。

Description

一种形状自适应模内装饰的方法
【技术领域】
本发明涉及汽车和家电部件生产和加工技术领域，具体涉及到不受零件形状、外形角度和成型深度的限制，仅用一道工序即可生产出具有装饰性的产品或零件的一种形状自适应模内装饰的方法。
【背景技术】
模内装饰技术(英文名称为In-Mold Decoration，简称IMD)是目前国际上目前流行的产品(或零件)表面装饰技术。随着市场上轻、薄、短小的消费性电子产品的兴起及人们环保意识的增强，传统的塑料加工技术已无法满足现代社会对新产品的要求，模内装饰技术(IMD)便应运而生。
模内装饰技术(IMD)是指一种将印刷好的装饰薄膜制作成循环滚筒卷，传送到注塑机和注塑模具内，模具合模注塑后，装饰薄膜粘合在塑料产品上，从而仅用一道工序即能将带有表面装饰薄膜的产品生产出来的技术，它适合于家电、企业标识(LOGO)和商标铭牌以及汽车零件等产品或零件的生产，尤其适合于目前流行的各种手机的外壳以及各式仪表面板的生产。国际上诸多先进厂商都在研究、开发和应用这项技术。
但是，目前的模内装饰技术(IMD)在应用上还存在较大的限制，问题主要是在传送装饰薄膜以及模内装饰加工时要求被加工产品(或零件)的表面几乎是平面，并且对产品(或零件)外形的角度和成型深度有很大的限制，只能生产那些成形深度不大的产品。因此，目前很多形状复杂或者是成型深度较大的产品(或零件)是采用模内镶嵌技术(Insert Thermoforming-filmto Molding，简称INS)生产的，即：先将薄膜切割，预先成型并修剪，然后将已修剪成型的薄膜件放置到注塑模内注塑成型，生产出表面带装饰的产品或零件。这样的技术虽然可以生产出形状复杂，成形深度较大的产品，但由于需要对薄膜进行预处理，因此，增加了生产成本和生产周期。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模内装饰技术(IMD)，不受零件形状、外形角度和成型深度的限制，仅用一道工序即可生产出任何具有装饰的产品或零件。
一种形状自适应模内装饰的方法，其特征是，其生产步骤如下：
(1)送料器输送装饰薄膜，设有一个送料器，装饰薄膜置于传送器基板上，送料器夹紧装饰薄膜并将其传送设定至长度；
(2)切割装饰薄膜，利用薄膜切断装置，将装饰薄膜切割成所需使用的最小尺寸，以避免浪费(传统的方法没有此功能)；
(3)旋转传送器基板，将切割后的装饰薄膜置于垂直位置，由机械手抓取装饰薄膜并调整其位置与方向，旋转到设定的角度，使其图案、花纹满足产品设计的要求；
(4)用机械手将装饰薄膜传送到模具成型腔前，由安装在模具上的真空吸嘴吸附装饰薄膜，此后，机械手回复至初始位置；
(5)用可控气流调整装饰薄膜的位置和形状，利用可控的气流吹向吸附在模具型腔表面的装饰薄膜，使装饰薄膜与模具型腔更好地贴合，控制气流的喷嘴或安装在压料框上，或安装在模具动模上，或使用独立附件；
(6)压料框固定装饰薄膜，使用一个与型腔廓形相适合的压料框固定装饰薄膜并形成真空吸塑成型密封条件；
(7)加热装饰薄膜，采用配备有廓形与产品成型形状相似的加热装置，装配热风混流系统，控制装饰薄膜不同区域的加热温度，使装饰薄膜软化以满足装饰薄膜真空吸塑成型的条件；
(8)合模后将装饰薄膜真空吸塑成型并预制注塑孔，控制模内装饰模具的真空吸附，使已经预热的装饰薄膜在模具型腔内完成吸塑成型，并在装饰薄膜上预制一个注塑微孔，防止注塑时高速流动的塑料对装饰薄膜形成冲击，提高产品合格率；
(9)开始注塑，控制注塑机及其它外围设备，开始注塑。
在生产步骤(3)之后，如果需要的话，可将已经切割的装饰薄膜旋转90°以改变装饰薄膜图案的印刷方向。
在生产步骤(7)中，所说的加热装置由多个发热元件组成，每个加热元件的加热温度可分别设定。
本发明所说的装饰薄膜包括转印的装饰薄膜(TR)，即为根据油墨被印刷到塑料产品或零件上的情况采用连续印制的薄膜或是印有分开图案的薄膜进行装饰的薄膜；模内转印薄膜(IML)，即将所有的薄膜都作为一层“标签”附着在产品或零件上的薄膜，如同模内镶嵌技术(INS)加工产品的装饰薄膜。
本发明一种形状自适应模内装饰的方法的积极效果是：
(1)本发明首先切割装饰薄膜并把装饰薄膜传送到准确的位置，然后使用可调成型压料框将装饰薄膜紧贴在型腔的内壁上再加热薄膜，这些工序可以调整薄膜的位置与形状以符合生产零件的外形，从而克服了现有技术的缺陷。
(2)本发明的方法只需用一道工序就可以生产出任意形状的装饰产品或零件，大大节约了生产成本(需要指出的是，切割贴膜同样也可以减少装饰薄膜的浪费)。
(3)本发明生产带表面装饰的产品或零件时，无需事先对薄膜进行预加工和处理，可在注塑机内用装饰薄膜滚筒卷一次完成成型及注塑的工序，生产出任何形状的带表面装饰的产品或零件。
(4)本发明可应用于多种产品或零件的生产，使原来因成本过高而放弃此类装饰的产品或零件有了新的利用的可能。
【附图说明】
附图为本发明一种形状自适应模内装饰的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图解释本发明一种形状自适应模内装饰的方法的具体实施方式。
首先，将卷筒状的装饰薄置于传送器基板上，送料器夹紧装饰薄膜并将其传送设定长度。此类装饰薄膜一般可分为三层：(1)基材，一般为聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET，或聚碳酸酯，简称PC，或聚甲基丙烯酸甲酯，简称PMMA，基材选用的要求是，具有良好的成型及加工性能；(2)油墨层，为印刷材料，要求耐磨，耐高温，具有良好的调配及丝印作业工艺性能；(3)保护膜，或是一种特殊的粘合胶，或是聚乙烯(PE)，保护膜的要求是，具有良好的表面耐磨与耐化学性。目前生产此类装饰薄膜的代表厂商有日本的Nissha和德国的Kurz等。
第二、可根据不同产品的成型要求将装饰薄膜的抽取长度设置在工艺所需的最小长度进行切割；可使用加热后的刀片将装饰薄膜切割成设置的长度，从而节省薄膜的消耗量，降低生产成本。而传统的模内装饰技术(IMD)工艺没有此道步骤，在进行塑料注塑成型时，进入模具内的多余装饰薄膜都被浪费掉了。
第三、旋转传送器基板，将切割后的装饰薄膜置于垂直位置，由安装在机械手上的真空吸嘴抓取装饰薄膜并调整其位置与方向，旋转到设定的角度，使其图案、花纹满足产品设计的要求；
如果需要的话，可将切割后的装饰薄膜旋转90°以改变薄膜图案的印刷方向；
第四、用机械手将装饰薄膜传送到模具成型腔前。
第五、当薄膜被传送到预定位置后，通过模具上的真空吸嘴将装饰薄膜吸附在定模上覆盖产品注塑成型所需要的区域；并将机械手回复到初始位置。
第六、为了能生产出成型深度较大的产品，需要对装饰薄膜预先进行处理，使装饰薄膜更好地贴合在成型腔内：首先，利用可控气流吹向装饰薄膜，使装饰薄膜与模具型腔良好地贴合，控制气流的喷嘴可安装在压料框或模具动模上，也可使用独立附件；其次，使用压料框将装饰薄膜固定在模腔上，从而形成封闭腔，形成真空吸塑成型密封条件，便于真空成型。而传统的模内装饰技术(IMD)没有使用热空气预成型这一步骤，因此限制了其生产成型深度较深的带表面装饰的产品。
第七、装饰薄膜被固定后，通过可控的加热装置加热装饰薄膜，使装饰薄膜表面温度达到工艺温度，便于装饰薄膜真空吸塑成型；加热装置的廓形与产品的形状相似，加热装置由多个发热元件组成，控制不同的加热区域，每个加热元件的加热温度可分别设定，并装配有热风混流系统，从而能按照工艺要求加热装饰薄膜。
第八、装饰薄膜被加热到设定温度后在型腔内吸塑成型，即利用压料框将装饰薄膜固定在模具型腔上，与模具的型腔组成封闭腔体，当装饰薄膜加热至工艺温度后，利用真空快速抽取封闭腔体内的空气，从而使装饰薄膜与模具成型腔体紧密贴合。
由于注塑时高速流动的塑料对装饰薄膜有较大的冲击，因此，在模具动模上设置有注塑进料口预制孔，注塑前在装饰薄膜上预制有进料孔，从而能有效地提高产品合格率。
完成以上步骤后，控制系统将通知注塑机合模并开始注塑。
采用本发明方法的生产设备可与注塑机及其他外围设备实现通信与控制的联通。

Claims (1)

1.一种形状自适应模内装饰的方法，其特征在于，其生产步骤如下：
(1)送料器输送装饰薄膜，设有一个送料器，装饰薄膜置于传送器基板上，送料器夹紧装饰薄膜并将其传送设定至长度；
所说的装饰薄膜包括转印的装饰薄膜和模内转印薄膜；
(2)切割所述装饰薄膜，利用薄膜切断装置，将所述装饰薄膜切割成所需使用的最小尺寸，以避免浪费；
(3)旋转传送器基板，将切割后的装饰薄膜置于垂直位置，由机械手抓取装饰薄膜并调整其位置与方向，旋转到设定的角度，使其图案、花纹满足产品设计的要求；
如果需要的话，可将已经切割的装饰薄膜旋转90°以改变装饰薄膜图案的印刷方向；
(4)用机械手将装饰薄膜传送到模具成型腔前，由安装在模具上的真空吸嘴吸附装饰薄膜，此后，机械手回复至初始位置；
(5)用可控气流调整装饰薄膜的位置和形状，利用可控的气流吹向吸附在模具型腔表面的装饰薄膜，使装饰薄膜与模具型腔更好地贴合，控制气流的喷嘴或安装在压料框上或安装在模具动模上或使用独立附件；
(6)压料框固定装饰薄膜，使用一个与型腔廓形相适合的压料框固定装饰薄膜并形成真空吸塑成型密封条件；
(7)加热装饰薄膜，采用配备有廓形与产品成型形状相似的加热装置，装配热风混流系统，控制装饰薄膜不同区域的加热温度，使装饰薄膜软化以满足装饰薄膜真空吸塑成型的条件；
所说的加热装置由多个发热元件组成，每个加热元件的加热温度可分别设定；
(8)合模后装饰薄膜真空吸塑成型并预制注塑孔，控制模内装饰模具的真空吸附，使已经预热的装饰薄膜在模具型腔内完成吸塑成型，并在装饰薄膜上预制一个注塑微孔，防止注塑时高速流动的塑料对装饰薄膜形成冲击，提高产品合格率；
(9)开始注塑，控制注塑机及其它外围设备，开始注塑。
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