射出成型薄膜表面製程小夥伴:模內裝飾 IMD 與模外裝飾 OMD

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想要在產品表面加上美麗的花紋,方法有千萬種,本次要介紹的表面處理法是利用「薄膜」來增加塑膠色彩與表面紋路的「模內裝飾」和「模外裝飾」,其中字面上的「模」指的是塑膠成型的模具,前者是在模具內加工;後者是在模具外加工。

而這兩種表面處理方式約莫在 2017 被業界大力支持與推廣,因為比起噴塗、電鍍,「模內裝飾」和「模外裝飾」更加環保,不過在製程與應用上他們究竟不同呢?一起看下去!

在閱讀這兩種表面處理前,如果你還不清楚,可以先複習一下塑膠射出成型:

模內裝飾 IMD

模內裝飾 In-Mold Decoration(IMD)是專門為了塑膠射出成型所設計的表面裝飾技術,它會預先將圖案印刷到薄膜上,然後再放入射出模具中,在射出時將膠膜圖案轉印、貼合到成品。比起噴漆、電鍍,IMD 不但可以轉印更複雜的圖案、紋理,且成品更耐磨、良率高,而且過程又更加環保,因此許多電子產品紛紛以 IMD 讓產品外觀增加多樣性。常見用在汽車零部件,像是儀錶板、汽車側面內裝;3C 產品,如手機殼、筆電蓋;家電,如咖啡機外殼、洗衣機等等。

模內裝飾與模外裝飾
3C 產品,如手機殼、筆電蓋;家電如咖啡機外殼、洗衣機面板等等很常見

而模內裝飾技術又可以分為模內轉印(IMR)、模內貼標(IML)和模內崁片成型 (IMF)。

1. 模內轉印 In Molding Roller

模內轉印 In Molding Roller,簡稱 IMR,是將設計好的紋路印刷於離形轉印膜上,並預熱轉印膜,真空成形後再射出成型,完成後有圖案的油墨會與薄膜分離,留下油墨與保護層,即完成具有紋理的工件產品。紋路在的油墨層會和塑膠貼合在一起,而薄膜會分離。這個製程的好處是可以高度自動化生產,所以大量生產時成本比較低,但是因為表面只有一層薄薄微米的印刷油墨,因此使用一段時間可能會因為磨損、褪色,需要再做一層保護處理。

2. 模內標籤 In Molding Label

模內標籤或稱模內貼標 In Molding Label,簡稱 IML,其製程會利用機器手臂將薄膜放到模腔內(通常是用成圓筒狀)再直接射出成型。

有別於模內轉印,模內標籤的薄膜會留在外觀形成保護層,如此的優點是可以避免印刷紋路磨損和褪色,但缺點是它沒辦法處理複雜的產品形狀,通常用於盒、杯、罐等容器的包裝或是汽車儀錶板內裝等造型單純的產品。

3. 模內崁片成型  In-Mold Forming

模內崁片成型 In-Mold Forming,簡稱 INS 或 IMF,是一種將膜片預先熱壓或真空成型並裁切,油墨面朝向公模方向埋入模具後塑膠射出成型的表面處理法。而成品上有一層透明薄膜,中間是印刷層最底才是塑膠件,因此不易退色且耐刮,和 IML 一樣。不過因為膜片材料和製程不一樣,讓 IMF 更適合用於高曲面的立體產品,而不僅限於瓶、罐等外觀統一造型的物件。

全部都知道他們的製程後,我們再來比較這三種工法:


模外裝飾 OMD

模外裝飾 Out-Mold Decoration,簡稱 OMD(又被稱為乾式塗裝製程、高壓轉印,業內也稱 Three Dimension Overlay Method,簡稱 TOM),是模內裝飾所延伸出來的新製程。有別於在射出成型的過程中做表面處理,模外裝飾則等到塑膠射出成型後,再利用薄膜,以真空壓力的方式轉印或直接覆蓋在塑膠外殼,全面包覆立體物件,倒鉤造型也適用。而其技術又分為 OMR 和 OMF 兩種:

  1. 模外離型 OMR (Out Mold Release):技術以 IMR 做延伸,將圖紋印刷於薄膜後,利用高壓真空轉印直接將圖紋轉印在產品表面,而轉印後需要撕開薄膜離型,再進行 UV 固化油墨的步驟,因此最外層沒有薄膜。 
  2. 模外成型 OMF(Out Mold Forming):技術以 IMF 做延伸,將圖紋印刷於薄膜後,熱壓轉印印刷薄膜到產品表面上,外層具有薄膜包覆保護產品,而其薄膜一般都是使用射出膜,需要後加工沖切製程。

這兩種中 OMF 的延展性較好,因此高延展性的產品會使用OMF,如汽車內裝、醫療器材;而低延展性則使用 OMR,如 3C 用品。使用 OMD 的好處是可以避免被是射出階段產生的不良品影響,而且因為不用承受射出時的高溫與壓力,所以金屬、玻璃等其他材質也可以模外裝飾。而且因為不受模具影響,因此汽車大型工件可以使用,小型工件也可以一次多模加工。

OMD 手機殼
使用 OMD 技術之手機殼 圖片來源:PEGACASA

總結

整體來說,因為模外裝飾和模內裝飾都比傳統噴塗來得環保,而且可以精準定位圖面,所以近年來備受使用,而模外裝飾又是模內裝飾工法的延伸,比起模內裝飾應用範圍更廣,可以用在塑膠也可以用在金屬表面處理,包覆性也更佳,解決了模內裝飾時會遇到的困境。但這世界沒有完美的製程,設計產品時,務必和工廠討論看看,哪種表面處理更適合你的產品,節省時間!

附上模內裝飾與模外裝飾技術比較表:

模內轉印 IMR模內標籤 IML模內崁片成型 IMF模外離型OMF模外成型 OMR
透明膠膜
觸感表現
包覆能力
比較之下的單價
比較之下的良率
成品表面硬度H2H2HB~HH~6H
運用材質塑膠塑膠塑膠多種材質多種材質
常見應用領域3C外殼等結構變化少的產品沐浴乳、食品、藥品包裝等瓶裝產品少量多樣化、造型複雜特殊產品汽機車飾板、3C外殼、醫療器材等汽機車飾板、3C外殼、醫療器材等
各種模內外裝飾技術的比較

延伸閱讀:
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最後修改日期: 3 6 月, 2021