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大卫逊工业设计基础工艺——拉丝及其工艺

大卫逊工业设计基础工艺——拉丝及其工艺

关键词: 铝板
拉丝可根据装饰需要,制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。
  直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦(如在有*现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷)获取。改变不锈钢刷的钢丝直径,可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理:采用两组同向旋转的差动轮,上组为快速旋转的磨辊,下组为慢速转动的胶辊,铝或铝合金板从两组辊轮中经过,被刷出细腻的断续直纹。
  乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下,使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工,对铝或铝合金板的表面要求较高。
  波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动,在铝或铝合金板表面磨刷,得出波浪式纹路。
  旋纹也称旋光,是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上,用煤油调和抛光油膏,对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。

螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机,将其固定在桌面上,与桌子边沿成60度左右的角度,另外做一个装有固定铝板压茶的拖板,在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动,在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。  

塑胶件的表面拉丝一般是通过烫金来做的,在烫金机的高温高压作用下,将烫金膜上的物质转移到塑胶表面。选用不同的烫金膜,可得到不同光泽和粗细的纹路效果,这种工艺在影碟机面板上用的很多。现在在视听产品上用的很多的魔术镜面装饰件,就是在PMMA板材上烫印的反光膜(也有用电镀的)。铝材表面处理除拉丝外,还常用喷沙工艺,同样可以起到掩盖划痕和美化外观的作用

另外还有一种“烫金”工艺(电化铝转移),可以在塑料件的表面也做出类似这样的效果来。  
1、有关烫印板,即施压头部份的材料选取,以红铜材料为最佳,因为红铜散热性、传热性比较好,在金属中属于中性材料,既不太软也不太硬,不仅便于加工,有一定弹性,耐用性很好;不过实际使用时,很多厂商为降低材料成本,选择的多是铝合金印板,这样在烫板制作成本上可以省一些,不过因为铝材太软,使用寿命差,如果批量很大,用一段时间还得重新制版,制版费也不便宜了,所以应该要综合考虑材料选择问题。
  
2、有关烫印工艺条件方面比较容易理解,就是烫印压力、烫印温度和烫印时间。
  
3、最重要的就是烫金原材料的选择,即烫金纸,选择时要注意与不同的烫印基材相匹配才行,并非一种烫金纸就能通吃所有的材料,这主要是关系到热转印时的粘着牢固度的问题。


两种工艺适用的场合不同,拉丝适用于板金件,而烫金适用于纸、塑料、织物类,如果要做比较的话,还得考虑模具及结构设计的不同所引起的其他成本变化才合理。如果单纯做个简单比较,比如上面SONY面板的拉丝与烫金成本的话,拉丝会略微便宜一些。但我想在材料变化时所引起的其他成本差异远超过这个成本量了。在及强调外观的场合,也有电镀后拉丝的,不过电镀层要厚,拉丝深度也要控制合理,当然成本提高了
现在一般的铝合金产品表面并不是电镀,而是通过氧化出的各种颜色。
阳极氧化听说过,针对铝材的话,主要是加强其表面的硬度(一层陶瓷),增强抗摩擦性能。压铸件当然也可以做表面氧化处理,表面哑光是可以做到的,但磨砂的效果是要通过喷砂工艺实现的,是表面氧化处理的前期工序,喷砂工艺简单介绍一下:
喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面,以符合光泽柔和等特殊设计需要。同时,可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。喷砂通常在专用喷砂机内进行。根据砂面粗细程度的要求,选择适当目数的石英砂,喷制成适当的砂面。均匀适度的喷砂处理,基本上可以克服铝材表面的常见的缺陷。

铝合金一般用阳极处理,其工艺大约与电镀相反,是一种电化学的阳化处理, 在金属表面生成AL2O3,是一种比较硬的稳定化合物,同时可以染不同的颜色。或做双色阳极,经封处理后,表面手感较好,如结合laser雕刻,photo etching, 可做出不同效果;
表面拉丝一般在金属上做,主要是起装饰作用,也可用于塑件,一般用电铸或chemical etching的方法来做模仁,然后电镀。

   什么是镁铝合金表面拉丝处理后,会不会有凸凹效果,若不需要着色,是不是就不需要阳极氧化?
   拉丝所得到的效果会有极细微的凸凹效果,但不管是否需要着色,通常是需要表面氧化处理的,氧化处理的目的是得到一层保护膜,以防自然氧化,而且氧化膜的表面硬度也比原材料高,可以起到保护作用,不需要着色的话,可以选用无色透明的阳极氧化膜。 着色确实是与氧化同时进行的,但也确实称其为该工艺的后处理,其意思是之其附加在该工艺中进行的(不进行也可以)。 阳极氧化着色的表示方法是H.Y.ZX(X代表具体的颜色),小数点把它分成三部分,第一部为镀覆方法(H表示化学的方法),第二部分表示镀覆特征(Y氧化),第三部分表示的是后处理(ZX着色)。具体的可看GB1238-76(不知有没有更新的国标)。 普通的阳极氧化(不着色)表示为H.Y。 拉丝阳极氧化着色可表示为Y/H.Y.ZX,Y代表拉丝(拉丝的符号表示我还还没查到),/表示前后是两种工艺。 着色的方法各有不同: 一是在处理液中添加颜料,该产品的红和兰色一般是这样, 二是添加一些显色剂,比如草酸等 三是以上两种都添加。 电解着色,是导电氧化,一般铝板导电氧化成金黄色。

    拉丝是否必须在平面上方可进行?
    拉丝在平面上比较容易加工,或者是曲率比较小的曲面也可以做,曲率较大时的加工质量就不好控制了。 拉丝处理是要在冲压之后再做的,属于表面处理工艺了。 拉丝可根据装饰需要,制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种。  
    喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面,以符合光泽柔和等特殊设计需要。均匀适度的喷砂处理,基本上也可以克服铝材表面的常见缺陷。 对外观零件,不管是用拉丝还是喷砂,通常都是需要再做表面氧化处理的。至于是选择哪种加工工艺,应该是与造型相关要考虑的一个问题,两种工艺可获得的表面质感还是有差别的。 另外有一种工艺和喷砂接近,但是用的是一种化学腐蚀的方法进行,俗称化学烂砂处理或者化学砂面腐蚀,尤适用于铝材表面处理,其砂面的均匀性远优于喷砂处理。化学砂面腐蚀分酸性腐蚀和碱性腐蚀。 通过不同的腐蚀溶剂和砂面剂可以获得不同的表面色彩和砂粒粗细度。
   1.铝合金的氧化着色是小型机电产品常用的一种表面处理工艺,其作用主要是增强产品表面的抗蚀能力(如发黑、发蓝)和使产品具有装饰效果(如均匀一致的各种颜色)。
   2.铝合金的氧化着色效果与铝合金的材料成分和工艺参数有关。
   3.铝合金表面氧化着色后通常还有后续处理工艺,使整个产品更具美观性。如此款MD播录机上的“SONY"标志采用了高光切削,使之具有立体高光亮效果,其余平面文字(图案)则采用丝网印刷工艺。
   4.此款MD播录机还采用了拉丝后氧化着色的表面处理工艺

金属拉丝工艺

常见广告说采用金属拉丝工艺,不知所云,这种工艺有什么特色吗?
没有那么悬乎,其实很简单: 金属表面拉丝可以很好的掩盖生产中的机械纹和合模缺陷而已.
最简单的拉丝就是在一块面板上用砂带机打出直丝,再做固定处理(氧化,钝化,镀膜或者喷涂)
现在有很多做拉丝处理的机器,但原理就是这个,不过自动化,专业化更高了

为了突破设计师对装饰材料运用的限制,满足更多创意上的需求,开发设计出的金、银拉丝饰面金属板。此类产品有金拉丝、银拉丝、雪花砂、喷砂表面,能将金、银色等在其它板材类难于表现之重金属感得以充分体现。 金、银拉丝饰面金属板采用的主要金属材质可分为铝、铜与不锈钢三大类,以其原金属形态的质感,光泽与特性,加以雾面、镜面、立体的、浮雕的和特殊的木皮金属缕空面等各种不同表面处理。按照设计者在不同场合展现出具有金碧辉煌之效果。 金属板的表面,皆具有防锈,抗氧化,抗刮损,抗化学试剂及抗烟灼等特性。外观上,由于产品本身特殊的亮丽表面,为避免因磨擦而使之失去光泽,建议运用于较少摩擦之水平表面,或是一般的垂直面。此外,建议使用在干燥,或不会常遭淋湿,湿气不至过重的地方,以维持产品的稳定性。

拉丝工序工艺要求

拉丝工序
(拉丝+连续退火)工序 →老工艺:拉-地坑退火,软硬不均、耗电大、效率低;连拉连退则效率高,软硬均匀。
(1)原材料:φ8.0±0.4mm电工圆铜杆;φ9.5±0.5mm电工圆铝杆。
圆铜杆可以是光亮杆或无氧杆。内在质量:铜杆20℃电阻率:T1或TU1  R型应 ≤0.01707Ω.mm2/m
T2、T3或TU2  R型应 ≤0.017241Ωmm2/m;断裂伸长率:T1或TU1  R型应 ≥40%       T2、T3或TU2        R型应 ≥35%
铝杆20℃电阻率:A2铝杆≤0.02785Ω.mm2/m,A4、A6、A8铝杆≤0.02801Ω.mm2/m ;断裂伸长率:A2≥12%,A4≥10%,A6≥8%,A8≥6%;铝单丝抗拉强度:LY4型:95-130 N/mm2  LY6型:115-165 N/mm2  ,
20℃电阻率:统一≤0.028264Ω.mm2/m ;
(2)模具:铜拉每道用钻石模或聚晶模;铝拉最后两道模用聚晶模或钻石模,其它用钨合金钢模。
(3)铜拉丝润滑液:拉丝润滑剂+水,油脂含量10-15%,碱含量0.2-0.4%, 润滑液温度应不超过65℃。
(退火用的冷却液:可用0.5-1.0 %肥皂水,由公用循环系统供应)。    铝拉丝润滑液:铝大拉用高速铝拉丝油;十模拉丝机一般夏季用52号过热气缸油,冬季用38号过热气缸油或用混合均匀的60%黄油+40%机油;成品模及其后两个过桥模油盒内可加少许清油或工业猪油,达到单丝表面圆整、光亮。
(4)工艺参数:铜、铝线退火温度通过调整“退火电压V”和“退火电流A”来控制。(电力电缆用铝单线要用LY4-LY6型铝单丝→相当于半硬铝线,所以也要退火;供LJ和LGJ用的圆铝单线为H9状态、LY9型硬圆铝线,不需退火)。
连续退火采用“接触式电阻加热方法”,通常称接触式或电阻式连续退火。 “退火电压V”和“退火电流A”主要与退火装置的功率、线径大小、出线速度、接触轮直径等有关。都出于欧母定律(I=V/R) ,一般地说,线径越大,出线速度越快,退火电压和退火电流也越大;反之越小。生产中验证退火电压、电流是否合适的最好办法,就是通过检验铜、铝单线的退火质量是否符合标准要求来确定:16-35kV电缆用TR型圆铜线,经(拉+连退)出来应当是TR型。除表面应光洁、无氧化等缺陷外,20℃电阻率应 ≤0.017241Ω.mm2/m(即100%IACS导电率),≤3.00mm单丝断裂伸长率 ≥28%;        
>φ3.00单丝≥32%。
连续退火的TR型圆铜线,本应退火均匀一致,否则会手感为软硬不均—-会直接影响导电线芯的绞制质量和导体电阻。
经连续退火软化所得LY4-LY6型电工硬圆铝线,20℃电阻率应≤0.028264Ωmm2/m;(即61%IACS导电率),抗拉强度应在100-130N/mm2 。→★由于交联管内温度有300-400℃,所以若硬铝线不退火,从交联管出来后也能变软,但只能达到LY6状态,要达到LY4状态,则必须事先退火。
不用退火的架空导线用LY9型硬圆铝线,φ1.25-5.00,最小抗拉强度应为200-159 N/mm2, 20℃电阻率要求≤0.028264Ωmm2/m;此外,卷饶试验要合格。→单线表面应光滑洁净,不得有毛刺、裂口、槽子、油污及波浪线等缺陷。
(5)检测要点:
测量器具:0-25mm,0.01mm分度外径千 [1]分尺;0-125mm,0.02mm分度游标卡尺+(试验室用电桥、拉力机等)。
使用须知:在检定有效期内用→测量前校对零位→测量面要垂直于被测线材轴线(指斜卡和弯曲部位不宜)→量具忌见水、油和敲打、乱放以及动态测量(测挤塑层外径例外)→用后要经常擦拭量具上的污点,上油防锈。
单线直径测量:在垂直于试样线轴的同一截面上,在相互垂直的方向测量,至少在试样的两端和中部共测量三处。(3处×同一截面相互垂直2点 =→ 6数据)→取算数平均值为结果。
尺寸偏差 = 试样的尺寸标称值与实际测量平均值的差。(工艺卡规定单线不允许取负公差)
f值(即不圆度)测量:在垂直于线材轴线的同一截面上测得的最大和最小直径之差称之。应测量三处,取最大差值作为结果。(以差值不超过有关产品标准的规定值为合格)
LY9型硬圆铝线卷饶试验:试样在于自身直径的圆棒上紧密卷绕8圈,退绕6圈之后,重新紧密卷绕,用正常目力(2×1.0)检查,铝线应不裂断,但允许铝线表面有轻微裂纹。  
电阻率和机械性能试验项目,由理化室完成,详按《试验方法》和《检测设备操作规程》进行测量和计算。


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