型創科技／羅偉航 應用工程師
前言
隨著汽車製造領域的發展和創新，越來越多的新工藝被應用到汽車製造上。為了得到諸如閃爍珠光和金屬質感等豐富外觀的效果，通常會使用油漆噴塗工藝進行後處理，來保證塑膠件有較好的外觀效果。該工藝的缺點是在噴塗的工藝過程中，會對環境造成很大的污染，且工藝較繁雜。近年來，世界各國都提倡環保，因此許多企業都趨向環保的方向發展。因此「免噴塗材料」的概念應運而生。只需要通過直接一次射出成型即可達到噴塗所需要的外觀效果，包括高光、珠光效果、金屬質感等效果，而不需要額外工序對產品進行塗裝。
免噴塗在汽車中的應用
免噴塗材料的應用範圍廣泛，從電鍋、冷氣、洗衣機等家電面板，到汽車踏板、手套箱、立柱飾板、側裙等汽車飾件都可以看到免噴塗材料的應用。
汽車內外飾產品是免噴塗材料的重要應用領域，汽車的內外飾產品通常具有產品結構大，機械性能要求高、功能化要求高等特點。對於應用於汽車產品的免噴塗材料也提出了不一樣的要求。而使用免噴塗材料的理由，除了免噴塗材料的可回收性有助於環保戰略的實施外，更重要的是可降低成本，使汽車更加輕量化。免噴塗工藝直接通過射出一次成型即可得到外觀良好的效果，減少了傳統噴塗的繁瑣工序，降低人工成本。免噴塗材料比一般的材料價格高10%左右，但是相比使用噴塗工藝，額外購置噴塗油漆的費用，使用免噴塗工藝可使汽車企業的成本下滑20%~30%。再者採用免噴塗材料生產汽車零部件也是實現汽車輕量化、節能化的有效途徑之一。
免噴塗材料在汽車領域應用存在的問題
對於免噴塗材料製品來說，免噴塗材料中金屬色粉的取向是影響成品外觀的重要因素。目前汽車製造領域中，免噴塗材料所產生的外觀缺陷主要為熔接痕和流痕，容易在產品表面上形成不同光澤痕跡，導致產品外觀不良。其表面不良痕跡出現的區域，大都落在熔接線、補強筋背面、主平面流痕。當產品有孔洞或厚薄不均的結構時，熔膠在流動到這些區域的時候熔膠會產生分流。當兩股或多股熔膠匯合的時候，由於兩股熔膠的前沿溫度不一樣，且溫度較低。導致匯合的時候高分子鏈無法很好的融合在一起，從而產生熔接痕。而兩股熔膠的匯合導致金屬粉的取向發生變化，使外觀面黑線更明顯，如圖1。
在塑膠件的外觀面盡可能使金屬粉在相同的取向作用是保證免噴塗零部件光學外觀一致性的關鍵。圖2為金屬粉取向方向對光線反射的原理。當金屬粉取向與產品厚度方向相同時，光的反射光強較強，在目視的效果就呈現較好的金屬質感。而當金屬粉取向與產品厚度方向不同時，光的反射光強較弱甚至直接穿透金屬片，此時目視的效果就會較差（圖3）。取向不一樣的金屬粉就會導致有色差的情況出現，從而產生所謂的黑線（黑痕）。
圖2：金屬粉取向與產品厚度方向相同 
圖3：金屬粉取向與產品厚度方向垂直
結語
從環保意識出發，低成本、綠色的汽車製造工業發展，會隨著未來對免噴塗技術的深入研究和開發，使免噴塗技術的使用越來越普遍。
目前該技術需要克服的地方在於免噴塗材料的射出成型，對填充物的取向敏感，容易產生熔接痕等黑線的缺陷。需通過設計均勻的產品壁厚、減少薄壁的結構，合理控制加強筋與孔洞的數目來減少黑線產生的風險。
參考文獻
- 免噴塗外觀美學樹脂的應用_林潔龍
- 免噴塗射出機的成型品質及應用概述_楊北京
- 免噴塗技術在汽車射出工業的應用_唐宇航