CN113334982A - 一种拉丝纹理制作工艺及拉丝纹理产品的喷涂方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种拉丝纹理制作工艺及拉丝纹理产品的喷涂方法，包括：建立模具的数据模型；将数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕蚀区域，并确定坐标系；再将雕蚀区域划分多个雕刻点，并确定雕刻密度；校正每个雕刻点对应的法线，并记录法线的坐标；以此获取所有雕刻点的雕刻角度和雕刻密度，以形成第一数据；将第一数据与雕刻设备自动生成雕刻参数进行优化处理，最终形成最佳的雕刻方案，对模具的型腔进行雕刻。使雕刻设备发出的激光与每个雕刻点的法线同轴重合，保证在雕刻时，雕刻设备发出的激光始终垂直于曲面，避免曲率变化所带来的对雕刻纹理的宽度和深度的影响，以此获得高质量的纹理特征，和表面质量优良的合格产品。
Description
技术领域
本申请涉及塑胶产品的表面装饰领域，特别涉及一种拉丝纹理制作工艺及拉丝纹理产品的喷涂方法。
背景技术
目前大部分塑胶装饰件采用表面皮纹工艺，档次感不高，无法满足市场需求，根据市场调研，消费者非常青睐具有金属感的产品，表面皮纹工艺塑胶装饰件不具备金属产品金属拉丝效果，表面光泽度也较差；为满足消费者需求及产品定位，结合相关技术及成本策略，需开发一种性价比高的仿金属拉丝的塑胶产品表面装饰工艺技术。
在一些相关技术中，塑胶件表面实现金属拉丝效果一般采用膜内转印技术及真铝注塑装饰技术，由于其成本较高，转而采用一次性投入的激光雕蚀拉丝技术，具体为：激光对模具的型腔进行雕饰形成对应的拉丝纹理，然后向模具内注塑，以使注塑形成的产品表面具有拉丝纹理效果，再通过喷涂色漆烘干后形成颜色层，但是存在以下问题：
(1)在利用激光对模具的型腔进行雕饰形成对应的拉丝纹理时，由于一些模具的型腔大致为曲面，由于曲面上的曲率的变化，易导致形成拉丝纹理与设计存在偏差，导致在后续注塑形成的产品表面的拉丝纹理效果不佳。
(2)注塑形成的产品的颜色层，在长时间的使用过程中，颜色层易脱落或者易被划伤，进而影响产品拉丝效果。
发明内容
本申请实施例提供一种拉丝纹理产品的喷涂工艺及拉丝纹理制作工艺，以解决相关技术中在对曲面的模具的型腔进行激光雕刻时，形成拉丝纹理与设计存在偏差的问题。
第一方面，一种拉丝纹理制作工艺，其包括以下步骤：
建立模具的数据模型；
将所述数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕刻区域，并确定坐标系；
将所述雕刻区域划分多个雕刻点，并确定雕刻区域的雕刻密度；
校正每个所述雕刻点对应的法线，并记录所述法线的坐标；
根据所述法线的坐标确定该法线对应的雕刻点的雕刻角度，获取所有雕刻点的雕刻角度和雕刻区域的雕刻密度，以形成第一数据；
将所述第一数据与雕刻设备的雕刻参数共同作为雕刻方案，对模具的型腔进行雕刻。
一些实施例中，对模具的型腔进行雕刻之前，还包括模拟雕刻步骤，所述模拟雕刻步骤包括：
根据所述雕刻方案，对所述数据模型进行雕刻，得到模拟结果；
若所述模拟结果达到纹理效果，则执行对模具的型腔进行雕刻的步骤；
否则，则调整所述雕刻参数和第一数据，并返回至根据所述雕刻方案，对所述数据模型进行雕刻，得到模拟结果的步骤。
一些实施例中，在模拟雕刻步骤之后，对模具的型腔进行雕刻之前，还包括激光能量测试，激光能量测试包括以下步骤：
确定所述模具的雕刻曲面以及非雕刻区域；
对所述模具的非雕刻区域进行激光雕刻，并根据雕刻形成的深度，获得模具的软硬度；
根据所述软硬度调整所述雕刻设备的激光功率，并将激光功率归入所述雕刻参数中。
一些实施例中，建立模具的数据模型包括以下步骤：
利用逆向工程件建立零件对应所述模具的数据模型；
将所述数据模型与实际的模具进行偏差分析，进行优化得到最终的数据模型。
一些实施例中，所述雕刻参数包括：雕刻面积、纹理深度和雕刻设备的雕刻速度。
第二方面，提供了一种拉丝纹理产品的喷涂方法，包括以下步骤：
按照拉丝纹理制作工艺形成带有纹理的模具；
利用带有纹理的所述模具，进行注塑形成带有纹理的产品；
对所述产品进行预处理，去除产品表面的异物杂质；
在所述产品表面进行二次喷涂颜色层和硬化树脂层；
将所述颜色层和硬化树脂层闪干，并进行烘烤。
一些实施例中，进行二次喷涂所述颜色层的喷涂间隔不少于2min闪干，进行二次喷涂的硬化树脂层不少于2min闪干，所述颜色层与硬化树脂层喷涂间隔不少于6min闪干。
一些实施例中，所述颜色层的喷涂厚度≤5um，所述硬化树脂层喷涂厚度≥30um。
一些实施例中，所述颜色层包括第一树脂、第一颜料、第一助剂、填料、固化剂和溶剂；所述硬化树脂层包括第二树脂、第二颜料和助剂。
一些实施例中，在所述产品表面进行二次喷涂颜色层和硬化树脂层的过程中，喷涂环境为相对湿度不超过85％，温度在15-35℃内。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种拉丝纹理制作工艺，由于建立模具的数据模型和对应的坐标系，将数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕刻区域，将雕刻区域划分为多个雕刻点，记录每个雕刻点的法线的坐标，根据法线的坐标确定该法线对应的雕刻点的雕刻角度，获取所有雕刻点的雕刻角度和对应雕刻区域的雕刻密度，并记录形成第一数据，使雕刻设备发出的激光与法线同轴重合，保证在雕刻时，雕刻设备发出的激光始终垂直于曲面，避免其受到曲面上的曲率的变化影响，导致形成的纹理的宽度和深度与设计存在变差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为没有调整雕刻角度时进行雕刻曲面的状态；
图2为本申请实施例提供的正确角度雕刻曲面时与没有调整雕刻角度形成的纹理对比图；
图3为本申请实施例提供的调整雕刻角度后进行雕刻曲面的状态。
图中：1、模具；2、第一深度；3、第二深度；4、激光。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种拉丝纹理制作工艺，以解决相关技术中在对曲面的模具的型腔进行激光雕刻时，形成拉丝纹理与设计存在偏差的问题。
请参阅图1-图3，根据多次的实验，发明人发现在利用激光雕刻设备对模具1的型腔的曲面进行雕刻时，造成形成的拉丝纹理与设计要达到的纹理效果，与曲线的曲率变化有关，其曲线的曲率变化为何会造成该影响，具体的原因如下：
第一，如图1所示，A区域为平面的区域，B区域为曲面的区域，多束激光4均匀间隔，并向A、B两区域进行雕刻，由于曲线的曲率变化，从图中可明显得出，多束激光4在模具1上雕刻时，原本均匀间隔的激光4在A、B两区域进行雕刻出来的纹理的间隔不同，即宽度不同，尤其在B区域中，雕刻出来的纹理的间隔不断变化。
第二、如图2所示，若激光4在同一材质的模具上，采用同一功率进行雕刻时，产生的纹理的深度应该是一致的，即在平面和曲面上的深度应该是图中所标记的第一深度2，而在曲面上形成的深度如图中所标记的第二深度3，曲面上形成的深度，随曲率不断的变化。
从以上两点得出曲率变化对雕刻纹理的宽度和深度均有影响，因此与设计存在偏差。
故而，提出了一种拉丝纹理制作工艺，包括以下步骤：
建立模具1的数据模型，数据模型为模具1的3D数据模型；
将数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕刻区域，并确定坐标系；
将雕刻区域划分多个雕刻点，并确定雕刻区域的雕刻密度，即雕刻点的数量和排布的方式，雕刻点与雕刻点之间的距离；
校正每个雕刻点对应的法线，并记录法线的坐标；
根据法线的坐标确定该法线对应的雕刻点的雕刻角度，获取所有雕刻点的雕刻角度，以及雕刻区域的雕刻密度，以形成第一数据；
将第一数据与雕刻设备的雕刻参数共同作为雕刻方案，对模具1的型腔进行雕刻。
通过以上的步骤，由于建立模具1的数据模型和对应的坐标系，将数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕刻区域，将雕刻区域划分为多个雕刻点，记录每个雕刻点的法线的坐标，根据法线的坐标确定该法线对应的雕刻点的雕刻角度，获取所有雕刻点的雕刻角度和对应雕刻区域的雕刻密度，并记录形成第一数据，使雕刻设备发出的激光与法线同轴重合，保证在雕刻时，雕刻设备发出的激光始终垂直于曲面，避免其受到曲面上的曲率的变化影响，导致形成的纹理的宽度和深度与设计存在变差的问题。
如图3所示为通过以上步骤进行的激光4在雕刻时的状态，使在利用雕刻设备进行雕刻时，根据不同的曲面结合不同的曲面对应的第一数据进行调整雕刻角度，始终与曲面的法线重合，避免曲率变化所带来的对雕刻纹理的宽度和深度的影响，从避免使用偏差的纹理模具，拉伤零件表面。
应当理解的是，这一种方式不仅可以适用具有曲面的模具，对于具有平面的模具也适用。
在一些优选的实施例中，为保证雕刻出来的纹理效果没有偏差，对模具1的型腔进行雕刻之前，还包括模拟雕刻步骤，模拟雕刻步骤包括：
根据雕刻方案，对数据模型进行雕刻，得到模拟结果；
若模拟结果达到纹理效果，则执行对模具1的型腔进行雕刻的步骤；
否则，则调整雕刻参数和第一数据，并返回至根据雕刻方案，对数据模型进行雕刻，得到模拟结果的步骤。
通过这一步骤，是在实际的雕刻之前利用数据进模拟，调整雕刻参数和第一数据，以达到最为理想的效果，以此获得高质量的纹理特征，和表面质量优良的合格产品。雕刻参数包括：雕刻面积、纹理深度和雕刻设备的雕刻速度等。
在一些优选的实施例中，雕刻的深度还与模具的软硬度和雕刻设备产生的激光的功率有关，因此进行了以下的设置：
确定所述模具1的雕刻曲面以及非雕刻区域，非雕刻区域为除去要进行雕刻的部分，雕刻的部分包括曲面和平面；
对所述模具1的非雕刻区域进行激光雕刻，并根据雕刻形成的深度，获得模具1的软硬度；
根据所述软硬度调整所述雕刻设备的激光功率，并将激光功率归入所述雕刻参数中。激光功率作为雕刻参数的一种，更加保证了雕刻的准确性。
在一些优选的实施中，建立模具1的数据模型包括以下步骤：
利用逆向工程件建立零件对应模具1的数据模型，及3D数据模型；
将3D数据模型与实际的模具进行偏差分析，进行优化得到最终的数据模型，即3D数据模型与实际的模具相同，差别保证在一定范围内。这一操作在相关技术中，已经相当成熟，可参照进行。
还提出了一种拉丝纹理产品的喷涂方法，包括以下步骤：
按照上述的拉丝纹理制作工艺形成带有纹理的模具1；
利用带有纹理的模具1，进行注塑形成带有纹理的产品；
对产品进行预处理，去除产品表面的异物杂质，由于表面必须保持干净，不得有电解质、粉尘、油脂等影响涂料附着力的杂质，会影响颜色层的附着。
在产品表面进行二次喷涂颜色层和硬化树脂层；
将颜色层和硬化树脂层闪干，并进行烘烤。
通过在硬化树脂层即面漆的设置，使产品具有具有抗划伤性、光泽硬度、透明度、手感、耐老化性能、耐黄变性能等，面漆的质量是直接影响整个漆膜的质量。所述颜色层包括第一树脂、第一颜料、第一助剂、填料、固化剂和溶剂；所述硬化树脂层包括第二树脂、第二颜料和助剂，第二树脂和第一树脂均为氟碳树脂，第二颜料和第一颜料均为超耐候颜料。
进一步的，进行二次喷涂颜色层的喷涂间隔不少于2min闪干，进行二次喷涂的硬化树脂层不少于2min闪干，颜色层与硬化树脂层喷涂间隔不少于6min闪干。其避免颜色层和硬化树脂层起泡。
进一步的，由于颜色层太厚影响拉丝效果，硬化树脂层喷涂厚度太薄光泽度，耐刮擦不好，因此颜色层的喷涂厚度≤5um，硬化树脂层喷涂厚度≥30um。其中由于采用激光雕工艺，拉丝纹深度在30-50um，零件表面有足够的粗糙度，保证颜色层油漆在产品上的附着力，例如ABS材料，相比较电晕和火焰处理以及打磨得出的纹理效果，附着力更强。
进一步的，颜色层和硬化树脂层先进行80℃低温烘烤20-30min，然后再120℃下高温烘烤8-12min。
进一步的，1.喷涂环境：避免高温、高湿等不良环境，相对湿度不超过85％，温度保证在15-35℃，保证了形成的硬化树脂层的效果。
以上进行雕刻的雕刻设备采用DMG-65型5轴激光雕刻机对零件进行3D雕蚀，满足在曲面不同区域采用不同的纹理深度，保证零件具有光顺、顺畅的拉丝纹效果。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种拉丝纹理制作工艺，其特征在于，其包括以下步骤：
建立模具(1)的数据模型；
将所述数据模型划分为若干具有类似表面形状的雕刻区域，并确定坐标系；
将所述雕刻区域划分多个雕刻点，并确定雕刻区域的雕刻密度；
校正每个所述雕刻点对应的法线，并记录所述法线的坐标；
根据所述法线的坐标确定该法线对应的雕刻点的雕刻角度，获取所有雕刻点的雕刻角度和雕刻区域的雕刻密度，以形成第一数据；
将所述第一数据与雕刻设备的雕刻参数共同作为雕刻方案，对模具(1)的型腔进行雕刻。
2.如权利要求1所述的拉丝纹理制作工艺，其特征在于，对模具(1)的型腔进行雕刻之前，还包括模拟雕刻步骤，所述模拟雕刻步骤包括：
根据所述雕刻方案，对所述数据模型进行雕刻，得到模拟结果；
若所述模拟结果达到纹理效果，则执行对模具(1)的型腔进行雕刻的步骤；
否则，则调整所述雕刻参数和第一数据，并返回至根据所述雕刻方案，对所述数据模型进行雕刻，得到模拟结果的步骤。
3.如权利要求2所述的拉丝纹理制作工艺，其特征在于，在模拟雕刻步骤之后，对模具(1)的型腔进行雕刻之前，还包括激光能量测试，激光能量测试包括以下步骤：
确定所述模具(1)的雕刻曲面以及非雕刻区域；
对所述模具(1)的非雕刻区域进行激光雕刻，并根据雕刻形成的深度，获得模具(1)的软硬度；
根据所述软硬度调整所述雕刻设备的激光功率，并将激光功率归入所述雕刻参数中。
4.如权利要求1所述的拉丝纹理制作工艺，其特征在于，建立模具(1)的数据模型包括以下步骤：
利用逆向工程件建立零件对应所述模具(1)的数据模型；
将所述数据模型与实际的模具进行偏差分析，进行优化得到最终的数据模型。
5.如权利要求1所述的拉丝纹理制作工艺，其特征在于，所述雕刻参数包括：雕刻面积、纹理深度和雕刻设备的雕刻速度。
6.一种拉丝纹理产品的喷涂方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照如权利要求1所述的拉丝纹理制作工艺形成带有纹理的模具(1)；
利用带有纹理的所述模具(1)，进行注塑形成带有纹理的产品；
对所述产品进行预处理，去除产品表面的异物杂质；
在所述产品表面进行二次喷涂颜色层和硬化树脂层；
将所述颜色层和硬化树脂层闪干，并进行烘烤。
7.如权利要求6所述的拉丝纹理产品的喷涂方法，其特征在于：
进行二次喷涂所述颜色层的喷涂间隔不少于2min闪干，进行二次喷涂的硬化树脂层不少于2min闪干，所述颜色层与硬化树脂层喷涂间隔不少于6min闪干。
8.如权利要求6所述的拉丝纹理产品的喷涂方法，其特征在于：
所述颜色层的喷涂厚度≤5um，所述硬化树脂层喷涂厚度≥30um。
9.如权利要求6所述的拉丝纹理产品的喷涂方法，其特征在于：
所述颜色层包括第一树脂、第一颜料、第一助剂、填料、固化剂和溶剂；所述硬化树脂层包括第二树脂、第二颜料和助剂。
10.如权利要求6所述的拉丝纹理产品的喷涂方法，其特征在于：
在所述产品表面进行二次喷涂颜色层和硬化树脂层的过程中，喷涂环境为相对湿度不超过85％，温度在15-35℃内。
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