Trang trí trong khuôn (IMD) và dán nhãn trong khuôn (IML)

Trang trí trong khuôn (IMD) và dán nhãn trong khuôn (IML)

Điểm chính

• IMD ép phun phủ ngược lên một lớp màng đã tạo hình sẵn, in ở mặt thứ hai, nên hình in nằm sau lớp polymer dày 125–500 µm.
• IML đặt một nhãn in phẳng vào khuôn bao bì, giữ bằng tĩnh điện hoặc chân không trong chu kỳ 4–8 giây.
• Mực bị cuốn trôi là khuyết tật đặc trưng của IMD; vị trí cổng phun và tốc độ điền đầy quyết định điều này, không phải loại mực.
• Liên kết giữa màng và nhựa là mắt xích yếu. Hãy chỉ định cặp nhựa, lớp liên kết và phép thử bám dính, không chỉ hình in.

Trang trí trong khuôn (IMD) và dán nhãn trong khuôn (IML)

Trang trí trong khuôn (IMD) là quy trình đặt một lớp màng polymer đã in, thường được tạo hình sẵn, vào khuôn ép phun rồi ép nhựa phía sau để màng và hình in trở thành bề mặt hoàn thiện của chi tiết; dán nhãn trong khuôn (IML) đặt một nhãn in phẳng vào khuôn để nó hòa nhập với chi tiết ép phun, thường là hộp đựng bằng polypropylene. Cả hai đưa công đoạn trang trí vào chu kỳ ép phun, vì vậy thường được chỉ định cùng nhau dù màng, nhựa và kinh tế của chúng khác nhau.

IMD còn được gọi là ép phun chèn màng (FIM). In-mold electronics (IME) mở rộng quy trình này: mạch dẫn điện, phím cảm ứng và LED được đưa lên màng trước khi tạo hình, nên bề mặt trang trí đồng thời là mạch điện.

IMD so với IML: ranh giới nằm ở đâu

Cấu tạo màng và nhãn

Màng IMD là một cấu trúc nhiều lớp, mỗi lớp đảm nhận một chức năng:

• Màng nền. Polycarbonate dày 125–500 µm là mặc định; đồng đùn PC phủ PMMA bổ sung khả năng chịu thời tiết cho chi tiết trang trí ngoại thất; PET phù hợp chi tiết phẳng; màng PP là chuẩn cho nhãn IML.
• Lớp phủ cứng. Lớp bề mặt thứ nhất đóng rắn bằng UV hoặc nhiệt, dày 3–10 µm, chống xước và chống hóa chất; các loại có thể tạo hình chỉ đóng rắn hoàn toàn sau khi tạo hình.
• Hình in. In lụa hoặc in kỹ thuật số ở mặt thứ hai, thường kèm màu nền và lớp chắn sáng cho thiết kế chiếu sáng từ phía sau.
• Keo hoặc lớp liên kết. Chất kết dính kích hoạt bằng nhiệt được in, phù hợp với nhựa ép phủ ngược; PC trên PC có thể hòa nhập mà không cần lớp này, còn ABS và PMMA thường cần.

Do đó mài mòn tác động vào lớp phủ cứng chứ không phải mực, và mối liên kết hỏng trong quá trình sử dụng hầu như luôn là giữa màng và nhựa, do độ tương thích của nhựa và nhiệt độ khuôn quyết định.

Các bước quy trình và thông số chính

Quy trình IMD gồm in, sấy, cắt khuôn, tạo hình, cắt tỉa, chèn và ép phun. Tạo hình là tạo hình nhiệt trên nhiệt độ hóa thủy tinh của màng hoặc tạo hình áp suất cao (HPF) dưới nhiệt độ đó ở 100–300 bar, giữ độ chính xác căn chỉnh và bán kính sắc nét tốt hơn. IML bỏ qua công đoạn tạo hình.

Quy tắc thiết kế cho màng, hình in và cổng phun

• Độ sâu kéo và bán kính. Giữ độ kéo dưới khoảng 30 mm và bán kính góc ở mức 2–3 mm với màng tạo hình nhiệt; HPF đạt 0,5–1 mm, nhưng màng mỏng đi ở các góc, nên tránh đặt hình in ở đó.
• Vị trí cổng phun. Đặt cổng ở mặt sau, không bao giờ xuyên qua vùng in, để mặt trước dòng chảy đi qua hình in như một tấm chứ không phải một tia.
• Căn chỉnh. Biến dạng trước hình in để bù độ giãn khi tạo hình; kỳ vọng ±0,1–0,3 mm với HPF và ±0,5 mm với tạo hình nhiệt; định vị phôi theo các chi tiết đã tạo hình, không theo hình in.
• Nếp nhăn và bọt khí. Tránh thay đổi độ kéo đột ngột, giảm góc sắc, sấy khô màng và thoát khí nơi màng tiếp xúc với nhựa.

Khuyết tật và xử lý sự cố

Chỉ định và kiểm chứng chi tiết trang trí trong khuôn

IMD và IML đánh đổi dữ liệu biến đổi và chi phí khuôn thấp để lấy độ bền và sản lượng lớn. In tampon và dập nóng có chi phí khuôn thấp hơn và phù hợp lô nhỏ nhưng để mực trên bề mặt; khắc laser và in phun xử lý số sê-ri mà màng cố định không làm được. Khi hình in phải chịu được nhiều năm tiếp xúc tay và chất tẩy rửa, trang trí trong khuôn là lựa chọn thắng thế; xem so sánh các phương pháp trang trí nhựa.

Một đặc tả nêu rõ cấu tạo màng (màng nền, độ dày, lớp phủ cứng, mực, lớp liên kết), mác nhựa ép phủ ngược, vị trí cổng phun và các phép thử chi tiết phải đạt. Chỉ riêng hình in không phải là một đặc tả.

Chạy thử bám dính sau các điều kiện phơi nhiễm, không chỉ trên chi tiết mới, và ghi lại bề mặt tiếp giáp bị hỏng: mực–màng, màng–nhựa hay lớp phủ cứng. Phương pháp được trình bày chi tiết trong thử nghiệm chống mài mòn và hóa chất đối với nhựa trang trí.

Thuật ngữ và tài liệu liên quan

• Dịch vụ trang trí và hoàn thiện bề mặt
• Năng lượng bề mặt
• Lão hóa gia tốc
• Đo độ bám dính và độ bền mài mòn
• Khắc laser so với in phun

Ứng dụng vào sản xuất thực tế

The Sabreen Group cung cấp hỗ trợ kỹ thuật độc lập cho việc thẩm định và xử lý sự cố trang trí trong khuôn và dán nhãn trong khuôn. Nếu quý khách đang chỉ định một quy trình, thẩm định vật liệu hoặc xử lý sự cố sản xuất, đội ngũ dịch vụ kỹ thuật của chúng tôi có thể hỗ trợ. Hãy liên hệ để trao đổi về ứng dụng của quý khách.

Câu hỏi thường gặp

Trang trí trong khuôn và dán nhãn trong khuôn khác nhau thế nào?

IMD đặt một lớp màng in đã tạo hình sẵn dày 125–500 µm vào khuôn và ép phủ ngược PC, PC/ABS, ABS hoặc PMMA phía sau, nên màng trở thành bề mặt ngoài của chi tiết. IML đặt một nhãn in phẳng, thường là polypropylene dày 50–100 µm, vào khuôn bao bì và ép đầy bằng cùng loại polymer.

Vì sao mực bị cuốn trôi gần cổng phun trên chi tiết IMD?

Do lực cắt của mặt trước dòng chảy nóng chảy tác động lên mực ở mặt thứ hai. Nguyên nhân thường gặp là cổng phun quá gần hình in, tốc độ điền đầy đặt cho chi tiết không trang trí và nhựa nóng chảy ở đầu trên của dải nhiệt độ. Hãy dời cổng phun, giảm tốc độ điền đầy khi đi qua hình in và in một lớp chất kết dính bảo vệ lên trên mực.

Nhãn IML được giữ cố định trong khuôn bằng cách nào?

Robot đặt nhãn lên lõi hoặc vào lòng khuôn, sau đó điện tích tĩnh điện ghim nhãn vào thép nối đất hoặc các cổng chân không xuyên qua bề mặt khuôn giữ nhãn. Tĩnh điện phù hợp chu kỳ nhanh; chân không dùng khi nhãn không được xê dịch trong quá trình điền đầy kéo dài.

Nhựa nào có thể ép phủ ngược lên màng IMD?

Màng polycarbonate liên kết trực tiếp với PC và PC/ABS, và qua lớp liên kết được in với ABS và PMMA. Polypropylene và polyethylene không liên kết với màng PC; chúng chỉ ghép cặp với nhãn PP hoặc PE trong IML. Các loại có sợi thủy tinh cần lớp in nền mờ đục; hãy thẩm định mọi cặp vật liệu bằng thử cắt ô sau chu kỳ nhiệt và độ ẩm.

---