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3C产品对塑胶材质及表面处理的运用神算玄机

发布日期:2019-11-03 20:57   来源:未知   阅读:

  慧聪表面处理网讯:3C,即Communiction(通讯产品)、Computer(电脑)、Consumer(消费电子),泛指电脑、电话、平板、相机等消费电子产品。

  过去,由于技术的局限,3C产品设计厚重,色彩较为单一,主要是黑色和银色两种;材质多为塑料、橡胶。随着科技的发展和消费者个性化需求的提升,3C产品设计朝向轻薄化,色彩更加多样化,多彩、白色、黑色都有各自市场;材质的应用也更为广泛,包括塑料、金属、玻璃、木头、皮、硅胶、陶瓷等以及各种复合材料。

  过去的手机外壳外壳通常都是由上壳与下壳组成(部分结构复杂的机种还有中壳),理论上来说、上下壳的外形可以重合。早期的手机外壳壳体通常由工程塑料注塑成型,因为其具有良好的机械性能和耐高、低温性能,尺寸稳定性较好,并且重量轻、制造难度与成本相对较低,不会阻挡无线信号传输等优势。

  在这其中,聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)具有透明性极佳、常温耐冲击强度高、耐高温与高刚性的特性,应用范围最为广泛。早期的Apple iPod音乐播放器,iBook笔记本电脑外壳都使用了聚碳酸酯。

  而iphone的上市,苹果引领了金属机壳的潮流,金属材质一度为认为是“高档”的材料,塑胶成为“廉价”的代名词。

  其实,当一个材料被选择与组合时,设计师考虑的不单单是材料本身,还包括这个材料可搭配怎样的表面处理、呈现怎样的色泽。所以我们会用表面纹理、色彩、以及光泽等元素来描述一个材料的视觉特性,也就是CMF(Color,Material,Finishing)。举例来说,对于某个不锈钢我们可能会说它带有发丝纹路,并且呈现略为暗黄的金属光泽。

  由于材料的表面处理与色泽主导着它的视觉特性,因此若一种材料能够呈现独特的外观质感或是具有愈多表面处理与色泽变化的可能性,就会愈受到欢迎。

  材料之所以会有金属风格的精致高档感、像瓷器一样的有光泽的质感、玻璃一般的平滑,或塑料样的廉价感等“特色”,“与其说是材料本身的性质,其实更主要的原因在于加工方法”。所以,单单材质本身并不能判定产品和设计的高低优劣。

  三星Galaxy S和Galaxy Note系列,iPhone 5c,诺基亚自N9一直延续至Lumia系列的产品,以及最近上市的LG G3、小米4、一加手机,和即将上市的魅族MX4等也都采用了聚碳酸酯。

  

  比如下图的诺基亚Lumia 625,“纯度和无缝结合是这款产品的设计目标。”这个设计目标实现的方式就是通过材料和设计的选择结合。

  CMF设计师一开始就在为色彩的层次努力。聚碳酸酯(PC)的半透明外壳使内部的色彩层次放大,外观感觉是亚光效果。这种色彩分层效果,使其由内焕发神奇的感觉。

  而对于具体的表面处理工艺,其实是简单的已有工艺的组合,透明材质+喷漆,但生产起来有很多的现实问题需要一一解决,看似简单实施比较难。半透明产品(含色母)是通过正反两面(AB面)喷漆达到这种效果,模具A级面SPIA级,B级面则是普通VDI。

  “技术往往让人感觉冷酷,但我们想要做的东西是看起来和感觉上都是温暖的。“其色彩-材料-表面处理(CMF,Color-Material-Finish)团队称。

  同样,iPhone 5c的外壳也是采用硬化PC,但仍显得高档精致。表面像剥了壳的煮鸡蛋一样光滑,是通过考虑模具的研磨与成型方法,实现了完美无瑕的表面。通过静电涂装形成均匀的透明涂层。

  以注塑成型制造树脂产品时,各企业都有其解决之道。例如,精工爱普生通过反复研究如何制造像钢琴一样具有光泽的打印机,发现了表面形变的原因是注塑成型时树脂的乱流。于是,该公司采取了严格挑选材料、采用使树脂容易流动的肋板构造,以及考虑树脂的板厚等措施。不仅是精工爱普生,各公司都在努力消除树脂的廉价感,并积累了独特的技术经验。

  联想的高端智能手机VIBE X,也是从造型设计和触感出发来选择合适的材质。在联想设计师的眼里,优美且适宜的弧度仅仅是成就最佳手持握感的基础。

  他们认为手里把玩的东西,要有舒服的材质,而最舒服的材质就是要像自己衣服一样的材质。为了寻找这种感觉的材质,研发部门花费4-5个月时间,针对性的寻找了数千万张布料,最终选取了聚碳酸酯材质。

  为了表现这种类似织物效果的纹理,联想早在一年前就已经开始测试这种很细的咬花。即在塑料模具表面做非常细密的蚀刻咬花纹理,并保证纹理的整体一致性。这种工艺配合特殊配制的花纹+喷漆可以产生类似织物纹理的效果,也就是我们看到的具有金属织物效果的背壳,实现了用户在持握VIBEX时丝滑细腻的触感。采用这种表面处理,使手机表面不留指纹,且防滑性更安全。

  一加手机也是塑料材质的后盖,喷涂具有砂岩漆效果的涂料,形成具有仿真石材的外观和坚硬度。经过三次喷涂,创造了优异的物理特性。触感厚重,防滑性很好。

  Sony Ericsson K610i则是在塑料外壳上用PVD(Physical Vapor Deposition)搭配透明染料,创造彩色镜面效果。除了能够在曲面塑件上产生流动金属般的浮光掠影之外,利用半穿透的PVD制程迭上各种颜色的透明染料,则产生了略带金属反射效果的奇幻色泽。

  LGG3也是采用的塑料后壳,装饰薄膜印刷成为金属拉丝效果,并且加了耐刮擦(hard coating)涂层。

  小米4也采用了塑胶材质外壳,装饰薄膜印刷的纹理效果,通过模内转印(In Mould Release,IMR)的工艺实现,小米将其称为“光栅纹后盖”。

  塑料与金属作为3C产品的外壳应用,各有各的优势,但可以确定的是两种材料都在朝着对方的优点前进︰塑料经由各式强化材的加入与发泡射出技术的应用或是电镀制程,努力着提高刚性;藉由PVD或是其它电镀方式以得到防制EMI的能力。金属则利用Liquidmetal或是MIM这类的技术获得塑料般优良的成型性;透过印刷、蚀刻或是覆膜等处理强化其装饰性,并且将冲压板材结合埋入射出(Insert Molding)以整合塑料作为内部结构支撑。

  随着材料厂商的进步,薄膜可实现更多自然材质效果,如金属、布纹、皮革、大理石、竹子、碳纤维、木头等,同时赋予不同的功能性涂层,更可具有耐刮擦、防指纹、神算玄机。自我修复等自然材质不具备的特质。

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