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工业设计中产品设计师用到的产品表面处理工艺(1/2)

发布时间:2021-09-14 17:32
作者:赫兹工业设计

工业设计是设计领域最复杂的学科之一,涉及到多个学科的范畴,不仅仅要学习产品设计的方法,还要学习工业中产品制作的工艺。

一位合格的工业设计师,应该了解产品从概念到落地过程中的方方面面,在学习的过程中,对不通工艺的了解和学习,可以让思想更加开阔,与客户的沟通过程也能更加顺畅。

这样的产品设计师,才能在工业设计公司中,前能与客户沟通无碍,后能与结构设计师集思广益,成为团队中不可或缺的润滑剂。

水转印技术


是利用水压将带彩色图案的 转印纸/塑料膜进行高分子水解的一种印刷。 工艺流程包括水转印花纸的制作,花纸浸泡,图案转贴,干燥,成品。

利用水的张力,将有图案的转印纸(塑料膜)进行高分子水解后,铺在水的表面。承印物经过睡眠后,图案伏贴到产品表面。


过程:

a:制作水转印花纸,将电脑制作好的图案,印刷在水转印底纸上。在印刷好的转印纸上,再印刷一层封面油。

b:浸泡花纸,将印刷好的花纸放入水面,浸泡30S后取出。将承印物工件表面进行处理后,浸入水中,将花纸转印到工件上。在刮掉表面水分,干燥。

c:干燥,金属、陶瓷、玻璃等耐高温的材质,放入       烤箱中,140°干燥20分钟。塑料类产品使用70度,干燥60分钟。不耐高温的,如蜡烛、头盔、强化玻璃材质的产品,不进行加热。

d:成品表面还要再喷涂透明的罩光漆或者哑光油、橡胶油。经过12H干燥,让花面与工件永久性结合一起。如果不做这道工序可能导致牢固度不佳。

IMD


即In-Mold Decoration(模内装饰技术)通过在模具内将油墨,再转印到产品表面的技术。附着油墨的方式不同,分为IMR、IML、IMF几种。

IMR是通过注塑将附在薄膜上的油墨转印到产品表面,再通过模具开模解开薄膜的模内装饰技术。

ML则是通过手工或者机械手,将裁剪好的外观招贴植入模具后,通过射出,将其附着在产品表面上。


抛光

为了让产品表面更加光滑平整,需要对产品表面进行抛光处理,抛光又分为机械抛光、化学抛光和电解抛光。

机械抛光


通过物理手段将产品表面切削、塑性形变去除掉凸起部分而得到光滑表面的抛光方式。一般会用油石条、羊毛轮、细砂纸等、以机械加工为主,手工加工为辅。超精研抛机是采用特殊的磨具,是在有磨料的工作液中,紧压在工件表面,高速旋转。使用超精研抛能够叨叨Ra0.0008微米的表面粗糙度,是各种抛光工艺中最高的。高精度的光学镜片一般就会采用物理抛光工艺进行加工。


电解抛光


使用电解原理,对金属工件加工抛光。让抛光件做为阳极,以更高阶金属做为阴极,两极同时放入电解液中,通过直流电离就能让阳极抛光工件的细微毛刺电解去除,达到抛光目的。


化学抛光


使用化学试剂,对工件表面不同区域选择性溶解,让毛刺和坑洼更加平整,达到抛光目的。


蚀刻


通过化学反应或者物理撞击的方式,将部分材料移除,达到表面处理目的。

蚀刻技术分为湿蚀刻和干蚀刻两种。

产品设计中,一般将蚀刻的技术,用于纹理复杂而有凹凸感的设计中。蚀刻技术同样可以用于模具,这样模具的凹凸纹理,可以直接让产品出模后自带凹凸纹理。


过程:

a:在加工面表面覆膜,然后再通过激光或者其他方式将要蚀刻区域的保护膜去掉

b:然后将加工面与化学溶剂接触,溶解腐蚀加工面需要蚀刻部分。

c:形成凹凸或者镂空效果的工件

镀锌


在金属合金表面电镀一层金属锌,能够隔绝空气和水,即时镀层老化破裂,镀锌涂层也能与被保护金属产生电解反应,先牺牲镀锌层,来提高防锈性能。镀锌的工艺又分为:热浸镀锌、电镀锌、冷镀锌等。考古发现,早在17世纪,就有镀锌工艺的技术,最早用于印度的锁子甲和板甲的防锈用途。在现代,外观设计中应用镀锌工艺的比较多,这种金属质感和外观效果,能够提高产品的耐用性和美观度。


粉末喷涂


将粉末涂料喷涂在工件表面,静电能够让粉末均匀铺覆在工件表面,形成涂层。然后再经过高温烘烤,让涂层流平后固化,可以形成最终涂层。


过程:

a:表面预处理,清楚工件表面的污渍、水迹、油污、氧化层等

b:喷涂,工件通过挂具接地。静电发生器让喷枪形成负极,喷出的粉末也带负极电荷,这样就能让粉末均匀附着在工件表面,形成粉末涂层。

c:烘烤固化,工件在烘烤房中加热到180-200°,经过15-20分钟,让粉末涂层熔化流平,然后冷却固化。

平版制程


使用油水分离的原理,区分印刷工件上面同一平面上图文部分和非图文部分。


过程:

a:印版部件向非图文部分供水,保护印版的非图文部分不会沾染油墨。

b:印刷部件的供墨装置,向印版供墨。印版非图文部分受水保护的原因,油墨只会集中到图文部分。

c:印版上的油墨转移到橡皮滚轮上的乳皮上,与压印辊筒一起,将如披上的油墨印刷到承印物上。工件完成。

微弧氧化


利用铝、镁、钛氧化后性质更稳定的原理,用电解液和相应的电参数,通过弧光放电产生瞬间高温高压,让工件短时间内形成一层氧化膜,达到防锈效果。产品设计中,使用到此类金属材质的产品中,常用这种氧化工艺。


丝网印刷


利用丝网印版图文部分网孔可透过油墨,非图文部分网孔不能透过油墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版的一端倒入油墨,用刮板对丝网印版上的油墨部位施加一定压力,同时朝丝网印版另一端匀速移动,油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上


优点:

1.油墨厚度可以控制,丝印图文质感更强

2.印刷材质承印物材质要求小,适应大部分材质印刷

3.印刷面积能够更大

缺点:

无法在不规则的曲面上进行印刷

曲面印刷


与丝印的工艺相似,网版没办法折弯的问题上,让工件自己旋转或者运动来解决曲面丝印的问题。这种丝印方式一般需要工件形状较为规则的产品,不能丝印双重弧面的丝印问题。


移印

 

有些产品需要印出图案或者文字的位置不是一个平面的时候,平常的丝印方式就没办法完成,因此需要通过移印技术进行印刷。移印是使用硅胶材料支撑的弧面型移印头,通过在凹版蘸墨和产品印刷来回往复来实现印刷效果。


优点:

1.效率高、速度快,无需干燥工序,也能兼容连续多色印刷

2.对不规则表面印刷,有更好的兼容性

3.印刷精度能够达到0.05㎜,精细的图案也能印制。能

4.对印刷材质的要求不高,无论是塑料、陶瓷、金属、皮革等,都能轻松移印

缺点:

1.油墨层会很薄,印刷效果质感比较差

2.因为工艺限制,不能进行大面积印刷


金属拉丝


是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程,其工艺主要流程分为脱酯、沙磨机、水洗3个部分。在拉丝制程中,阳极处理之后的特殊的皮膜技术,可以使金属表面生成一种含有该金属成分的皮膜层,清晰显现每一根细微丝痕,从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽。

用砂纸将金属表面挂刮出线条的制作工艺,在工业设计中叫做金属拉丝。这种金属拉丝能够提高产品的金属质感,让金属光泽更加柔和,而增加外观设计的质感。

在拉丝过程中们还有进行阳极处理,让金属表面形成皮膜层,让每一个拉丝纹理更加清晰又有光泽,而且能够更好防锈。


烫金

 

在材料上烫印色箔材料的工艺叫做烫金,从名字就能看出要加热,其实同时也需要加压。在产品设计中,这种工艺一般应用在纸张、织物、涂布等材质上。加热加压不仅能够加入色箔,让图文更有质感,还能让图文有凹凸感和层次感。利用专用胶水(油墨)将冷烫电化铝,除基层以外的其他部分粘附在承印物表面,从而实现烫印的效果。


过程:

a:装版,将制作好的铜板安装在底板上,确定好位置,保证加热均匀,图文位置准确。

b:垫板,将局部不平,烫金效果不好的部分进行垫板处理,使各处压力均匀

c:烫进工艺的参数调整,烫金温度、压力、时间确定好后,进行烫印。

烧蓝


是将整个胎体填满色釉后,再拿到炉温大约800摄氏度的高炉中烘烧,色釉由砂粒状固体熔化为液体,待冷却后成为固着在胎体上的绚丽的色釉,此时色釉低于铜丝高度,所以得再填一次色釉,再经烧结,一般要连续四五次,直至将纹样内填到与掐丝纹相平。

这种工艺常用于饰品和工艺品,在我国清朝这种工艺已经比较成熟,珐琅就是用烧蓝工艺制成。与钢铁制品发蓝的工艺是有区分的,在产品设计应用中请不混淆。

烧蓝是将金属制成的胎体上填入色釉,在利用800°高温进行烘烧。颗粒状色釉加热熔化后再固化,就会有绚丽的釉色。


过程:

a:制胎,将金属制作成胎体,做成各种花纹,焊接成型。清洗烘干

b:敷点釉料,在胎面和纹样上面放入釉料。

c:烧制,将放入釉料的胎体放入炉火中烧结

d:调平,熔融后的釉料可能未填满胎体纹样,需要再次敷料,再次烧结,如此反复多次

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