7.2.3 表面处理工艺的选择与应用
手机的发展已从过去满足通信的需求转移到了多元化的需求方式上，数码音乐及数码照像技术的融入彻底革新了手机的传统定位，使得手机逐步趋向于娱乐性、装饰性、时尚性。娱乐性创意手机。手机已经成为人们生活中的标准配备，其重要性已超越手表、MP3等个人随身携带物品。因此，新产品、新技术和新工艺就为各大厂家关注的对象，成为木质工艺手机的创意理念。各厂家都在努力希望通过新工艺的应用给消费者带来更多的消费娱乐，以及个性的需求。
1.喷涂工艺
喷涂是喷漆涂装的简称，是目前塑料产品使用最为广泛的一种工艺技术。索尼Xperia U ST25i手机所采用的表面处理工艺就涵盖了喷涂、电镀和印刷等，采用喷涂工艺可以降低塑料原材料的成本，并带来多样化的视觉效果。
喷涂是塑料材料表面处理工艺中使用最频繁的一种工艺，尤其在手机、家电、电子与数码产品中应用最为广泛的一种表面处理技术。当塑料表面喷涂工艺还未出现时，通常在塑料产品设计中使用塑料本色来实现材料颜色的变化，但这种塑料材料的变化所存在的问题是材料成本高，以及颜色局限性大。最早使用喷涂技术的为诺基亚，主要应用于移动电话。后来该技术被另一厂商摩托罗拉发扬光大，并且推出个性化的系列效果。喷涂技术由此进入塑料制品的表面处理工艺中，并被迅速应用到塑料制品的各种产品中。
烤漆是指塑料制品在喷涂或刷漆后，人为地将工件送入烤漆房，通过电热或远红外线加热，使漆层固化的过程。随着喷涂工艺的推广与完善，为提高与改善喷涂效率，于是就出现了喷涂后续的烘烤工艺，烘烤实现了喷涂的高效率流水化生产作业。
塑料喷涂工艺流程由以下5个方面所组成。
①退火：塑料成型时易形成内应力，涂装后应力集中处易开裂。可采用退火处理或整面处理，消除应力。退火处理是把ABS塑料成型件加热到热变形温度以下，即60℃，保温2h。由于采用此种工艺需要大量的设备投资，因此，可采用整面处理的技术，即配置能够消除塑件内应力的溶液在室温下对塑件表面进行15～20s的处理即可。
②除油：塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理，对塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油。化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水最后清洗干净，晾干或烘干。
③除电及除尘：塑料制品是绝缘体，表面电阻一般在1013Ω左右，易产生静电。带电后容易吸附空气中的细小灰尘而附着于表面。静电吸附的灰尘用一般吹气法除去十分困难，采用高压离子化空气流同时除电除尘的效果较好。
④喷涂：塑料涂层厚度为15～20μm，通常要喷涂2～3道才能完成。一道喷涂后晾干15min，再进行第二次喷涂。需要光亮的表面还必须喷涂透明涂料。喷涂后的制件对于阻燃性能基本没有影响。
⑤烘干：涂完后可在室温下自干，也可在60℃条件下烘烤30min。
PU喷涂因受制于塑料材质，通常在工艺处理过程中需要根据不同的材料选择相应的底漆进行喷涂，之后再喷涂面漆。PU喷涂的基础为PU漆，PU漆又称双组分聚氨酯漆，其中皮革漆就是PU漆的一种。PU漆的主要化学组分：甲组分（固化剂）的异氰酸酯基（？NCO）+乙组分（漆）的羟基（？OH）=聚氨酯高聚物（漆膜）。PU漆的稀释剂（天那水）主要起调节黏度、便于稀释的作用。喷涂面漆主要是为了防止喷涂的漆面受化学药剂腐蚀、摩擦和刮伤等作用，喷涂面漆通常为透明漆料两液型（化学反应型）。
2）UV喷涂
随着油漆涂装工艺的发展及消费意识的增强，一种新型的油漆——UV油漆随之产生。UV油漆以良好的环保性、耐化学性、耐物理损伤性、硬度高及快速干燥的特点被广大木制品生产企业所采用，近几年逐步被手机领域采用，手机保护壳的UV喷涂效果示意图。UV喷涂的表面硬化为紫外线照射，与PU喷涂比较效率较高，但其表面无法达到PU类似金属的效果。
UV的特点如下。
①硬度高。最高硬度可达5～6h，但手机、相机产品的塑料成型一般不会做到太高的硬度，因为当材料硬度太高时，势必其他的特理性能会降低，如柔韧性等。
②普通塑料材料时间长了容易泛黄，因此，在产品外观要求纯白时，一般不使用UV上光以保证产品的表面效果。
③固化速度快，生产效率高。固化机理属一种自由基的链式反应，交联固化在瞬间完成，所设计生产流水线速度最高可达100m/min，工件下线即可包装，属于绿色环保型涂料，与传统烘干型涂料相比使用UV涂料的效率是其15倍以上；常温固化，很适合塑料工件，不产生热变形。
④涂层性能优异，UV涂料固化后的交联密度大大高于热烘型涂料，故涂层在硬度、耐磨、耐酸碱、耐烟雾和耐汽油等溶剂各方面的性能指标均很高；特别是其漆膜丰满、光泽尤为突出。
⑤UV漆所采用的光固化工艺在淋刷油漆时无污染，它是公认的绿色环保产品比PU漆更环保。
⑥涂料对灰尘敏感，因而对施工环境要求严格。
2.电镀工艺
电镀（Electroplating）被定义为一种电沉积过程（Electrodepos-ition Process），就是利用电解的方式使金属附着于物体表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属保护层。塑料电镀，国际上在20世纪50年代已形成规模生产，我国在20世纪60～80年代也实现了工业化，当时主要用于纽扣、带扣等小产品，要求镀层不脱皮、表面像金属一样即可。初期的塑料电镀由于工艺过程过于复杂而又欠稳定，其应用受到一定限制。但是，经过电镀工程技术人员的努力，解决了从粗化、活化到化学镀等各关键工序的溶液稳定性，并使生产效率大大提高以后，塑料电镀的应用就不断扩大起来。由原来的小件、少量的应用发展到大件、大量的使用，从家电产品到汽车配件、建筑装饰，以及到手机、数码等领域，纽曼M30手机电镀工艺应用。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层（Deposit），改变基材表面性质或尺寸，增强材料的质感，如赋予金属光泽、增强物品的防锈功能、防止磨耗、提高导电度、润滑性、强度、耐热性和耐候性。例如，通过热处理，可以防止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗造成的部件修补。
在手机领域电镀工艺较多，最为常见的有水镀、真空蒸镀和溅镀三种，其具体工艺如下。
1）水镀
水镀是一种最常见的电镀方式，它是一个电化学的过程，通过利用正负电极产生的电流在镀槽中进行电镀的过程。常见的有镀金、镀银、镀镍、镀铬和镀镉等，但电镀液污染很大。水镀还分为电镀和化学镀两种，电镀因为有高亮度，一般作为装饰性表面，而化学镀的表面比较灰暗，一般作为防腐蚀涂层。水镀的工艺主要由前处理和电镀两部分组成。前处理的功能是将原本不导电的塑胶材质变成导电的塑胶材质。在手机电镀过程中水镀的工艺流程。
2）真空蒸镀
真空蒸镀是指在高真空下为金属加热，使其熔融、蒸发和冷却后在样品表面形成金属薄膜的方法。在近几年的手机处理工艺中被广泛应用（摩托罗拉真空蒸镀手机V70），主要是为了获得一些镜面效果。镀层厚度通常为0.8～1.2μm，是通过将成型品表面的微小凹凸部分填平，以获得如镜面效果般的表面，无论是为了得到反射镜作用而实施真空蒸镀，还是对密接性较低的夺钢进行真空蒸镀时，都必须进行底面涂布处理。
表面涂布/硬化处理：由于真空蒸镀所产生的金属薄膜相当薄，为了利用外界的化学、物理等性能，以达到保护蒸镀膜的目的，有时需要实施表面涂布处理（或过量涂布）。表面涂布就是使用人们所说透明的涂料，与底面涂布一样，采用与涂布相同的工艺进行涂布、固化。
3）溅镀
溅镀主要利用辉光放电（Glow Discharge）将氩气（Ar）离子撞击靶材（Target）表面，靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜，其电镀效果康佳K10手机。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好，但是镀膜速度却比蒸镀慢很多，且成本较高。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动，以达到加速靶材周围的氩气离子化，造成靶与氩气离子间的撞击概率增加，提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀，而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀，其基本原理：在真空中利用辉光放电将氩气离子撞击靶材表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。
对于需要采用电镀工艺处理的塑料产品，通常对于其在结构设计环节就有一定的要求，主要有以下几个方面。
①成型塑料产品的材料最好采用ABS材料，ABS电镀后覆膜的附着力较好，同时价格也较低廉。
②塑料产品表面质量一定要高，电镀无法掩盖与弥补注射成型中所存在的一些缺陷，而且通常会使得这些缺陷更明显。
③表面凸起最好控制在0.1～0.15mm/cm，避免尖锐边缘的出现。
④如果塑料产品上有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的1/2，并且放弃对孔底部的色泽做要求。
⑤要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5～4.0mm之间，如果需要更薄的壁厚，需要在相应的位置做加强筋来保证电镀的变形在可控的范围内。
⑥在设计中要考虑到电镀工艺的需要，由于电镀的工作条件一般在60～70℃的温度范围下，在吊挂的条件下，结构不合理，变形的产生难以避免，所以，在塑料产品的设计中对水口的位置要做关注，同时要有合适的吊挂的位置，防止在吊挂时对有要求的表面带来伤害。
⑦另外，最好不要在塑料产品中有金属嵌件存在，由于两者的膨胀系数不同，在温度升高时，电镀液体会渗到缝隙中，对塑料产品结构造成一定的影响。
⑧要避免采用大面的平面，塑料产品在电镀之后反光率提高，平面上的凹坑、局部的轻微凹凸不平都变得很敏感，最终影响产品效果，通常这种零件可采用略带弧形的造型。
⑨要避免直角和尖角，初做造型和结构的设计师往往设计出棱角的造型，棱角设计部位很容易产生应力集中而影响镀层的结合力，并且这样的部位会造成结瘤现象。因此，方形的轮廓尽量改为曲线形轮廓，或用圆角过渡，造型上一定要求方形的地方，也要在一切角和棱的地方倒圆角R=0.2～0.3mm。
⑩要考虑留有时装挂的结点部位，结点部位要放在不显眼的位置，可以用挂钩、槽、缝和凸台等位置做接点。对于容易变形的零件，可以专门设计一个小圆环状的装挂部位，等电镀后再除去。
[11]标记和符号要采用流畅的字体，如圆体、琥珀和彩云等，多棱多角字体不适于电镀。流畅的字体容易成型、电镀后外观好，文字凸起的高度以0.3～0.5mm为宜，斜度为65°。
[12]如果能够采用皮纹、滚花等装饰效果则要尽量采用，因为会降低电镀件的反光率，有助于掩盖可能产生的外观缺陷。
[13]小件或中空零件，在模具设计过程中要尽量设计成一模多件，以节省加工时间和电镀时间，同时也便于电镀时装挂。
3.模内装饰
IMD有两大类，即IML和IMD，习惯上统称为IMD。IMD（In-Mould-Decoration）有两种分类。
其一是IMD，它是把一个丝印有图案的软片（film）放到塑胶模具里进行注塑。此软片大致可分为三层，基材（一般为PET塑料）——油墨（ink）——耐磨材料（多为一种特殊的胶）。当注塑完成后，软片和塑胶融为一体，耐磨材料在最外面。在手机显示屏多采用这种工艺，塑胶材料多为PC、PMMA和PBT等，它主要有耐磨和耐刮伤的作用。因PC质地厚，只可用丝网印，所以效果较粗糙。应用IMD技术的西门子“江南系列”手机。
其二是IML（In-Mould-Label）技术，与IMD大致相同，只是注塑后软片就像冲压的料带一样拉出，只是将印刷图案转印到塑胶件上，因此，又称为模内转印。软片一般是PET塑料，很像放电影时的胶片，又称为链子（Foil）；PET质地薄，可用胶版印，很细腻，因此，电镀透明金属及表面细腻纹理都很好。
IMD是指模内装饰镶嵌注塑技术。它是一门较新的面板加工工艺，从20世纪90年代初开始，由双层胶片层间黏结结构，发展到注塑成型多元结构的三维成型技术，现在已成为当前的一项热门的铭牌工艺，它已一改平面板的刻板模式，发展到薄膜与印刷图文、标识的油墨及树脂注塑结合成三位一体面板的新模式。
IMD技术也就是将印刷好的薄膜成型后，镶嵌在注塑模腔内然后合模注塑。注塑树脂在薄膜的背面与油墨层相结合，面板图文、标识置于薄膜与注塑成型的树脂之间，图文、标识不会因摩擦或时间关系而磨损。它以注塑成型为依托，其形状、尺寸可保持稳定，更便于装配，故IMD技术常被应用于手机按键、手机镜业、手机彩壳、小灵通及固定电话面板和视窗镜片上，集装饰性与功能性于一身。（IMD）模内装饰可以取代许多传统的制程，如热转印、喷涂、印刷和电镀等外观装饰方法，尤其是需要多种色彩图像、背光等相关产品。IMD工艺有着其特定的流程，其流程图。
1）IMD技术
（1）IMD技术的工艺特征
（2）IMD技术的优缺点
（3）IMD工艺的材料应用
①聚氯乙烯（PVC）（主要用于平面薄膜面板、铭牌铭板）。
特点：耐化学腐蚀性能好，绝缘性能强，有抗紫外线能力，成本低。
缺点：耐磨性能差易划伤，透明度较低。
②聚碳酸酯（PC）（主要用于凸起薄膜面板、高透明窗口面板、铭牌铭板）。
特点：耐磨性能强，韧性好，透明度好，耐高温。
缺点：耐腐蚀性一般，抗紫外线能力差，成本较高。
③聚酯（PET）（经处理后主要用于高品质薄膜面板、铭牌铭板）。
特点：绝缘性能优良，耐化学腐蚀性能优良，耐高温韧性好易做面板及线路凸起，经处理后耐磨损及防划伤能力强。
缺点：透明度较低，抗紫外线能力较差，处理成本很高。
2）IML技术
（1）IML的工艺流程
①裁料：把卷状的薄膜Film裁剪成已设计好尺寸的方形块，供印刷、成型工序用。
②平面印刷：根据要求的图标、文字制造成菲林网，在裁剪好的薄膜Film方形块上印刷图标、文字。
③油墨干燥固定：把印刷好的薄膜Film方形放置在高温烤炉里干燥，目的是固定IML油墨。
④贴保护膜：避免在冲定位孔工序时弄花已印刷好的薄膜Film表面，有时需贴上单层或双层保护膜。
⑤冲定位孔：热成型的定位孔一定要冲准。剪切工序的定位孔有时也要事先冲孔。
⑥热成型（高压或铜模）：把印刷好的薄膜加热后，用高压机或铜模在预热状态下成型。
⑦剪切外围形状：把成型好的立体薄膜的废料剪切掉。
⑧料注塑：把成型后跟前模立体形状一模一样的薄膜放到前模上，注塑出IML成品。
（2）IML工艺的优缺点
（3）IML设计注意事项
①注塑厚度：建议平均厚度不低于1.2mm（不含Film为1.0mm）。
②软片厚度规格为0.1mm、0.125mm和0.175mm。
③软片单片印刷，较适合少量多样的设计场合。
④外观颜色为亮银，电镀银等金属感的颜色不适用此种做法，容易造成Film因高低温剥离。
⑤软片外缘尺寸大小与模具模腔尺寸有绝对关系，太小或太大会造成模腔射出拉伸产生边缘漏白。
⑥镜片（Lens）上圆孔最小直径为φ1.0mm。
⑦镜片P.L一般位于镜片底部，如果因拔模角的问题可于软片被覆下缘0.2mm的位置。
⑧镜片的拔模角度一般为3°。
⑨对于镜片外观高低落差的情形，软片必须于事前先外观成型。
⑩圆角的设计：IML成型的外观，无法造成锐利的外型，外观轮廓应避免锐角，因此，在设计中不能有尖的锐角，产品的转角处都必须有一个圆角（至少需有0.3R）。
[11]包边问题：包边指的是覆膜同塑胶接合的边缘的部位。此边缘在注塑成型后不可能做到非常的整齐，因此，在设计应用IML的产品时，可以将该包边用塑胶件挡住。
表面耐磨硬度要求在3H以上。
（4）IML与IMD特点的区别
①IMD适用于批量大的（10万以上）。IML生产批量数量很灵活。
②IMD图案立体成型高度不超过1.5mm的IMD产品。IML能加工各种复杂的三维制作，如平面、曲面和包边等各种产品，三维图案立体成型高度可达40.0mm。
③IMD产品因油墨丝印于表面故字体不易被摸掉。IML油墨丝印于中间层，故外表光洁美观，越摸越光亮，具有优良的抗刮性，且在生产中可以随时更改图案及颜色。
④IMD只能丝印像烫金纸一样的工艺，不能更改其丝印颜色。IML的油墨颜色无极限性，在生产同一批量中可任意更改丝印颜色。
⑤IMD无法做按键。IML可做带有按键的产品。
（5）IMD/IML产品的优点
7.2.4 其他附属工艺
塑料镜片是手机必备的部分，手机塑料镜片在造型上有所不同，但在其功能本质上基本相同。传统射出、硬化、网印技术生产的镜片，这里定义为塑料镜片。
塑料镜片在成型过程中，其分模方式通常有两种：一种是在镜片中间分模，另一种是在镜片底面分模。中间分模的优点主要是脱模时镜片不容易黏在前模，脱模比较容易。但是在修剪水口后，从正面可看到水口痕迹，影响外观；采用底部分模，脱模时镜片容易黏在前模，需多加几个胶位拉住镜片，待出模后再将其剪平。
水口剪切的好坏，直接影响到外观质量和装配的好坏，通常剪平水口的工艺有以下几种形式。
①用电热剪剪平：用电热剪手工剪平水口，只适用于水口位是平的。
②用冲裁方式剪平：做一个冲裁机架剪平水口，可以剪平弧形水口。
③砂轮磨平水口：这种方法一般是用在水口剪不平后用砂轮修平。
从严格意义上说，水口都不可能完全剪平，都有0.05～0.10mm的余料，这样对外观有一定的影响，如果结构允许，设计成结构，可以使剪水口容易，对外观又不影响。
1.视窗玻璃镜片
视窗玻璃镜片主要是为了显示操作内容的部分，目前正趋于大屏幕的方向发展，日本的大视窗玻璃镜片手机，可以给消费者带来更好的交互性能。视窗玻璃镜片制作工艺分为四部分：玻璃加工工艺、玻璃镀膜工艺、玻璃丝印和刻蚀工艺、产品包装。玻璃加工工艺主要包括玻璃切割、磨边、倒角、抛光和化学钢化等步骤；玻璃镀膜工艺有沉积宝石、金刚石膜和沉积金属膜（Al、Cr、Ni）等工艺；之后进行玻璃丝印和刻蚀后进行清洗；最后就是产品检验、贴保护膜和贴静电膜等包装过程。
2.塑料板材镜片
镜片的板材材料分为亚克力板材和PC板材，亚克力板材硬度高、透明度高、韧性差；PC板材的硬度低、透明度低、韧性好。亚克力板材硬度一般在4～5h；PC板材硬度一般在3～4h。亚克力板材的厚度最少要求在0.8mm；PC板材的厚度可达到0.5mm。
目前，国外的一些商家正在开发一种复合板材，最新亚克力板材示意图，其中亚克力层的厚度为20μm，商家正在开发厚度为60μm的板材。它共分三层，中间一层为PC，上、下两层为亚克力，这样可以提高板材的韧性，将厚度做到0.5mm，同时还可提高板材的硬度，减少在加工过程中的划伤报废，提高成品率。
3.镜片设计
①翻盖机Main LCD Lens（主要液晶透镜）模切厚度不小于0.8mm，注塑厚度不小于1.0mm，设计时凹入Flip Rear 0.05mm。
②翻盖机Sub LCD Lens（液晶显示器分镜头）模切厚度不小于1.2mm，注塑厚度不小于1.2mm（从内往外装配的Lens厚度各增加0.2mm）。
③直板机Lens模切厚度不小于1.2mm，注塑厚度不小于1.4mm（从内往外装配的Lens厚度各增加0.2mm）。
④Camera Lens厚度不小于0.6mm，对于300K像素以上镜头（Camera），Lens必须采用玻璃（Glass）。
⑤Lens与壳体单边间隙：模切LENS为0.05mm；注塑Lens为0.1mm；Lens双面胶最小宽度不小于1.2mm（只限局部）。
⑥Lens镭射纸位置双面胶避空让开，烫金工艺无须避空。
⑦Lens保护膜必须是静电保护模，要设计手柄，手柄不露出手机外形，不遮蔽出音孔。
⑧Lens在三维丝印区上要画出线，IMD/IML工艺Lens丝印线在二维图上标注详细尺寸，并检查产品型号等内容是否正确。
⑨Lens入水口在壳体上要减胶避开（侧入水口壳体设计插穿凹槽，侧入水口插入凹槽，凹槽背面贴静电保护膜防静电）。
⑩Lens尽量设计成最后装入，以防灰尘。
7.3 手机产品的注射模具设计
7.3.1 手机外壳注射模具设计
1.塑料工艺性分析
塑件材料为聚碳酸酯和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物和混合物（PC+ABS）。电镀时表面需要较高的表面光洁度，所以尺寸精度为7级精度。
2.塑件材料的工艺性分析
PC/ABS具有PC和ABS两者材料的综合特性，具有易加工的特性、优良的机械特性和热稳定性、良好的尺寸稳定性和物理机械性能、加工低成本、极好的力学性能等优点，可减少制品内应力，PC/ABS这种混合材料还显示了优良的流动性、耐热性、耐冲击性等。
3.塑件的结构工艺性分析
（1）脱模斜度
对于PC/ABS，制件脱模斜度要求型腔为35°～l，型芯为30°～50°。若塑件不是很高，形状为扁平状，脱模斜度不用很大，即型腔为35°，型芯为40°。
（2）壁厚
PC/ABS的塑件壁厚值为1.5～5.0mm。塑件的每个转角处都有至少为R0.5的圆角，塑件的某些部位如分型面、型芯与型腔配合处等不能做成圆角，而只能采用尖角。
4.塑件的成型工艺性分析
是一款手机上壳示意图，材料为PC+ABS，缩水率为5/1000，产品成型后不仅对产品尺寸要求高，而且还要求表面平整、光洁，无影响外观的缩水痕、熔接痕、缺料、飞边、裂纹和变形等工艺缺陷。从产品的结构上分析，塑件的底部有5处倒扣，底部有4处小柱位孔。所有倒扣的部位要安排斜顶进行脱模，并要保证斜顶的强度足够；4处小柱位孔要安排司筒针进行脱模。由于手机产品对外观要求较高，为了不影响产品外观，决定采用潜伏式浇口进料。
5.模具结构设计
1）分型面的选择及排气槽设计
手机上壳的模具结构图，该模具结构采用二板式潜伏式浇口结构，在考虑选择动、定模的分型方案时，经过分析，应以该塑件的最大轮廓处为动、定模的分型面。
排气槽主要设置在定模芯上，排气槽设置的位置选在熔融塑料体的外部四周，排气槽深度为0.015mm，宽度为4.0mm，以防溢流，排气槽周围要开深为0.5mm、宽为4.0mm的引气槽，外部四周的排气槽通过引气槽引空气到动、定模芯的外面，最后通过动、定模板的间隙进行排气。
为了更好地保证塑件的质量，除了定模芯上开设排气槽外，还要在动模芯上开设排气槽，在动模芯上增加一个动模镶件，在动模镶件上开设排气槽，排气槽深度为0.02mm，宽度为2.5mm，封胶位长度为1.5mm，引气槽深度为0.2mm，宽度为2.5mm，并在动模板上开一个引气孔，把排气槽上排出的气体引到空气中；浇口镶件上也增加了两条排气槽，排气槽深度为0.02mm，宽度为3.0mm，封胶位长度为3.0mm，引气槽深度为0.2mm，宽度为3.0mm，引气槽的气体通过浇口中间的顶针孔引到空气中。
2）浇注系统的设计
由于产品尺寸精度要求较高，产品外表面光滑，所以，要求模具采用一模一腔的二板模结构及潜伏式浇口的浇注系统。运用MoldFlow软件进行流动分析，得出合理的流道系统形状和排布位置，并对浇口尺寸、流道尺寸进行了优化。在主浇口的末端设有冷料穴，以防浇口被熔融塑料前锋面上的冷料堵塞。由于该模具是二板模，将浇口套的流道设计成锥度为2°的锥形，浇口套小端直径为3.5mm，其球面直径为SR16mm，内表面粗糙度值为Ra0.4μm，并安排了一支拉料杆把冷凝料从主流道中拉出，把冷凝料从分流道中顶出。
6.脱模机构的设计
由于塑件的底部有5处倒扣，底部有4处小柱位孔，所以，有倒扣的部位要安排斜顶进行脱模，并要保证斜顶的强度足够，本副模具设计5个动模斜顶进行脱模；4处小柱位孔安排4支司筒针进行脱模；同时为了使塑件从动模芯中脱模，决定增加4支圆顶针、3支扁顶针和一支拉料杆，整个脱模机构采用弹簧顶出复位系统，以确保平稳、可靠。
1）斜顶的结构设计
动模斜顶的结构图，由动模斜顶、斜顶导板、斜顶导杆和导杆压板等组成。动模斜顶在动模芯的斜孔内滑动，动模斜顶的材料是进口模具钢8407氮化，周边开有油槽；斜顶导板用螺纹固定在动模板上，斜顶导板的材料是锡青铜；斜顶导板给斜顶导杆起导向作用，在动模板上要有斜顶导杆运动的避空位，斜顶导杆与导杆压板用螺纹固定在一起，并安装在顶针固定板上。当顶针底板向上运动时，推动斜顶导杆向上运动，向上运动中动模斜顶在导杆的T形或7字形导滑槽内移动，并推动斜顶沿动模芯内的斜孔运动，使动模斜顶从塑件中脱离。
2）扁顶针的结构设计
由于塑件的边缘比较小，而且边缘还是斜面，选用直径大一点的圆顶针位置不够，选用直径小一点的圆顶针又强度不够，所以，在这种情况下就要使用斜面扁顶针来顶出塑件。
3）司筒针的结构设计
由于塑件底部有小的盲孔，所以，要采用司筒针结构，盲孔的形状由司筒针的针组成，司筒针的外管（司筒）起顶出塑件的作用。
7.冷却系统的设计
该模具的冷却系统主要根据动、定模芯的结构特点，以及模具元件的分布来布置水道。为了避免冷却水道与相关的模具元件发生干涉，而又不影响其冷却效果，决定在动模芯上设计两条一进一出的内循环式冷却水道，在定模芯上也设计两条一进一出的内循环式冷却水道。为了防止漏水，在动、定模板上开设密封槽，采用O形密封圈进行密封，水管接头安装在动、定模板上。
8.定模滑块的结构设计
该模具属于二板模，模具最大外形尺寸为250mm×250mm×270mm，顶出距离为25.0mm，模架采用龙记模架，模具所有活动部分保证定位准确，动作可靠，不得有卡滞现象，固定零件紧固无松动。其模具工作过程：动、定模合模，熔融塑料经塑化、计量后通过注射机注入模具密封型腔内，经保压、冷却后，开模；开模时，动、定模具分开。塑件及冷摄料都留在动模型芯上。最后在注射机顶出杆的作用下，顶针底板和顶针固定板带动顶针、斜顶和顶料杆一起运动，运动过程中斜顶从塑件脱离开，顶针和顶料杆一起把塑件和浇注系统的冷凝料从动模型芯中顶出。动、定模合模时，注射机顶出杆回退。顶出机构在弹簧31和弹簧导杆30（弹簧导杆起复位的作用）的作用下将4支圆顶针、3支扁顶针、1支拉料杆、4支司筒针和5个动模斜顶等复位，这样就完成了一个注射周期。
7.3.2 双色手机注塑模具设计
随着双色成型技术日趋成熟，双色注塑制品以其优良的性能在国内市场上得到广泛应用和推广，它打破了传统的两套模具分别注塑的落后工艺，保证了双色制件的成型精度和生产率。在双色塑料注射机上，将两种不同颜色的塑料分别射入注塑模的两套浇注系统中，经保压、冷却、固化定型后开模。顶出系统顶出双色制件和流道凝料，而动模型芯上成型第一色的半成品不顶出且随注射机的转动模板转动180°，合模进行下一轮的注塑。与普通注塑模不同的是，双色注塑机上的两套注塑系统共用一个合模机构，模架要大于普通模架的2倍以上，另外还增设了旋转板。纽曼双色注塑手机M6。
1.塑件结构分析及材料的选择
塑件为滑板手机的上面壳，该塑件为矩形薄壁中空制件，制件有2个内侧凹和4个加强筋。制件较薄，最大厚度为2mm，最小厚度能达到要求即可。制件分两次成型，第一次成型的制件作为第二次的嵌件。塑件材料的选择要充分考虑两种物料的融合性，尽量使两种材料收缩率相配，同时制件要求有一定的力学性能、耐磨性、绝缘性和表面光洁等。第一制件选用ABS，ABS是微黄色或白色不透明粒料，价格便宜，原料来源广泛，具有优良的综合性能（坚固、坚硬、坚韧），有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性，以及很高的抗冲击强度。第二制件选用TPU，TPU为热塑性弹性体的一种，它是一种在常温下显示高弹性，而在高温下又能塑化成型加工的一类高分子材料。TPU的弹性高，硬度变化范围广，压缩永久变形小；耐磨性、耐化学腐蚀性、耐老化性和耐水性好；耐寒性好，一般可耐？100℃；电绝缘性好。而双色注塑模具材质的优劣是决定一副模具的质量、寿命、加工和成本的决定性因素之一，由于该手机制件结构并不复杂，因此，型芯、型腔等成型零件选用T8A，并淬火和低温回火。固定板、垫板、垫块等要求有一定强度，选用Q235钢，并进行正火处理。
2.双色注塑模的设计
1）成型设备
塑件属于薄壁矩形制件，成型面积不大，但模具尺寸比较大。根据双色注塑机技术规格，选择ITPS型双色注塑机。此注塑机有两组并列注射部位，为双缸平衡式注射系统，由微机自控其注射压力、注射量和注射速度，有显示，有背压调节装置，易于调整和操作。有料筒温控和显示，并备有双工位模温控制机，转模装置有液压定位销和固定定位销共同定位，保证了转动模板的定位精度。转动模板有模具所需的冷却水道连接装置，可避免模具随机床模板一同转动时产生缠绕和干扰。有双工位、两对顶距为200.0mm的自动顶出装置，并有多次震动顶出功能。有微机控制的电子尺，用于控制开模行程和顶出行程，满足此塑件成型所需的各项要求。
2）模具主要结构设计
（1）内侧抽
成型塑件有两个部位需内侧抽。尺寸为1mm×4mm×2mm，内抽距离较小。采用斜杆导滑的斜滑块内侧抽芯机构，二次分型后，注塑机推动推板带动斜顶杆向模具中心靠拢，其下端的滚轮在推板导滑槽内滑动，进而完成内侧抽芯和顶出动作。这种抽芯机构制作简单，动作运行可靠，维修调试方便，有效降低了生产成本。
（2）分型面
双色注塑模在第二次合模后，开始射入另一种塑料，这就需要使第一型腔的流道凝料与制件自动切断分离。采用三板式点浇口的形式可较好地满足要求，所以此套模具有两个分型面。第一分型面在定模底板和凹模垫板之间，这也是所有三板式点浇口注塑模的共性。考虑到制件的使用要求和制件外表面有光洁度要求，侧面不能有拼接键，分型面应在制件最大截面处。第二分型面，这样的分型面表面磨削加工比较容易，也有助于制件留在动模上，而且制件上浇口残留痕迹很小，容易装饰处理。
（3）脱模方式
双色注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一循环中将塑件从型芯上自动脱出模外，脱模机构要求塑件脱模时不发生变形；推力分布依脱模阻力的大小要合理安排；推杆位置痕迹应不影响塑件外观及使用要求；脱模机构的运动应保证灵活、可靠，不发生误动作等。由于塑件结构复杂、尺寸不大，宜采用顶杆脱模以保证制件脱模时不发生变形。由于成型时采用了斜顶杆形式，为了顶出均匀，在之后再布置顶杆顶出，可进一步解决排气问题。不过，顶杆顶出处留有痕迹，但顶出痕不在制件工作表面上，因而不影响使用。双色塑件要求第一次开模时，第一色半成品保留在型芯上以备二次成型，而顶出系统顶出双色塑件，ITPS型双色注塑机有双工位、两对顶距为200.0mm的自动顶出装置，足以保证此功能的顺利完成。
（4）导向定位机构
此双色注射模在两型腔内共8根导柱。在模具的回转对称中心处设置了1根贯通整个模具大导柱。大导柱贯通整个模具，有足够的长度来保证动模在转动或顶出、取出产品时的顺利进行。大导柱不脱离定模上大导套，是一个最稳定、最可靠的定位中心，可确保模型芯反复运转180°。进出时，往返于两个型腔之间运动中始终能与型腔对中、同心、不偏移。所以，前8副导柱导套定位只能作为一般的定位，大导柱的精确定位决定着产品质量。大导柱中心深孔需储润滑油加强润滑以减少磨损。
（5）浇注系统
采用普通浇注系统，由于是一模一腔，无须设置分流道，用点浇口进料，并利用分型面间隙及斜顶杆与空配合间隙处排气，如此布置可使塑料流不会自由流进顶部表面，而且直接碰到型芯。这使塑料流产生湍流，在顶部表面避免出现流动条纹。为保证模具主流道中心线与注射机喷嘴轴线相重合，注射机固定摸板上设有定位孔。模具定模座板上设计有突出的与主流道同心的定位圈。定位孔与定位圈之间应呈较松的间隙配合，一般按H7/f7配合。经计算，浇注系统组成名称及尺寸。
该双色注塑模是在单色注塑模基础上设计的，提高了零部件的通用性和互换性；在实现双色注塑的情况下，对注塑机提出了更高的定位要求和功能要求。此手机双色注塑模结构紧凑可靠，该设计方法对不同结构的双色塑料制件有一定的参考价值。
7.3.3 模内装饰技术与手机注塑
模内装饰技术（In-Mold-Decoration）是目前国际流行的一种注塑与表面装饰为一体的成型技术，其产品集装饰性、功能性于一体，制品标饰可在模内一次成型，减少了电镀、喷漆、丝网印等用于手机面板的装饰性后加工工艺。
IMD技术最初用在成型手提电话的键盘上，而近年来开始应用在整体手机面板的制造上。本设计采用IMD技术，有效解决了传统手机面板加工中的问题，如表面硬度不高、易磨损、生产周期长和制作成本高等缺点，提高了面板表面硬度。与传统成型技术相比，既达到了较高硬度又节约了原材料。在本设计中，标识在塑料与薄膜夹层中间，从而获得极佳的耐磨与耐化学侵蚀性能。采用的一次成型，与传统工艺的多次成型相比，具有生产周期短、成本低的优点。
1.手机面板制品分析
目前，采用IMD技术的手机面板有两种情况：一种是防护屏和机身为一体结构；另一种是防护屏和机身分开，后者可以起到防尘的作用，且减少成型工序、节约成本，所以文章采用了这种较优化的结构。
手机面板材料为ABS/PC合金，制品厚度为0.8mm，由于ABS具有优异的成型加工性能，能够更好地满足成型薄壁制品的要求。注射成型熔体温度为240～250℃，模具温度控制在50～80℃。
贴膜材料为PC膜，为了保证薄膜与壳体的配合，根据表面弧度和面积、薄膜的附着力、边缘的吻合情况，选膜厚度为0.25mm。首先利用PC材料较好的耐摩擦性、透明性、耐腐蚀性和收缩率小等优异性能，其次利用了PC材料与油墨优异的结合性，使油墨能稳定地和薄膜成为一体。本设计采用美国通用电气公司Lexan191型PC薄膜。
由于产品是薄壳零件，需避免尖锐边缘，制品边缘由于需要贴膜处理，其倒角半径为0.25mm，以防止注塑时产生皱纹，制品部件的表面结构由模具表面结构所形成。
2.模内装饰工艺流程
IMD技术首先是将一块已经印刷、涂覆或染色的薄膜预压成型为一定形状，通过机械手放置在注塑模具型腔里，注射一种与其有良好相容性的基体材料而得到制品，即IMD要经过薄膜模压成型、模切废边和注塑成型三个环节得到最终制品。
①装饰膜的3D预压成型：把2D？film压成像模具的3D？Film造型。
②冲压裁切：将3D？Film嵌入仿型模具中，切去四周余料。
③注射成型：将3D？Film用机械手置入模内后，再作注射加工。
IMD的预压成型对之后的注塑工艺有很大的影响，对于曲面图形必须进行预压成型处理，否则，印刷好的薄膜就无法准确放入注塑模内，同时注塑成型时薄膜也易产生错位。在热压成型中温度控制很重要，要控制模具的温度在110℃左右，定形时间在40s左右。在成型时要保持模具设定的温度，温度过高易造成油墨黏模，过低则达不到成型效果。定模上设有定位针孔，热压成型时将薄膜上的定位针孔对准薄膜上的针孔。
3.手机面板注塑模具设计
注射成型是IMD技术的最后一道工序，其模具的设计是影响制品的关键因素之一，模具设计要考虑以下几个问题。
①注塑模凹模型腔要与预压成型模凸模形状保持一致，凹膜型腔的深度比成型模凸模的高度高一个片材的厚度。
②注塑模型腔表面应具有一定的表面粗糙度，以保证片材与模腔的接触状态。
③最关键的是要合理设置注塑模浇121的位置、形状、大小和注射口之间的通道，以确保成型过程中树脂快速、均匀填充，同时减少高温树脂对油墨的影响。
1）模具结构
考虑到手机的销售量和废品率，模具寿命等因素，采用一模两腔的结构。考虑到斜顶和顶杆的排布，采用尾对尾的排布方式。
其工作原理：在开模时，注塑机移动模板8后退带动模具动模部分整体后退，模具从分型面处打开，然后利用注塑机上的顶出机构推动模具顶出系统运动。此时，直接顶在制品上的顶杆16顶出制品，而斜顶在斜顶顶杆14的作用下做斜向运动，既起到顶出制品作用，又能使制品上的卡扣脱模。
2）修饰膜在模具中的定位
预成型后，修饰膜具有和定模型腔一样的形状，用机械手将修饰膜送入模具中，这种精确配合的形状将薄膜很好地定位在注塑模具中，定位后通过抽真空的方式，将薄膜紧紧吸附在定模型腔上。
3）真空密封
由于修饰膜通过抽真空的方式吸附在凹模上，则必须在定模板上铣出抽气槽，在型腔开通抽真空小孔，所以，必须考虑定模板和定模底板结合处的密封。目前密封方式主要有两种，即油密封和密封条密封。为了保持较好的真空度，本设计采用密封条密封的方式。在此模具中的动模板周围开设一条宽6.0mm的沟槽，将圆形密封材料压镶到槽内。
4）浇注系统的确定
手机面板的质量要求较高且采用了模内贴膜技术，手机防护屏和机身一体的设计不方便在防护屏位置进浇，进浇位置还是必须选在制品内表面，故选择了弯曲型潜伏式浇口。弯曲型潜伏式浇口结构的基本参数。
5）弯曲浇口镶块
由于弯曲浇口特殊的结构，所以，必须采用组合式结构来镶拼而成，其内部结构采用电火花加工而成，以保证内壁表面粗糙度在Ra0.4μm以下，否则会产生浇口在顶出时留在模内，无法正常生产等问题。
6）冷却系统的确定
冷却系统设计是薄壳成型模具设计中的主要难题，薄壳制件易产生应力。为保证制品的尺寸稳定性，在型芯及型腔模块内采用不闭合冷却线，加大冷却线长度，以加快热传导。
由于采用了模内贴膜，所以，在型腔部位起到减缓熔体热散失，保证熔体能完全充模，但是在冷却时，由于贴膜的阻热性，所以必须加强冷却效果。为了保证顺利充模；在冷却水上可以进行控制，即在充模时停止通冷却水，等到充模结束保压时，再通冷却水。这样既可以保证熔体能顺利充模，又能保证足够的冷却效果。
