工业设计中常用产品表面处理工艺

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。工业设计的关键在于激发消费者的购买决策。在消费者看到商品的最初几秒钟以内，大多数的信息是视觉信息，而视觉信息中最直观的就是色彩信息。色彩可以决定一项设计成功与否：人们可能仅仅会因为一辆保时捷糟糕的颜色而放弃购买它，不管它的质量、性能、名气和工业水平有多高。当一种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，也就是表面处理工艺。 杭州工业设计公司

工业设计当中，常见表面处理工艺有：

表面立体印刷（水转印）Water Transfer Printing

水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为：

1．膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案；

2．喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等；

3．膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整；

4．活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态；

5．转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上；

6．水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净；

7．烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定；

8．喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面；

9．烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。{杭州工业设计公司}

水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印 技术(Cubic Transfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截 然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、 翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。

金属拉丝 Bench drawing metal

铝合金的表面拉丝工艺：

拉丝可根据装饰需要，制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹 两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢 刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。

乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。

波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。

旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。

螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

阳极氧化 Andiozing

作为轻金属的铝及其类别合金，在工业设计中已经越来越普遍。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。

铝合金的氧化着色是小型机电产品常用的一种表面处理工艺，其作用主要是增强产品表面的抗蚀能力（如发黑、发蓝）和使产品具有装饰效果（如均匀一致的各种颜色）。

氧化着色效果与铝合金的材料成分和工艺参数有关。

铝合金表面氧化着色后通常还有后续处理工艺，使整个产品更具美观性。另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的。

常用的有下面几种氧化着色处理方法：

（1）着色阳极氧化膜铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。

（2）自发色阳极氧化膜这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在

电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。

（3）电解着色阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。

电镀工艺 Plating

电镀工艺：电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中﹐以被镀基体金属为阴极﹐通过电解作用﹐使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来﹐形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属﹐具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层﹐装饰性镀层及其它功能性镀层。

电镀工艺过程：一般包括电镀前预处理﹐电镀及镀后处理三个阶段。

对电镀层的要求：

1. 镀层与基体金属﹑镀层与镀层之间﹐应有良好的结合力。

2. 镀层应结晶细致﹑平整﹑厚度均匀。

3. 镀层应具有规定的厚定和尽可能少的孔隙。

4. 镀层应具有规定的各项指标﹐如光亮度﹑硬度﹑导电性等。

表面喷涂（塑料件）Spary

表面喷涂（塑料件）：

构成涂料的四大要素包括：

1．树脂(Resin)；

2．颜料(Pigment)；

3．溶剂(Solvent)；

4．其他添加剂(Additive)。

涂料干燥的种类有如下几种：

1．挥发干燥(利用稀释剂蒸发干燥)；2．融合干燥(分子与分子因挥发耐相聚合)；3．氧化干燥(不饱和脂肪酸与空气中氧结合)；4．利用架桥反应而干燥 (利用架桥剂即所谓硬化剂形成架桥而硬化)；5．紫外线硬化(不饱和聚脂类加入剂后由紫外线波长300-400mn照射后分子聚合而硬化)。

UV工艺介绍：UV涂料可通过浸涂、淋涂、漆涂、旋涂，甚至真空涂等方法涂布后，再经紫外线光子照射而固化成膜。与一般的溶剂型涂料相比，UV涂料的特点如下：1．固化速度快，2．常温固化，3．节约能源，4．节省占地面积，5．不污染环境，6．提升产品性能。

移印 Pad printing

移印工艺是 80年代传到中国的特种印刷技术，由于其在小面积、凹凸面的产品上面进行印刷具有非常明显的优势，弥补了网版印刷工艺的不足。90年代初期，随着中国市场 的进一步开放，大批以电子、塑胶、礼品、玩具等传统产业为主体的外资企业相继进入中国市场，移印技术和网版印刷技术作为主要的装饰方式更是得到超常的发 展，据不完全统计，移印技术和网版印刷技术在上述行业的应用分别达到27%、64%、51%、66%。

移印指的是——承印物为不规则的异形表面（如仪器、电气零件、玩具等），使用铜或钢凹版，经由硅橡胶铸成半球面形的移印头，以此压向版面将油墨转印至承印物上完成转移印刷的方式。

移印机适用行业：

塑料业、玩具业、玻璃业、金属业、电子业、体育用品、文具业、光学业、IC封装业等。

热转印 Heat transfer (print)

热转印 是将花纹或图案印刷到耐热性胶纸上，通过加热，加压，将油墨层的花纹图案印到成品材料上的一种技术。即使是多种颜色的图案，由于转印作业只是一个流程，故 客户可缩短印刷图案作业，减少由于印刷错误造成的材料(成品)损失。利用热转印膜印刷可将多色图案一次成图，无需套色，简单的设备也可印出逼真的图案。

喷砂 Sandblasting

喷砂 处理在金属表面的应用是非常普遍的，原理是将加速的磨料颗粒向金属表面撞击，而达到除锈、去毛刺、去氧化层或作表面预处理等，它能改变金属表面的光洁度和 应力状态。喷砂工艺可分为气压喷枪及叶轮拋丸两种，而喷砂工艺的优点在于它能够除披峰、去除在压铸、冲压、火焰切割和锻压后的毛刺，对较薄工件及有毛孔的毛刺效果更 好，它可清理砂铸过程残余的砂粒、清理铸铁件或钢材的锈渍、清理热处理、烧悍、热锻、辗压等热工序后的除氧化皮。另外，在涂层应用上，它可把现有的涂料或 保护层除去，在覆盖铸件上的缺陷如龟裂或冷纹，提供光泽表面。再加上于表面应力上，它能提供一致性的粗化表面，上油及喷涂效果，在高应力的金属件如弹簧和 连接杆经局部被不断敲打，会产生变形并呈现强化现象。

激光镭雕 Laser

一种用光学原理进行表面处理的工艺，手机和电子词典的按键上用的多。

简单一点的讲是这样的：比如说我要做一个键盘，他上面有字，字有蓝色，绿色，红色和灰色，键体是白色，激光雕刻时，先喷油，蓝字，绿字，红字，灰字各喷相应 的颜色，注意不要喷到别的键上，这样看上去就有蓝键，绿键等键了，再整体喷一层白色，这样就是一整块白键盘了，各蓝绿都被包在下面了。此时就可以进行激光 雕刻了，利用激光技术和ID出的按键图做成的菲林，雕掉上面白色油，比如加工字母"A",雕掉笔划上的白色，则下的或蓝或绿就露出来了，这样就形了各种颜色的字母按键了。

同时如果要透光的，就用PC或PMMA,喷一层油，雕掉字体部分，则下面有光的话就透出来了，只不过这时要考虑各种油的粘附性能。

通常镭雕机可以雕刻下述材料：竹木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、可丽耐、纸张、双色板、氧化铝、皮革、塑料、环氧树脂、聚酯树脂、喷塑金属。

丝网印刷 Silk screen print

丝网印刷——是把带有图像或图案的模版被附着在丝网上进行印刷的。

（ 适用于平面、单曲面或者曲面落差比较小的情况 ）

通常丝网由尼龙、聚酯、丝绸或金属网制作而成。当承印物直接放在带有模版的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀的挤压下穿过丝网中间的网孔，印刷到承 印物上（刮墨刀有手动和自动两种）。丝网上的模版把一部分丝网小孔封住使得颜料不能穿过丝网，而只有图像部分能穿过，因此在承印物上只有图像部位有印迹。

换言之，丝网印刷实际上是利用油墨渗透过印版进行印刷的，这就是称它为丝网印刷而不叫蚕丝网印刷或绢印的原因，因为不仅仅蚕丝用作丝网材料，尼龙、聚酯纤维、棉织品、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜都可以作为丝网材料。

超声波焊接 Ultrasound welding

是熔接熟塑性塑料制品的高科技技术，各种熟塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品。其优点是增加多倍生产率、降低成本，提高产品质量。

超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHZ（或15KHZ）的高压、高频信号、通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于 塑料制品工件上，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使传处到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工作接口迅速溶化，继而填充于接口间的空 隙，当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形成完美的焊接。

压力注塑 Injection

注射成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注射成型方法其优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，能成型形状复杂的制件。不利的一面 是模具成本高，且清理困难，所以小批量制品就不宜采用此法成型。目前，注射成型适用于全部热塑性塑料，其成型周期短，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代。

双色注塑 Double shot

双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按先后次序经两次成型制成双射产品。比起传统射出成型，双料共射射出成型制程有如下的优点：

1 核心料可以使用低黏度的材料来降低射出压力。

2 从环保的考虑，核心料可以使用回收的二次料。

3 根据不同的使用特性，如厚件成品皮层料使用软质料，核心料使用硬质料或者核心料可以使用发泡塑料来降低重量。

4 可以利用较低质量的核心料以降低成本。

5 皮层料或核心料可使用价格昂贵且具特殊表面性质，如防电磁波干扰、高电导性等材料以增加产品性能。

6 适当的皮层料和核心料配合可以减少成型品残余应力、增加机械强度或产品表面性质。

7 产生如大理石纹路的产品。

从多色射出成型、双料共射出成型的特性与应用可以看出未来有逐步取代传统射出成型制程的趋势。革新性射出成型技术不但提高了射出成型制程的精密度、提供高 难度制程技术，而且开拓了射出成型制程领域的范围。创新的射出设备与制程，才足以应付愈来愈多样化、高质量、高附加价值的产品需求。

冲压 Stamping

冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冲压加工的特点：

1．冲压生产率和材料利用率高。

2．生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高。

3．模具精度高，技术要求高，生产成本高。

冲压常用材料有：黑色金属：普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。

冲压工序：

冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。

根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。

分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限ob以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有剪裁和冲裁等。

成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限os，但未达到强度极限。b，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。