表面立体印刷（水转印）工艺流程及技术要点解析

表面立体印刷（水转印）工艺流程及技术要点解析

1. 表面3D打印（水转印）

水转印是利用水压和活化剂将水转印载体膜上的剥离层溶解并转移，其基本过程为：

1、薄膜印刷：在高分子薄膜上印刷各种图案；

2、底漆：很多材质都要涂一层黏合剂，比如金属、陶瓷等，如果要转印不同的花纹，必须用不同的底漆，比如木纹的要用棕色、咖啡色、卡其色等，石纹的要用白色。

3、膜的延伸：让膜平放在水面上，等待膜伸展并变平；

4、活化：利用专用溶剂（活化剂）将转移膜的图案活化为油墨状态；

5、转印：利用水压将活化的图案印在印刷物体上；

6、水洗：用水洗净打印工件上残留的杂质；

7、干燥：将打印好的工件进行干燥，温度根据材料性质、熔点而定。

8、喷面漆：喷透明保护漆，保护打印物的表面；

9、干燥：喷涂面漆后，将物体表面干燥。

水转印技术有两种，一种是水标转印技术，一种是水披覆转印技术。前者主要完成文字、照片图案的转印，而后者则倾向于将整个产品表面完整地转印。立体转印技术采用易溶于水的水基膜来承载图文，由于水披覆膜具有极佳的张力，因此很容易包裹在产品表面形成一层图文，产品表面就像喷漆一样呈现出完全不同的外观。披覆转印技术可以将彩色图案披覆在任何形状的工件上，为制造商解决了立体产品印刷的难题。曲面披覆还可以为产品表面增添不同的纹理，如皮纹、木纹、玉纹、大理石纹等，同时避免了一般板印刷中经常看到的虚位。并且在印刷过程中，由于产品表面不需要接触印刷膜，因此可以避免损坏产品表面及其完整性。

2. 工作台金属

铝合金表面拉丝工艺：根据装饰需要可拉成直线、乱线、螺纹、波浪、螺旋线等。

1、直纹拉丝是指利用机械摩擦在铝板表面产生直线纹路，具有刷去铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续纹路和间断纹路两种。用百洁布或不锈钢刷在铝板表面进行连续的横向直线摩擦（如在有设备的情况下手工打磨或用刨床将钢丝刷夹在铝板上）可得到连续纹路，通过改变不锈钢刷的丝径可得到不同粗细的纹路。间断纹路一般在刷光机或擦光机上加工。制备原理：采用两组同向旋转的差速轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速旋转的胶辊。铝或铝合金板经过两组辊子，被刷出细密的间断直线纹路。

2、乱拉丝是在高速铜丝刷的作用下，对铝板进行来回、左右磨擦，得到的一种不规则的、不明显的哑光丝纹。此种加工对铝或铝合金板表面要求较高。

3、波纹通常在刷磨机或擦磨机上产生，利用上组磨辊的轴向运动，刷磨铝或铝合金板表面，获得波浪形花纹。

4、旋磨纹又叫旋转纹，是用装在钻床上的圆柱毛毡或磨石尼龙轮，用掺有抛光膏的煤油，旋转抛光铝或铝合金板表面而得到的丝纹，多用于圆形标牌、小型装饰表盘的装饰加工。

5、搓丝是利用轴上装有圆形毛毡的小电动机，固定在台面上，与台面边缘呈约60度角。另外用固定铝板制成搓丝板，用以压茶，搓丝板上贴有直边的聚酯薄膜，以限制搓丝的竞争。利用毛毡的转动和搓丝板的直线运动，在铝板表面搓出宽度均匀的搓丝纹。

3.阳极氧化

铝及其合金作为轻金属，在工业设计中越来越常见，MP3播放器、数码相机、手机、NB，甚至桌上型电脑，都可见到轻金属的身影（镁合金、铝合金为主流），其中NB（含内外部组件）使用镁合金的比例已超过50%，Apple的MP3播放器、桌上型电脑、Sony的数码相机甚至大量使用铝合金。铝合金氧化着色是小型机电产品常见的表面处理工艺，主要作用为加强产品表面的抗腐蚀性（如发黑、发蓝等）及赋予产品装饰效果（如颜色均匀一致等）。

氧化着色效果和铝合金的材料成分、工艺参数有关，铝合金表面氧化着色后，一般还有后续的处理工序，使整个产品更加美观。还有一点就是着色并不是氧化的后处理，而是和氧化同时进行的。

常用的氧化着色处理方法有以下几种：

1.有色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜是通过吸附染料而着色的。

2、自发着色阳极氧化膜此类阳极氧化膜是当某种特定的铝材在适当的电解液（通常以有机酸为主）中，在电解作用下，由合金本身自发生成的有色阳极氧化膜。

3、电解着色：阳极氧化膜的着色是利用电镀将金属或金属氧化物通过氧化膜中的空隙而实现的。

4.铝板钻石雕刻

铝板上钻石雕刻：即使在低温下也能保持良好的抗压强度。硬度高，机械强度高，耐磨性好，比重轻，相对热指数可达80c。即使在高温下也能保持良好的尺寸稳定性。防火，工艺简单，光泽度好，容易着色，成本比其他热塑性塑料低。典型用途：消费电子产品、玩具、环保产品、汽车仪表板、门板和户外格栅。

5.电镀工艺

电镀工艺：电镀是在含有待镀金属的盐溶液中，以待镀母材为阴极，使镀液中待镀金属的阳离子通过电解作用，沉积在母材表面，形成镀层的一种表面处理方法。镀层的性质与母材不同，具有新的特性。根据镀层的作用，可分为防护镀层、装饰镀层和其他功能镀层。

电镀工艺：一般包括电镀前处理、电镀、后处理三个阶段。对电镀层的要求：

1.涂层与母材之间、涂层与涂层之间应有良好的结合。

2、镀层结晶应细密、光滑、厚度均匀。

3、涂层应具有规定的厚度和尽可能少的孔隙。

4、镀层应具有规定的指标，如光亮度、硬度、导电性等。

6.镀镍

镍是银白色微黄色金属，具有铁磁性，密度为8.9/g.cm-2，熔点为。金属镍易溶于稀硝酸，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中呈钝化状态。在空气中，镍与氧发生反应，表面很快形成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。镍与强碱不发生反应。

镍的标准电极电位为-0.25V。镀镍用途广泛，可分为防护装饰和功能性两方面。例如下图中的散热片（黑色或黑中带黄）

7.镀铬

铬是银白色略带天蓝色的金属。虽然电极电位很负，但有很强的钝化性，在大气中很快钝化，表现出贵金属的性质，所以铁件上的镀铬层为阴极镀层。铬层在大气中很稳定，能长期保持光泽。在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐、有机酸等腐蚀介质中很稳定，但易溶于盐酸、热浓硫酸等氢卤酸。

镀铬层硬度高、耐磨性好、反光能力强、耐热性好，在500OC以下光泽、硬度无明显变化；在500OC以上开始氧化变色；在700OC以上开始软化。由于镀铬层具有上述优良性能，被广泛用作防护-装饰镀层的外层和功能镀层。

其他电镀

镀铜：镀铜层呈粉红色，质地柔软，具有良好的延展性、导电性和导热性，易于抛光，通过适当的化学处理可获得青铜色、铜绿色、黑色、本色等装饰性色彩。镀铜在空气中易失去光泽，与三氧化碳或氯化物发生反应，在表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜薄膜。与硫化物接触时，生成棕色或黑色的硫化铜。因此，作为装饰镀铜层，需在表面涂覆一层有机覆盖层。

镀镉：镉是质地柔软、呈银白色、有光泽的金属，比锡硬、比锌软，可塑性好，易于锻造和轧制。镉的化学性质与锌相似，但不溶于碱溶液，溶于硝酸和硝酸铵，在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉蒸气和可溶性镉盐均有毒性，必须严格防止镉污染。由于镉污染危害很大，且价格昂贵，因此通常采用镀锌或合金镀层来代替镀镉层。目前，国内生产中较常用的镀镉溶液种类有：氨基羧酸络合物镀镉、酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。 此外，还有焦磷酸盐镀镉、碱性三乙醇胺镀镉、HEDP镀镉等。

镀锡：锡的外观呈银白色，原子量118.7，密度7.3g/cm3，熔点2320C，原子价为二价和四价，故电化学当量分别为2.12g/Ah和1.107g/Ah。锡具有耐腐蚀、无毒、易铁焊、柔软、延展性好等优点。镀锡有以下特点和用途：1、化学稳定性高；2、在电化学顺序中，锡的标准电位比铁的标准电位正，对钢而言是阴极性镀层，镀层无孔隙才可以有效地保护基体；3、锡的导电性好，易焊接； 4、锡在-130℃时结晶开始变异，在-300℃时将完全转变为结晶的同素异形体，俗称“锡瘟”，此时已完全丧失其性能；5、锡与镀锌、镀镉一样，在高温、潮湿、密闭条件下能长成晶须，称为长毛；6、镀锡后在2320℃以上的热油中重新溶解，可得到有光泽的花纹锡层，可作为生活用品的装饰涂层。

单金属电镀有镀铅、镀铁、镀银、镀金等；合金电镀有：镀铜基合金、镀锌基合金、镀镉基合金、镀铟基合金、镀铅基合金、镀锡基合金、镀镍基合金、镀钴基合金、镀钯镍合金等；复合电镀有：镍基复合电镀、锌基复合电镀、银基复合电镀、镶钻复合电镀等。

8.表面喷涂（塑料件）

构成涂层的四大元素包括：

1.树脂；

2.颜料（）；

3.溶剂（）；

4.其他添加剂（）。

油漆干燥有几种类型：

1.挥发性干燥（利用稀释剂蒸发干燥）；

2、熔融干燥（分子因挥发而发生聚合）；

3、氧化干燥（不饱和脂肪酸与空气中的氧结合）；

4、架桥反应干燥（使用架桥剂，即所谓硬化剂，使之形成桥梁并硬化）；

5、紫外光固化（不饱和聚酯添加药剂后，受波长300-400nm的紫外光照射，发生分子聚合而固化）。

UV工艺介绍：

UV涂料可用浸涂、浇注、涂刷、旋涂，甚至真空镀膜的方式进行涂装，再利用紫外光子固化成膜。与一般溶剂型涂料相比，UV涂料具有以下特点：

1.固化速度快；

2、室温固化；

3.节省能源；

4.节省占地面积；

5、对环境无污染；

6.提高产品性能。

9.移印

移印是指承印物为不规则形状曲面（如仪器、电器零件、玩具等）的转移印刷方式，采用铜版或钢版凹版印刷，通过硅橡胶浇铸半球形移印头，压向印版，将油墨转移到承印物上。移印是20世纪80年代引入我国的一种特殊印刷技术，在小面积、凹凸产品印刷方面具有明显的优势，弥补了网印技术的不足。20世纪90年代初，随着中国市场的进一步开放，一大批以电子、塑料、礼品、玩具等传统行业为主体的外资企业纷纷进入中国市场，以移印技术和网印技术为主要装饰方式的印刷得到了畸形的发展，据不完全统计，移印技术和网印技术在上述行业的应用分别达到27%、64%、51%和66%。

移印机适用于以下行业：

塑胶工业、玩具工业、玻璃工业、金属工业、电子工业、体育用品工业、文具工业、光学工业、IC封装工业等。

移印机适用范围：

尺子、笔、球形物体、娃娃眼睛、手表、照相机、吹风机外壳、陶瓷、医疗器械、球拍、胶带、电子零件、IC、CPU、DRAM、电脑外壳、按键、装饰标识、手机壳等印刷。

总体来说，移印工艺技术含量不高，在生产成本较高的发达国家继续发展难度很大，因此移印产业向中国等劳动力成本低廉的发展中国家转移是必然趋势。目前，除少数企业仍在国外制造高度自动化的移印生产线外，大部分企业已将生产基地迁往中国。

10. 热（印刷）

热转印是将图案或设计图样印刷到耐热胶纸上，再通过加热加压将油墨层的图案印刷到成品材料上的技术。即使是多色图案，由于转印操作仅是一道工序，客户可缩短印刷工序，减少因印刷错误而造成的材料（成品）损失。使用热转印膜印刷，可一次性印刷多色图案，无需套色，简单的设备也能印刷出逼真的图案。

热转印设备用于装饰铝型材及各类金属板材，可达到木纹或大理石纹的效果。热转印设备根据热升华原理工作，可在3-5分钟内快速将所需的木纹或大理石纹转印到铝型材粉末涂层表面，并可渗透到涂层内40-60微米。铝转印生产流程：一、用贴膜机将热转印膜卷裁成所需尺寸；二、用转印超声波包装机将裁好的转印膜根据工件尺寸超声波焊接成工件包裹袋；三、将工件放入包装台上用转印膜制成的工件包裹袋中；四、将包好转印膜的工件放在热转印机的小车台上，可依次放置18片铝材，将铝材两端的真空抽头接好并锁紧，打开真空开关，此时转印膜与铝材紧密贴合，小车自动将铝材送入烘烤炉内。 烘烤炉自动升温至220度，保温3分钟，小车自动退出烘烤炉。第五，松开真空龙头，取出工件。第六，撕掉转移膜，检查工件质量。

平面热转印的制作流程是：一、用切膜机将热转印纸卷裁成所需尺寸。二、将热转印纸膜贴在工件表面，放在平面热转印机上。三、将平板推至平面热转印机加热区，按下压板开关，压板将热转印纸紧紧压在工件上，加热保温一分钟。四、抬起压板，将工件推至工件段，撕去转印膜，取出工件检查。

热转印技术在电器、日用品、建材、装潢等行业应用十分广泛，几乎所有产品都采用热转印技术进行标记，因为热转印技术具有耐腐蚀、耐冲击、耐老化、耐磨、防火、户外使用15年不变色等特点，例如打开手机壳，就可以看到里面密密麻麻印有条形码的标签。很多标签需要经得起时间的考验，长时间不变形、不褪色，接触溶剂不会磨损，高温下也不会变形、变色等，因此需要采用特殊材质的打印介质和打印材料来保证这些特性，而这些特性是一般的喷墨和激光打印技术无法实现的。

11.喷砂

喷砂在金属表面应用广泛，其原理是通过加速磨料颗粒冲击金属表面，以去除铁锈、毛刺、氧化层或表面预处理等，可改变金属表面的光洁度和应力状态。影响喷砂技术的一些参数需要注意，如磨料类型、磨料粒度、喷射距离、喷射角度和速度等。除了喷砂，喷丸也是不错的选择。

喷砂工艺可分为气压喷枪和叶轮喷丸两种。喷砂工艺的优点在于可以去除尖峰，去除压铸、冲压、火焰切割和锻造后的毛刺，对较薄的工件和有孔隙的毛刺效果更好。它可以清理砂型铸造过程中的残留砂粒，清理铸铁或钢的锈迹，去除热处理、烧成、热锻、轧制等热工艺后的氧化皮。此外，在涂层应用中，它可以去除现有的涂层或保护层，并为覆盖的铸件上的裂纹或冷线等缺陷提供光泽的表面。此外，在表面应力方面，它可以提供一致的粗糙表面、涂油和喷涂效果。当弹簧、连杆等高应力金属零件在局部受到连续敲击时，它们会变形并表现出强化现象。 此强化效果需使用不锈钢丸等圆形磨料，并于高能抛丸机或特制强力喷砂机上使用。若要确定机台表面强化效果，可对试验工件进行抛丸或喷砂，然后量测其变形量是否符合要求。

12.激光雕刻

基于光学原理的表面处理工艺，多用在手机、电子词典的按键上。简单来说，比如我要做一个键盘，上面有字，分别是蓝、绿、红、灰色，键体是白色的。激光雕刻的时候，先喷油，再把蓝、绿、红、灰色的字喷上相应的颜色。注意不要喷到其他键上，这样看上去好像有蓝键、绿键、其他键。然后整体喷一层白色，这样就是一个整体白色的键盘，下面全是蓝、绿。这时候就可以进行激光雕刻了。利用激光技术，用ID得到的键图制作的胶片，把上面的白油雕掉。比如加工字母“A”的时候，把笔画上的白色雕掉，然后下面的蓝色或者绿色就会露出来，这样就形成了各种颜色的字母键。 同时如果想要透光的话，就用PC或者PMMA，喷一层油，把字体部分刻掉，然后下面的光就看得见了，但是这时候要考虑各种油的附着性能。因为不同颜色的按键需要喷不同的油，所以在做结构的时候要考虑到这一点，每个按键要分开，避免喷了不必要的地方，也有损耗大的地方，最好是做两个或者多个按键，这样可以有多个配套的按键，每个颜色的颜色差别要大一些，比如黑色和白色，这样机器才容易区分，刻得干净，避免刻不干净，影响外观质量。还有不同颜色的字体不要太近。

镭雕所需的油漆与一般塑料外壳喷漆的成分不同，叫双叶漆，质地较软，适合雕刻。另外，喷外漆前，应在原材料表面喷一层黑色，否则颜色无法雕刻掉。

通常激光雕刻机可以雕刻以下材料：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、聚脂树脂、喷涂金属。丝印。

13.丝网印刷——将印有图像或图案的模板贴到丝网上进行印刷。

（适用于平面、单曲面或高低差较小的表面）

通常丝网是用尼龙、涤纶、丝绸或金属网制成的。当承印物直接放在装有模板的丝网下面时，丝网印刷油墨或涂料在刮刀的压力下穿过丝网中间的网孔，印在承印物上（刮刀有手动或自动两种）。丝网上的模版把部分丝网孔封住，使颜料不能透过丝网，只有图像部分可以通过，所以只有图像部分印在承印物上。也就是说，丝网印刷实际上是利用油墨渗透到印版上进行印刷，这也是它之所以叫丝网印刷而不叫丝网印刷或丝网印刷的原因，因为不仅丝绸可用来做丝网材料，尼龙、涤纶纤维、棉织物、棉布、不锈钢、铜、黄铜和青铜等都可以做丝网材料。

14.超声波焊接

它是塑料制品焊接的高科技技术，利用超声波焊接可以焊接各种塑料件，不需要添加溶剂、粘合剂或其他辅助产品，其优点是可以成倍提高生产效率，降低成本，提高产品质量。

超声波塑料焊接的原理是发生器产生20KHZ（或15KHZ）的高压、高频信号，通过换能系统将此信号转换成高频机械振动。此信号作用于塑料工件，通过工件表面与内部分子间的摩擦使传递到界面的温度升高。当温度达到工件本身的熔点时，工作界面便很快熔化，然后填充在界面间的缝隙中。当振动停止时，工件在一定的压力下冷却固定，形成完美的焊缝。

15.压力注塑成型

注射成型又称注塑成型，是一种将注射与模压结合在一起的成型方法。注射成型方法的优点是生产速度快、效率高、可实现自动化操作，能成型形状复杂的制品。缺点是模具成本高，清洗困难，不宜用此法成型小批量制品。用此法成型的制品有：电视机外壳、半导体收音机外壳、电器上的接插件、旋钮、线圈骨架、齿轮、汽车灯罩、茶杯、饭碗、肥皂盒、浴缸、凉鞋等。

目前注塑成型适用于所有的热塑性塑料，其成型周期短，颜色、花纹种类繁多，形状从简到复杂，尺寸从大到小，制品尺寸精确，易于产品更新换代。

16.双色注射镜头

双色成型主要是利用双色成型机的两根料管搭配两套模具，通过两次依次成型的方式，形成一个双色制品。与传统注塑相比，双色成型工艺具有以下优势：

1.芯料可选用低粘度的材料，以降低注射压力。

2、从环保角度考虑，核心材料可使用回收再生的二次材料。

3、根据不同的使用特点，如厚成品表皮可采用软质材料，芯材可采用硬质材料，或采用泡沫塑料作为芯材以减轻重量。

4.可使用较低质量的核心材料来降低成本。

5、皮料或芯料可采用具有特殊表面性能的昂贵材料，如抗电磁干扰、高导电性等，以增加产品性能。

6.皮料与芯料的适当组合，可降低成型品的残余应力，提高机械强度或制品表面性能。

7.生产具有大理石般纹理的产品。

从多色注入成型和双重材料的塑造的特征和应用中，可以看出，在未来，逐渐取代传统的注射型成型过程的趋势不仅可以改善注射过程的精确性，而且还可以提供更多的进程。多样化，高质量和高价值的产品。

17.吹塑

吹制是一种使用气压将模具中的热养蜂吹入空心产品的方法，或将管吹入没有模具的管膜中。聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，乙酸纤维素和多乙烯树脂，其中聚乙烯是最广泛使用的。

1.注入吹塑：使用注入成型首先将塑料制成底部的空白，然后将毛坯移入吹风模中，然后将其吹入空心产品中。

2.挤压吹塑：使用挤出方法首先将塑料制成底部空白，然后将毛坯移至吹塑模具中，然后将其吹入空心产品。

注射吹塑和挤压吹塑之间的差异是使帕里森的方法，但是吹塑过程基本相同。

除了注入机和挤出机外，吹塑设备主要包括用于吹塑模具的模具。

3.拉伸造型 - 拉伸吹塑是一种带有双轴方向拉伸的吹制成型。

拉伸吹塑包括：注射式霉菌拉伸吹塑成型，面向霉菌的拉伸吹塑成型，多层导向的拉伸吹制成型，压缩成型的伸展性吹牛成型等。

4.吹膜方法 - 形成热塑性膜的方法方法适用于生产聚乙烯，聚氯乙烯，聚酰胺和其他膜。

18.冲压

冲压是一种压力处理方法，它使用在压机上安装的模具在室温下向材料施加压力，以使其分离或塑性变形，从而获得所需的零件。

冲压处理的特征：

1.高冲压生产率和材料利用。

2.产生的零件具有很高的精度，高复杂性和高稠度。

3.模具具有很高的精度，高技术要求和高生产成本。

冲压材料：

盖章的形状包括各种尺寸的床单和块。块仅用于打印几个钢等级和昂贵的有色金属。

冲压过程：

1.由于零件的不同形状，尺寸和精度，冲压过程使用不同的过程。

2.根据材料的变形特征，冷戳过程可以分为两类：分离过程和形成过程。

分离过程是指变形部分的应力在打孔压力下达到强度极限OB后，毛坯被损坏和分离。

形成过程是指空白的变形部分的应力在打孔压力下达到屈服极限OS，但没有达到强度限制。

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