第十五节模内覆膜注塑成型IMF
IMF：Insert Molding by Sliced-film，中文为模内覆膜。与INS一样，称呼未统一。大致与IML相同，但主要用于在IML的基础上做3D处理。注：成型多为PC真空、高压成型。
IMF是指是把一个丝印有图案的薄膜FILM放到塑胶模具里进行注塑。此FLIM大致可分为三层，基材（一般为PET）+INK油墨+耐磨材料(多为一种特殊的胶)。当注塑完成后，Film和塑胶融为一体，耐磨材料在最外面。
优点：适合高拉伸产品，3D 产品；可三维立体成型装饰，油墨内藏永不磨损，膜片自行印刷，图案、纹理可随意设计，低成本制作。在手机显示屏、汽车装饰件、家电面板等多采用这种工艺，塑胶材料多为PC、PMMA、PBT等，它主要有耐磨和耐刮伤的作用。因PC厚，只可用丝网印，所以效果较粗糙。
一、IMF生产工艺工序具体细分为：
工艺方法是：薄膜选择（材质证明、厚度检测、特性表）→裁料→预缩→平面印刷→油墨干燥固定→贴保护膜→冲定位孔→薄膜3D成型→薄膜裁切→模内覆膜注射。
1）裁料：把卷状的薄膜Film裁剪成已设计好尺寸的方形块，为印刷工序作准备。
2）预缩：印刷前把裁切好的薄膜Film先到烤炉内加热使收缩的机会减到最小。
3）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。  4）油墨干燥固定：把印刷好的薄膜Film方形块放置在高温焗炉里干燥，目的是彻底固化IMD油墨、把油墨内的溶剂蒸化。
5）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，有时需要贴上单层或双层保护膜。  6）冲定位孔：剪切工序和热成型工序的定位孔一定要冲准。
7）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。Forming Mold 的设计很关键。拉伸高度及R角的数值是重点。(注意：成型简单IMD产品优先冲切外围，可节省胶片)  8）剪切外围形状：把成型好的立体薄膜的废料剪切掉。需要精确的剪切模。
9）注塑：把成型后跟前模立体形状一模一样的薄膜放置到前模上，注塑出IMD成品。
10）成品检验；毛边，薄膜结合性，印刷破损，薄膜破损，变形，刮伤等；
11）包装及出货。
二、IMF成型中产品设计的要点：
1.FILM热成型时拉伸高度：
产品拉伸高度首先要依结构与FILM来决择，结构复杂的建议拉伸高度不超过4～5mm，目前业界几大塑料薄膜公司开发的薄膜最大拉伸值都大致在6～8㎜。
2.产品R角大小：产品R角必须于FILM膜1.5～1.8㎜。
3.片材包复范畴：
如附图FILM只能包复至蓝区，要包复到绿区FILM拉伸后无法脱模和无法裁切。
4.产品结构是否产生倒扣、直角，壁厚差别是否太大。
三、IMF成型中薄膜的种类：
目前市场大部份都用以下几种薄膜：
1.聚碳酸酯PC：用光学特性88%的PC薄膜；拉伸性能良好，高压与热压拉伸成型都可以，相对稳定性也较高，表面硬度不高，普通PC-FILM表面硬度一般在1~3HB，表面强化PC-FILM的硬度一般在0.5~1.2H。
样板：GE之LEXAN® OQ92S或HP-92S(厚0.175mm)；拜耳(Makrofol®/Bayfol®)之DE-1-1。
insert的固定搭配2.聚甲基丙烯酸甲酯PMMA：用光学特性较好92%；拉伸性能较好，稳定性不高，应力大，易开裂，表面硬度较高，一般为1~2H。样板：Röhm罗姆公司之PLEXIGLAS® 99524(厚0.175mm)。
3.聚对苯二甲酸乙二醇酯PET：拉伸性能不好，不易成型（只能热压成型），稳定性高，应力大，收缩大，表面硬度高，可达到3~4H，不适做3D产品。
建议3D产品使用PC与PMMA薄膜，2D产品使用PET膜薄。
项目PS PMMA PC
透光率% 89 92 88
曝露于自然环境3年后透光度% 呈雾状90 呈雾状
热变形温度℃75 100 130
抗张强度MPa 50 72 65
抗冲击强度（缺口）kj/m2  2    2 35
四、IMF油墨的选择：
1. 德国Pröll Noricryl® 090及097系列油墨：专为网印及转印所设计的溶剂型AC油墨。
2. 德国Marabu Maramold® MACR 系列油墨：美耐博Marabu生产，适合塑料制品制程，有SR-057系列油墨。
3. 日本帝国IPS系列油墨：帝国油墨制造株式会社(新丰印刷材料有限公司代理)。具压伸成型后加工耐热性，PC 油墨有IPS与INS系列油墨。
4. Pröll之HTR油墨对于塑料之附着性。
五、调整印刷黏度(Viscosity) – 稀释剂选择
1.选择稀释剂(thinner)去控制蒸发(evaporation)：
2.HTR稀释剂(thinner)可以被中和达到要求的条件：
3.干燥注意事项－干燥后之堆栈：
4.最大输送带速度取决于稀释剂的使用种类。增进干燥：增加空气循环或递减输送带速度。
5.冲墨相对于塑料温度之影响
6.冲墨相对于薄膜厚度之影响
六、IMF印刷注意问题：
◎印刷前将薄膜裁切好之印刷面保护膜撕下，如有强化面与非强化面时要注意正反面之分，有强化之面较光滑。◎撕下之保护膜若属静电膜，撕下后不要再使用，以免静电之产生附着造成后续加工之困扰。
◎薄膜烘烤后遇冷会缩收，故第二次以后印刷完烘烤前堆放时要用压条压平薄膜，以免油墨碰触到。
◎油墨烘烤温度、时间必须依特性达成，否则会有冲墨产生。
◎烘烤后之薄膜温度高静电很高，存放时要防止落尘之附着，存放最好用静电风扇吹可防止尘埃附着。
◎窗口与印刷区防止素手触摸，以免影响质量。
◎印刷完成品检查有无不良，有则划记，于冲型后剔除之。
◎若要不同塑料结合(如PC&AC)时，要使用贴合胶，贴合胶要够量，注意网目使用不可太小，以免胶量不足降低附着性。
◎贴合胶一般烘烤温度不用很高，只要65℃约20~30min即可。
◎油墨之选择要能耐高温，否则射出时高温会造成油墨变形。
◎网板张力要尽可能一致性，刮刀压力亦要尽可能一致性，否则会有套位不准之问题产生。
七、IMF打孔：利用CCD电脑自动定位系统
1.IMF打孔应注意的问题：
◎打孔的目的在于后续加工时所要用到之定位PIN，故定位孔准确度要
很高。
◎打孔时之薄膜要平坦，可增加CCD光学辨视焦聚能力。
◎CCD十字定位位置要在圆孔内。
◎遇有打孔后毛边时表示钻头已磨耗，最好换新的，以提高定位准确性。
◎打孔之图暗与印刷要搭配，最好选择明暗对比较大之系，以提高光学辨视能力。
2.薄膜的成型：
冷弯
◎高良率具有影像准确定位。
◎减少治工具成本。
◎减少油墨或薄膜基材之热损失。
◎治工具寿命较长。
◎薄膜不需完全干燥。
热弯：
◎卷装薄膜在热弯前必须被干燥。
◎水份将造成水泡和不良产生。
◎可以使用热风循环烤箱设定温度在120℃，横放或直放间距
25mm，烘烤4个小时后即不须再重新干燥。
干燥时间以LEXAN为例：0.25mm=15minutes。0.38-0.51mm=20minutes。0.64-0.76mm=30minutes。◎长的烤箱应该最少四倍的弯曲状量，如61x61cm弯曲状将需求244cm长之长隧道烤箱，上与下均要加热。
例：Bayfol® Film Forming Process
Noriphan® HTR 印在薄膜Makrofol®/Bayfol®上，可以被弯伸趋近像没有被印刷的薄膜一样。
• Thermoforming - 加热薄膜允许拉伸弯曲；
• Mechanic Methods - 冷薄膜：较高压力到油墨；
• High Pressure - 稍微加温薄膜，使适用高压；
八、不同的塑料与片材的粘附性比较：
树脂树脂温度附着性Adhesion to HTR
PC 280 - 300 ℃++
PC/ABS 240 - 260 ℃+ (++)*
PMMA 220 - 260 ℃+
ABS 220 - 240 ℃- (+)*
PS 200 ℃- (-)*
PA 240 - 260 ℃- (+)*
TPU 190 - 200 ++
九、IMF注塑成型的优点：
1. 每次可节省约10% 的射出料。
2. 是一种干燥且容易的装饰品制作过程。
3. 视机种只需要多出截切和曲率大时预加热成型的过程。
4. 可以容易且随时地更改表面的装饰图案设计。
5. 可选择数个射出点。
6. 选择薄膜表面(Hard Coated)可增加表面耐磨性。
7. 水份气泡点和下陷的区域(缩水)都可以被覆盖住。
8. 有良好的边缘装饰。
9. 设计的失真、缺陷，都可于射出前即可轻易辨识出。
10. 射出模具内的表面结构可明显地显示在INS薄膜上。
IMF工艺是针对手机外壳的流行趋势以及3D彩图案而开发的，整合了三种材料（薄膜、油墨、塑料），必须透过insert molding来进行。