IML注塑工藝在電子終端產品中的應用研究

□ 李梅竹 □ 王 勝

陜西廣播電視大學 工程管理教學部 西安 710119

IML注塑工藝在電子終端產品中的應用研究

□ 李梅竹 □ 王 勝

陜西廣播電視大學 工程管理教學部 西安 710119

介紹了IML注塑工藝的成型原理，總結出IML注塑工藝的優缺點，分析了IML注塑工藝在產品外觀和機構設計中的設計要點。對IML注塑工藝與普通PC注塑工藝在帶屏產品設計中進行了對比研究，得出，相對傳統產品所用的普通PC注塑工藝，IML注塑工藝有較大的應用優勢。

IML 注塑工藝 設計

近年來，電子消費類產品的發展日新月異，尤其以蘋果Iphone和Ipad等強勢崛起為代表，其優異的工業設計和良好的用戶體驗越來越受到重視，而最直觀的就是產品的外觀形態。所以各類電子消費產品，對外觀的設計是精益求精，其中新材料的運用也是越來越廣泛，從普通的PC、ABS等發展到由IML注塑工藝形成的復合材料、合金材料等。從產品設計角度來說，采用不同工藝形成的產品其設計規范也不盡相同，本文以IML注塑工藝為例，論述其在具體產品中的設計規范。

1 IML簡介

模內鑲件注塑工藝（In Molding Label，IML）具有的顯著特點是：表面是一層Film透明薄膜，中間是印刷圖案層，背面是塑膠層，如圖1所示。由于油墨夾在中間，可防止產品表面被刮花且耐摩擦，并可長期保持顏色的鮮明，不易褪色。

▲圖1 IML工藝特點圖

IML與 IMD之間存在著一定的關系，IMD（In Molding Decoration）稱模內裝飾技術，它是將已印刷好圖案的Film膜片放入模具中，再將塑膠注入模內與膜片接合，使印刷有圖案的膜片與塑膠形成一體而固化成產品的一種成型方法。IMD也是一類技術的統稱，包括 ：IML，IMF （In Molding Film），IMR （In Molding Roller）。其中，IML因為具有成本相對低廉、準入門檻較低、適合小批量生產等優點，在市場的應用相對較多。

2 成型過程和優缺點

因IML注塑工藝具有的特殊性，有它固有的設計要求，為了更好地理解IML注塑工藝的設計規范，需要了解其成型過程和優缺點。

2.1 成型過程

（1）裁料：把薄膜Film按尺寸裁剪好。

（2）平面印刷：根據要求的圖案制作菲林，在裁剪好的薄膜Film上印刷。

（3）油墨固定：把印刷好的Film放置在高溫烤爐中干燥，固定IML油墨。

（4）貼保護膜：避免弄花已印刷好的薄膜Film表面，有時需貼上保護膜。

（5）沖定位孔：熱成型的定位孔一定要沖準。

（6）熱成型：把印刷好的薄膜加熱后，用高壓機或銅模在預熱狀態下成型。

（7）剪切形狀：把成型好的立體薄膜的廢料剪切掉。

（8）材料注塑：把成型后的薄膜放到模具上，注塑出IML成品。

Flim膜的結構如圖2所示，加工流程如圖3所示，IML注塑機模型如圖4所示。

▲圖2 Flim膜的結構圖

2.2 優缺點［2］

2.2.1 優點

（1）表面耐腐蝕、耐磨、不脫落。

（2）色彩鮮艷，顏色圖案可隨時更換，表面裝飾效果極佳。

（3）可以模擬立體效果，不用增加厚度。

2.2.2 缺點

（1）厚度比較大，最薄只能做到1 mm，局部0.8 mm，如果面積過大，需要加大到1.2 mm以上。

（2）對拔模角度和設計直邊有一定的要求，對存在倒拔模狀態的結構無法實現，最佳形態為完整碗狀。

（3）成本較普通塑膠材料貴。

▲圖3 加工流程圖

▲圖4 IML注塑機模型圖

▲圖53 D效果圖

▲圖6 個性化定制圖

3 設計要點

3.1 外觀設計

IML注塑工藝與其它工藝相比，能實現更多的效果。普通注塑工藝的表面處理一般是采用表面火花紋、噴涂、鍍等，產品上圖案采用多次印刷實現，每次印刷只能實現一種顏色，一般顏色種類不超過五種，過多印刷精度無法保證［3］。

由于IML注塑工藝形成的外觀效果是做在Film膜上的，幾乎可以實現所有要求的外觀處理，包括：透明半透明圖案效果及局部透光效果、凹凸感、亮霧面、3D變換、紋理面和電鍍效果等。由于Film膜可以膠印各種立體效果圖案，IML能實現普通注塑工藝無法實現的3D效果，如圖5所示，甚至可以把照片直接做上去，實現個性化定制，如圖6所示。

3.2 機構設計

（1）IML注塑工藝所采用的 Film膜一般是 0.2 mm厚，需要與塑膠注塑在一起，兩種材質注塑后收縮率會不一致，為了防止產品變形，塑膠壁厚一般需要盡量做厚。由IML注塑工藝形成的平均壁厚根據產品尺寸和變形要求，一般需要做到1.2 mm。

（2）Film膜最終剪切好的片材尺寸要比最終產品尺寸小一點，單邊尺寸小0.02～0.03 mm，這樣片材容易置入型腔內，能完全伸展開來。如有褶皺，成品就會不良。因此成品上的Film薄膜無法包到邊，存在露白，小尺寸產品是0.25～0.30 mm，大尺寸產品達到0.50 mm，如圖7所示。

（3）由IML注塑工藝形成的邊緣不能做得太尖，尖角設計要求大于65°，部分要求保證垂直向厚度≥0.80 mm，如圖8所示。

▲圖7 Film薄膜存在露白圖

▲圖8 IML邊緣尖角圖

▲圖9 設計2D示意圖

▲圖10 產品裝配實例圖

（4）因IML注塑工藝形成的膜所具有的特性，為了防止裂紋，表面的凹槽設計不應過深，不應過細。通常深度為0.10 mm的凹槽最細可以做到0.50 mm的寬度，而1mm以上寬度的凹槽深度最多可以做到0.30-0.40 mm。

綜上，在用IML注塑工藝設計產品時，通常會把殼子邊緣做成直邊，包在普通塑膠殼里面，使外觀看不到露白，確保造型完整美觀。同時因為殼子較脆，強度測試容易碎裂，如用普通塑膠殼包裹住邊緣，也可提升產品質量。產品2D設計示意如圖9所示，殼子沉到塑膠殼子里，邊緣直邊，一般做3°拔模。產品裝配實例如圖10所示。

4 IML與普通PC注塑工藝在帶屏產品設計中的對比

IML相對傳統產品所用的普通PC注塑工藝有較大的優勢，這種優勢在帶屏方案設計中更為明顯。傳統帶屏產品，一般采用普通PC注塑前殼，上面粘接鏡片來實現屏的顯示區域透光，見方式1（圖11）和方式2（圖12）；而采用IML注塑工藝的前殼，基材層可以采用透明樹脂，薄膜層在屏的顯示區域鏤空，由該工藝實現的屏顯示區透光，可以省掉一層鏡片，見方式3（圖13）。

在同等測試條件、采用同樣的LCD屏及保護泡棉的情況下，對3種方式具體分析如下。

▲圖11 方式1

▲圖12 方式2

▲圖13 方式3

圖11為采用傳統設計方式，1.2 mm厚度的玻璃鏡片，0.1 mm的 膠，0.7 mm的普通PC，泡棉以上總厚度為1.2+0.1+0.7=2.0 mm。

圖12為在傳統設計上進行了優化，模內注塑鋼片能降低厚度，1.2 mm厚度的玻璃鏡片，0.1 mm的膠，0.3 mm的鋼片，泡棉以上總厚度為1.2+0.1+0.3=1.6 mm。

圖13為采用IML注塑工藝做的前殼，泡棉上只需要1.4 mm厚度即可。

從厚度來說，雖然采用IML注塑工藝設計的厚度較厚，但節省一個鏡片，最終方式3的厚度要小于方式1和方式2；從成本上來說，方式1和方式3成本基本持平，而方式2增加了模內注塑鋼片，無論模具成本還是單件成本，都要高于方式1和方式3。

從外觀上來說，方式1和方式2鏡片貼在PC前殼上，鏡片和前殼之間會有一圈合縫；而用IML注塑工藝設計的整體前殼，不存在合縫，產品正面效果完整美觀。再加上IML相對于普通PC注塑工藝，本身就具有色彩鮮艷、顏色圖案可隨時更換、表面裝飾效果極佳等優點。

綜上分析，IML注塑工藝在帶屏產品上應用，可降低產品厚度，節省鏡片成本，且外觀效果完整美觀。

5 結束語

目前IML注塑工藝的運用領域極為廣泛，現階段用于手機、白色家電行業，將來會發展到防偽標記、汽車行業。產品具有防曬性能好，可用于汽車上的標牌等；硬度可達2～3 HB，可用于手機鏡片等；按鍵壽命可達500萬次以上，可用于電飯煲等。

［1］劉永福，胡浩良.新型碳纖維復合材料手機電池蓋IML注射工藝研究［J］.模具工業，2012（10）：5-8.

［2］江熒，鄧振華.IML工藝手機蓋板高溫測試變形改善方案［J］.模具工業，2012（3）：60-61.

［3］劉永福，尹高喜.塑件雙面裝飾模內成型工藝研究［J］.模具工業，2012（9）：67-69.

（編輯 禾 禾）

TH162

B

1000-4998（2015）04-0052-03

2014年10月