咬花

咬花的種類及應用

產品設計師進行產品設計時,是離不開表面處理的應用,尤其是塑膠產品的外觀質感,讓產品呈現出更多元化的一面,滿意了消費者對視覺要求。 在眾多外觀製程中,應用咬花進行模具表面加工是最常見的方式。同時它也是許多產品常使用的表面處理工藝,主要做法在模具上做出直接可以成型時即可達到的效果,這種方式因其工藝成本較低、效果豐富、速度快所以應用範圍較為廣泛。

▲ 2024/11/23更新

1. 咬花的種類

咬花(Texture)是一種以化學蝕刻技術處理模仁(母模仁表面)的加工方式。與其他表面處理較大的差異是,咬花是針對模具本身進行處理,從而在產品生產中賦予塑件表面獨特的質感和功能特性。這項技術不僅能提升產品的視覺與觸覺體驗,還具有多種實用功能,例如防滑效果、增強表面積(以提高散熱性能),甚至可用於優化生產過程。比如,在產品內側(公模仁)進行咬花處理(如圖1),能有效幫助模具抓住塑膠成品,使脫模過程更加順暢。

模具表面加工常見的方法有三種,分別是蝕刻咬花、雷射咬花、VDI放電紋,這三種各有優劣,應根據產品需求選擇適合的技術。以下是這三種模具表面紋路的介紹說明。

2. 蝕刻咬花

蝕刻咬花(Texture)在不同的地區用語也不太一樣,台灣大部分都是叫咬花,但大陸那邊常聽到的用語有兩種,一種叫曬紋,另外一種叫皮紋;曬紋的用語我是比較常聽到,皮紋則是在文章上面看到的,我是自己還沒有聽過。

傳統的咬花方式是用化學藥品如濃硫酸等對模具鋼材產生進行腐蝕以及化學反應,並控制反應過程來得到各種各樣的效果,例如蛇紋、蝕紋、犁地等形式的紋路,塑料通過模具成型後,表面具有相應紋路的一種工藝方法(參考壓縮檔案-蝕刻咬花)。

化學蝕刻咬花的規格較常見的有兩種,一種是最常用的Mold Tech Texture版本(圖2) (圖3),這通常都是歐美系客戶使用的比較多;日系客戶則是比較偏向妮虹咬花(圖4),然後也有其他的,如德國的規格以及有些咬花廠或是品牌廠搞出自己的紋路規格。

3. 雷射咬花

雷射咬花(Laser Texturing)是一種利用高能量密度雷射與鋼材表面進行反應的加工技術,通過精準控制雷射光束,能夠在金屬表面創造出多種紋路效果,例如蛇紋、蝕紋、犁地紋等。這些紋路不僅提升了材料的美觀性,也對功能性如防滑性能、摩擦係數等提供了技術優勢。

隨著全球環保意識的逐步抬頭,傳統的高耗能、高污染加工技術逐漸受到挑戰。市場對低耗能、低污染的綠色加工工藝需求日益增加,雷射咬花正因其環保性和高效率,逐漸成為加工產業的新趨勢。以往,由於成本高昂,雷射設備在許多產業中無法大規模普及。但近年來,技術進步和設備成本下降,使得雷射加工技術得以更廣泛應用,並顯示出取代傳統加工方式的潛力。然而,台灣目前的雷射咬花設備大多仰賴國外進口,這使得國內相關技術的推廣受到一定限制。

不過,雷射咬花技術若要完全取代傳統的化學蝕刻咬花,仍面臨一定挑戰。化學蝕刻工藝因其低成本、高效率和成熟技術,依然在許多應用場景中占有一席之地。例如,對於某些大規模生產或特定材料處理,化學蝕刻仍具備不可忽視的優勢。因此,在可預見的未來,雷射咬花與化學蝕刻將以共存的形式,在各自適用的市場中發揮作用。

(3-1) 雷射咬花的設備應用與選擇

從下面的影片可以看到,雷射咬花設備的設計其實並不複雜,且價格相對合理。對於一些需求較簡單的應用,例如紋路較淺的模仁或表面造型不複雜的產品,如手機保護殼、滑鼠和家用五金等,以及對咬花品質要求不高的產品,其實不需要使用高階的雷射咬花設備。這是因為高階設備的成本動輒數百萬甚至上千萬,而中低階設備僅需上百萬,兩者在成本和性能上的差異,直接影響到企業的選擇。

(3-2) 5軸雷射咬花設備

5軸雷射咬花設備是一種集高精度、高效率於一體的先進加工技術,其核心特點在於同時控制五個運動軸,實現對複雜曲面與多角度結構的精準加工。此外,5軸設備能夠在更短時間內完成高品質的紋路處理,特別適用於高端產業的需求。

這類設備的最大優勢在於其靈活性與精密性。由於5軸運動的特性,可以直接在不規則的曲面上進行加工,而無需額外的工件固定或重新定位。這對於例如汽車零件以及高端電子產品等對表面細節要求極高的產品尤為重要。

4. VDI放電紋

VDI(德國工程師協會,Verein Deutscher Ingenieure)制定了一系列關於放電紋的標準,其參考內容是VDI 3400。這套標準廣泛應用於模具加工與塑膠產品製造領域,是放電紋技術的重要依據。

在不同地區,放電紋的用語略有差異。台灣稱其為「放電紋(Spark Erosion)」,而在中國大陸則多稱為「火花紋」。這種紋路是通過銅電極進行放電加工所形成的(圖5),常被稱為「放電花」。放電花的最大特徵是其表面呈現霧面效果,紋路種類相對單一,不如咬花技術能展現多樣的紋路變化。VDI放電紋具有標準化樣板可供參考(圖6) (圖7)。

放電花的紋路結構是咬花難以模仿的。經過放電加工後,模仁表面的硬度會顯著提高。此外,放電加工能創造出綿密、細緻的紋路,所以射出成型後的塑件很怕三傷(碰傷、刮傷、壓傷),尤其是VDI-24(含)以下時,所以塑件在周轉和組裝過程中需要作保護。

● 放電加工可參考以下影片內容

☆ 其他參考資料及文章

★ 【模具咬花DFM檢討及模具開發過程注意事項】-按圖連結會員文章

★ 【模具咬花DFM檢討及模具開發過程注意事項】Youtube頻道會員文章說明

★★★★★【案例及資料下載】★★★★★

★ 【如何購買MT(Mold-Tech)咬花板及部落格解壓縮密碼】

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