工业设计与喷涂

225|17评论|13419人气|382收藏|2022-08-29 16:19:16

喷涂工艺的理解要基于工厂走访、产品落地实践结合,才能在设计层面有更多的拓展空间。本篇文章我将从设计层面和涂料的基础知识两个方便总结过往经验,供交流学习。




#1

喷涂设计


之前给大家推荐过结构化思维的学习方法,关于涂料的设计部分,首先我们就从拆分喷涂的组成部分开始。以一加砂岩漆手机壳为例:以用户的语言描述,一款黑色磨砂质感的手机壳。

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元素拆分如下(主要是以人的五感来划分):

  • 颜色:黑色

  • 质感:磨砂质感

  • 触感:实物体验感受为主

  • 光哑度:哑光


当设计师在设计某个产品的表面工艺为喷涂工艺时,就需要很清楚的知道设计要体现颜色、质感、触感光哑度这些因素。与此同时也要对比分析,达到同种产品效果是否还有其他工艺可以实现,成本差异多少。关于喷涂工艺在设计部分要怎么操作,以实际设计为例展开:


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1.颜色

第一步:色彩的七秒定律告诉我们,颜色设计会吸引用户大部分的目光,所以颜色的还原度就很重要,通常情况下,我们会用潘通和劳尔色卡来对色,如果能提供实物色样,对色效率最高,比如上图水杯,我们需要提供红色、黑色、白色的色卡或实物色样。


第二步:提供色样后,我们就需要考虑实际落地层面的还原度了,比如上图的保温杯杯身是不锈钢,素材是金属色(偏暗),那么我们浅色系的白色就容易透底,让白色偏暗,这就要从设计工艺层面做出规范,增加喷涂厚度或者做两喷。看红色杯身带有金属质感的漆面,也就是漆面加入了闪光粉,当色彩和质感搭配时,这种闪粉会让颜色偏暗,需预估设计和实物的差距。


第三步:上图保温杯的杯身喷涂是单色喷涂,如果设计考虑的双色喷涂和三色喷涂,就涉及治具和成本,需考虑是否更换喷涂工艺。


总结:在设计色彩时,显示器图片、色卡色样、实物打样、以及色彩的调色环境(自然光、人造光、师傅经验)都会影响最终呈现的结果。根据企业需要,大家可以在自己公司内部进行色样管理,比如建立色样素材库(命名、规范),汽车等对色彩要求高的产品通过色差仪来量化色彩标准。


2.光哑度

产品喷涂光泽一般是10个等级,都以目测为主,特殊产品会考虑用光泽仪。影响光泽的因素很多,比如:颜色、颗粒度、材料、喷塑厚度、溶剂影响的流平、光的角度、消光剂、溶剂的亲水性等等,但是主要的还是助溶剂消光剂来控制光哑程度。


只是大家在实际的量产环节要注意,比如有时因为产品壁厚不均,塑胶件在注塑过程中,因为温度变化,会让产品局部有细微光泽变化。


光哑度设计,这里要着重注意,全光的产品。全光产品对产品表面要求高,比如表面的平整度,大平面与曲面,以及喷涂环境的无尘要求等等,在加上喷涂方式有别其他哑光,综合量产销量等,全光产品一般都良品率低、效率低、工价高的特点,设计时要特别注意。


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3.质感

通常情况下,质感有金属质感、珠光质感、木纹等等,金属质感通常是通过在涂料中加金属粉(铝粉、闪粉)来实现,珍珠质感就加珠粉来实现。


4.触感

目前主流的触感效果有橡胶漆、绒毛漆、裂纹漆、瓷质漆、砂岩漆等等。触感漆一般是PU漆居多,需要注意的是,触感漆性能比较差,比如易刮伤、起泡、脱层、成片剥落等,所以相应的各种测试都需要降低标准。触感漆在设计色彩的时候需要留意,在使用浅色(特别是白色)的时候,由于触感漆柔软的特性,可能会存在发黄发黑。


关于喷涂在设计图纸层面就总结这么多了,接下来就是调色打样、签样的事情了。

在调色打样阶段,色彩表达:潘通、劳尔色卡、实物色样;质感:颗粒度的大小,也就是粒径,密度、闪度等等,可以与供应商协商选择;光哑度:几分光几分消。特别注意:打样颜色与最终量产颜色有偏差,因为调色规模和喷涂/固化环境截然不同。样本留底时备注好颜色、编号、表面工艺、厚度、固化方式、光泽度等元素。


关于签样就不说了。



#2
涂料基础知识



涂料的基本构成:树脂、颜色、溶剂、助剂


1.树脂 :成膜材料,涂料主体。


  • 常见的类型有天然树脂,一般是白色、氧化后变成棕色。所以我们看到的古代漆木,棕色、黑色为主,红色大部分是加了朱砂.


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  • PU 聚氨酯树脂的统称,一般分为热固型和固化剂型。

  • UV 光敏树脂,通过紫外线照射形成交联反应固化。


2.颜料 

分为无机颜料(矿物)和有机颜料(动植物),还有加入防锈等功能性颜料,比如铁红、珞盐等。其他的还有体制性填料或者效果腌料(涂料质感和细节的添加物)


3..溶剂 

溶解或分散成膜物质,便于施工,一般最终挥发掉一般为酮、脂、醇、醚、烷等挥发性物质,主要影响流平、气泡、利用率、流挂堆积。


性能选择标准:

  • 溶解力:与涂料的兼容性。

  • 挥发速率:施工速度和最终效果。

  • 粘度:施工难度

  • 毒性 :环保、劳保


4.助剂 

辅助施工或特殊改性辅助物质。

  • 制造 (分散剂、消泡剂

  • 储存 (稳定剂、防霉剂、防结皮

  • 施工(流平剂、消泡剂、促进剂) 

  • 性能 (稳定剂、抗UV剂、消光剂)


按照涂料的性质分类:

  • 水性涂料 泛指稀释剂为纯净水的涂料

  • 油性涂料 传统使用挥发性稀释剂的涂料

  • 固体(粉末)涂料 喷塑(喷粉)工艺使用的固态粉末涂料


按照涂料的固化方式分类:

  • 热固型:俗称烤漆,使用高温烘烤完成交联反应固化成膜。一般应用在金属等耐高温基材领域。

  • 自固型:也叫固化剂型,涂料自身添加固化剂,按设计时间发生交联反应固化成膜。

  • UV :上世纪80年代出现的新型固化方式,通过照射UV紫外线产生交联反应固化成膜。





#3
喷涂加工方式基础知识

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喷涂的流程可以依次分为(主要以轨道式自动喷涂线为例):


1.工件前处理

工件经过注塑、打磨、周转等前工序后,可能产生油污、灰尘等来料异常,可能对喷涂制程及良率造成严重影响,因此喷涂上挂之前工件必须进行前处理。


比如在工件出现大范围严重脏污的情况下使用投入超声波清洗剂;静电风枪以清除静电吸附的灰尘,在某些容易产生静电聚集的材料和干燥季节经常会应用到;某些材质的工件表面能比较高,不利于进行表面处理,因此需要等离子活化处理。其他的有清洁剂、硬质毛刷、无尘布等。


2.安装治具

主要考虑成本和安装效率,一般没有明确说明时,都是包括在喷涂单价的,不然就需要设计考虑治具和挂具的更换成本


3.调油调抢

无论是调色打样还是正式生产,喷涂之前都需要调油。不同的是,调色打样阶段是根据目测或色板对照进行色彩校正调色。而正式生产则是根据涂料的作业指导书的指导参数进行稀释剂、效果助剂等的固定调配。


调抢主要是要考虑喷涂线的速度(线速与产能、成本等诸多因素有关,线速越快产能越高对喷涂的技术工艺要求也越高);以及喷枪的距离和角度,在最佳喷涂效果的前提下节约涂料的损耗并最大化产能;喷枪的锥度和流量(直接影响喷涂膜厚、性能、效率、品质


4.喷涂固化

喷涂自动线设置烘烤和UV炉,工件会随着设计线路流动到相应的固化线进行固化:PU以及UV的底、中涂只需经过烘烤线,UV面漆则需要UV线并伴随烘烤。


5.下挂确认效果

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王云海 | WHY-ME

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    余弦设计 2022-09-22
    举报 收起回复 1

    请问想系统的学习工艺相关知识,有什么好的建议吗?

    王云海 | WHY-ME作者 2022-09-24
    举报 回复
    多跑跑供应商,多总结。
    余弦设计 2022-09-25
    举报 回复
    回复 王云海 | WHY-ME作者: 在设计公司工作,去工厂的机会不是特别多,是不是得自己跑客户机会会更多。
    kwonyan 6天前
    举报 回复
    回复 余弦设计: 我是做喷涂加工,这方面我专业
    余弦设计 5天前
    举报 回复
    回复 kwonyan: 可以加好友沟通学习学习吗,哈哈哈
    kwonyan 2天前
    举报 回复
    回复 余弦设计: 我的vx号: kingchycom
    我也说一句
    LangMan Store 2022-08-30
    举报 回复 2

    看完都快渴死了

    迦南圣经 2022-08-30
    举报 回复 2

    水~,快给我水

    艾菲雷文 2022-08-29
    举报 回复

    赞!

    陈逍遥 2022-08-29
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    绯苍奈斯

    ERER 2022-08-29
    举报 回复 1

    要是普象多一些这种分享就好了

    UPSTYLE DESIGN 2022-08-29
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    发呆橙子 2022-08-29
    举报 回复 1

    挤不出水的干货

    系统警告 2022-08-29
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    说的对

    现实里的童话 2022-08-29
    举报 回复

    写的太好了

    板凳精神 2022-08-29
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