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发布时间: 2020-08-11 13:41

  金属标牌的制作工艺_材料科学_工程科技_专业资料。金属标牌的制作工艺 在我们的日常生活中,金属标牌很常见,各式各样的金属标牌总 会在不经意间,映入了我们的眼帘,它已经成了我们生活中的一道风 景线。 金属标牌种类非常多,应用的领域非常广泛。它的制作工艺

  金属标牌的制作工艺 在我们的日常生活中,金属标牌很常见,各式各样的金属标牌总 会在不经意间,映入了我们的眼帘,它已经成了我们生活中的一道风 景线。 金属标牌种类非常多,应用的领域非常广泛。它的制作工艺不仅能 制作成各种样式的标牌,还能制作一些精美的工艺品。 我们今天就主要介绍一下常见的金属标牌制作工艺: 一、前期准备 (一)设计 标牌的设计是标牌制作的基础,要求设计人员设计的图,不但要 美观,而且还要适合后道工序的制作。 我们以“某某省 2009 绿色环保企业”为题,做一个砂底纹的银色 标牌,和镭射底纹的金色标牌,为了能更清楚地了解制作工艺,我们 将两块标牌同步进行加工。 1、确定尺寸 打开 coreldraw 做图软件,根据客户要求的尺寸,用矩形工具画 出标牌最外面的轮廓,设置长为 184 毫米,宽为 133 毫米。用同样的 方法再画一个,分别输入合适的尺寸,调好位置,把事先选好的修饰 花边,拖到这个矩形框中的适当位置。 2、选择底纹 底纹在标牌中应用得很多,我们选用两种底纹,一个是镭射底纹, 一个是砂底纹。如果底纹的图案太大,可以先底纹拖到画面的适当位 置后,再将四周多余部分删除。 3、确定内容 标牌的内容比较简单,把环保标志放到左上角,调整一下大小, 然后输入文字,字体要庄重、清晰美观、准确易辨认,排版完成后, 再检查总体效果,这个镭射底纹的金色标牌图就完成了。 只要把镭射底纹换成砂底纹,这样就成了砂底纹的银色标牌图。 (二)出菲林片 菲林片一般送专业出片公司,由他们用激光打印、曝光、显定影 等工艺来获得。我们要做的事是将菲林片取回来后仔细地检查一下, 看看和原稿是否一致,另外菲林片是否干净透彻、线条边缘非常清晰。 (三)下料 1、选板材 制作标牌的金属板材有:铜板、不锈钢板、钛金板等等,每种金 属板材的特点各不相同,可针对标牌的不同风格,选择合适的板材。 不锈钢具有耐锈蚀的优点,是制作金属标牌常用的板材。现在我们选 用的厚度为 0.3 毫米。 2、剪裁及修边 根据设计好的尺寸,在选好的不锈钢板上,每边都放上几毫米的 余量,做上标记点,进行剪裁, 剪裁好的不锈钢板四边往往有毛刺, 要用锉刀把它锉掉,锉完后用手摸一下,边缘光滑,就可以了。 3、清除油污 把不锈钢板放在清水中浸湿后,在表面放上些洗涤灵,用干净的 布擦洗不锈钢板表面的油污三到四遍后,再用清水漂洗,将不锈钢板 表面洗干净了,才不会影响后道工序的顺利进行。 4、吹干 用吹风机把清洗好的不锈钢板表面残留的水滴吹干,不要留下水 渍。 二、蚀刻 不锈钢板标牌的制作,主要采用蚀刻的工艺来完成。它的蚀刻原理 是: 这个代表不锈钢板的厚度,我们先在它的表面均匀的涂上一层耐 腐蚀的感光油墨,在上面放上一张菲林底片,用紫外光进行曝光,穿 过菲林底片上透明部分的紫外光会与感光油墨起化学反应,形成抗弱 碱性的凃层,菲林底片黑色部分下面的感光油墨则不耐弱碱。拿去菲 林底片,把不锈钢板泡在弱碱性的碳酸钠溶液中,不耐弱碱部分的凃 层就会与碳酸钠溶液起化学反应而脱落,这些地方的金属就裸露出来 了,不锈钢板上就会呈现出图案。在它的反面贴上一层防腐保护膜, 把它放入蚀刻机里,用三氯化铁溶液冲刷暴露着的不锈钢板表面,三 氯化铁溶液中的三价铁离子会快速氧化、蚀刻这部分不锈钢板,我们 用微距拍摄可以清晰地看到,局部的不锈钢板被蚀刻下去了。 下面我们分步介绍这一工艺流程的具体操作方法: (一) 表面保护 1、涂耐腐蚀的感光油墨 首先选择 200 目的丝网网版。丝网网版必须特干净,大小适中。把 它牢牢固定在专业的手工网印平台架子上,把不锈钢板放在丝网网版 的中心位置,让不锈钢板的边与对应的丝网网版内框保持 6 厘米左右 的距离,太近和太远都不合适。放在恰当的位置后,用透明胶带粘在 四周 ,粘的时候一定要仔细地用手边粘边压,这样才不会在透明胶 带和网版之间留有气泡,让它们充分接触,在涂感光油墨时不会涂到 不锈钢板外面。中间没粘透明胶带部分正好和不锈钢板的大小吻合, 这样在涂耐腐蚀的感光油墨的时候,位置才会准确。全部粘好后,把 表面再清理一下,以保持丝网网版纱面的清洁。 我们选择一块 1 厘米厚的垫板,把它放在丝网网版与网印平台架 子面板的后面,它们之间的这个距离,这就是网距。一般最好是使丝 网网版张力大,网距小.,这样刮印油墨后能及时弹起。 耐腐蚀的感光油墨在使用前,要调整稀稠度,在冬天,油墨很容 易凝固。可以先把它放在烘箱里烘一会儿。烘箱的温度设置在 88 度, 让它自动控制,5 分钟后拿出来,充分搅拌,没有气泡,像这样了才 能使用。 准备一把斜面有弹性、平整、无缺口,表面干净的橡胶刮板。 把适量的感光油墨,放在丝网网版的纱面上,形成一个条状,就可 以用刮板开始刮了,刮的时候,用力要合适,速度也要恰到好处,刮 1 到 2 遍后,把丝网网版掀开,如果印在不锈钢板上的感光油墨厚薄 非常均匀,就可以用手托在它的反面,把它拿出来,注意不要将涂有 感光油墨的那面弄脏。 要说明的是, 经常会遇到这样的情况,刮 2 遍后,效果还是不 好,那就要放弃了。否则油墨太厚也是不行的。 在 30 度左右的温水中,加入适量工业用弱碱性的碳酸钠,比例大 约是 20:1,搅拌均匀后放入感光油墨没有涂均匀的不锈钢板,涂层 很快就会脱离不锈钢表面,再用干净的布把感光油墨彻底擦掉,然后 用清水漂洗,用吹风机吹干,就可以重新再印了。 2、烘干 把涂好感光油墨的不锈钢板放在烘箱里,温度设置在 88 度,烘的 时间为 15 到 20 分钟。烘干后,把吹风机调到冷风档,给不锈钢板降 温,也可以让它自然降温。 (二) 曝光 下面到 kR-B1 型单面真空曝光机上进行曝光。 先接通电源,控制面板上的电流表显示为 8 安-10 安,将机器预热 3 分钟左右,即可正常工作。将菲林片与不锈钢板对齐并使两者充分 接触,然后让不锈钢板在上面,菲林片在下面,平稳地放在单面真空 曝光机工作台面上。 这个导气管是用来吸真空的,把它放在不锈钢板的一边上,它的 作用是将盖板中间的橡皮与不锈钢板之间的空气吸走,使不锈钢板下 平面压紧菲林片,这样可以保证曝光时的清晰度。 合上盖子,锁紧挂扣,按下真空按纽,机器就开始抽空真空。 把曝光时间设定在 45 秒,轻点一下快门按纽,此时,时间继电器 开始计数,kR-B1 型单面真空曝光机里面的紫外线光就会透过菲林片 的透明部份对感光油墨进行着曝光。到了 45 秒后,快门自动关闭, 曝光结束,时间继电器自动清零。 关闭真空按纽,打开锁紧的挂扣,等真空表基本归零才可以掀开 盖板,取出不锈钢板和菲林。这就是曝光后的不锈钢板,用肉眼看上 去,没有任何变化。 要注意,曝光工作完成后,一定要过 5 分钟,让曝光机内的灯管 冷却后,再关闭总电源。 (三)显影 在 30 度左右的温水中,加入碳酸钠,按 20:1 比例配制溶液,搅 拌均匀。把曝光好的不锈钢板放入弱碱性的碳酸钠溶液中,没有被曝 光部分的油墨,因不耐弱碱就会起化学反应而脱落,用柔软干净的布, 轻轻擦洗,图案就慢慢显现出来了。显影结束后,把不锈钢板上残留 的碳酸钠冲洗干净,用吹风机吹干。 (四) 修版 对于显影后的不锈钢板要认真进行检查,图案上涂层部分如有斑 点或破损处,可以用牙签沾上感光油墨进行修补。如果修补不好,那 只能退回前道工序全部返工。 (五) 坚膜 把修好版的不锈钢板,放入烘箱里,把烘箱温度设置在 88 度,这 样可以增加图案上涂层与不锈钢表面的结合力,并提高其表面的强 度,这就叫坚膜。过 10 到 15 分钟,把它拿出,吹冷,也可以让它自 然降温。 在坚好膜的不锈钢板反面贴上防腐保护膜,.使反面不会受到蚀 刻,保证它的平整。 (六) 蚀刻 接下去我们要在 KR-J1 精密摇摆蚀刻机里进行蚀刻。 1、配液 用作蚀刻剂的是三氯化铁溶液。它的波美浓度在蚀刻环节中非常 重要,直接影响到蚀刻的速度。合适的波美浓度是 38 到 40 度之间。 测量浓度的方法是;将三氯化铁溶液倒在细长的量杯中,插入波 美计,挨着液面的数值就是它的波美浓度。 现在的波美浓度是 42 度,有些太浓,我们可以加水进行稀释,搅 拌均匀后,取样重新进行測量。如果波美浓度太低,则可加入高浓度 的三氯化铁溶液。波美浓度调配合适后,倒入蚀刻机的箱体内,把盖 子盖好。 2、开机 蚀刻机使用的是 380V 电源。打开电源开关,电源指示灯亮。启动 酸泵,让三氯化铁溶液在机器内循环,观察温度表最高不能超过 50 度。按下传送带开关,进行整机试运行。 3、试刻 这台精密摇摆蚀刻机传送带可以无级调速,冲刷时间的长短可以 在这里进行调整。 蚀刻机运转正常后,先在入料口放一块试刻用的不锈钢板,传送 带会把它缓慢的送入机器内部。按下蚀刻开关,机器内的喷嘴就开始 喷出三氯化铁溶液,它的压力基本上是恒定的。三氯化铁溶液不断地 冲刷不锈钢板的表面,溶液中的三价铁离子快速氧化不锈钢板,不锈 钢板就被蚀刻下去了。 冲刷时间的长短就决定了蚀刻的深度。 提示:如果蚀刻太深,要提高传送带前进速度:如果蚀刻太浅, 要降低传送带前进速。 大约 3 分钟后, 我们可在出料口拿到试刻的不锈钢板,用手试 摸一下蚀刻的深浅程度,如果手指上感到有点高低的感觉,这时的深 度在大概在 0.1 毫米,就可以开始正式蚀刻。 4、正式蚀刻 把坚好膜 并在反面贴上了防腐保护膜的那二块不锈钢板放在入 料口的合适位置,按下蚀刻开关,蚀刻机就开始对不锈钢板进行蚀 刻, 3 分钟后,我们就在出料口看到了的这两块不锈钢板,仔细检 查一下,像这样就达到了我们要求的蚀刻效果。 5、褪膜 先把蚀刻好的不锈钢板放入清水中,用干净的布将三氯化铁溶液 洗去。然后放入另一个盛有清水的容器中,摆动几下,将表面洗干 净, 再把不锈钢板反面贴的防腐保护膜撕掉,将这二块不锈钢板, 放在盛有固体氢氧化钠的容器里,按 1:10 左右的比例加入七、八十 度的热水,摆动容器,使氢氧化钠充分的溶解。我们可以看到,两块 不锈钢板上残留的膜都会慢慢地全部退去。摆动到水温为二、三十度 了,才可以拿干净的布将它们擦洗干净。再把不锈钢板放入盛有清水 的桶中进行漂洗。 蚀刻好的标牌半成品就是这个样子。让它自然晾干就行了。 三、后期处理 要把标牌半成品加工到成品,后期处理也是必不可少的。 这个环节主要是电镀。电镀是指借助直流电的作用,让金属的半 成品在溶液中进行电解反应,从而在它的表面,均匀地附上一层薄薄 的别的金属或合金。现在各地政府都规定,电镀只能由专业的电镀公 司来进行。因此对于电镀,我们只是简单的介绍它的工艺流程。 (一) 电镀 电镀前,先在标牌半成品预留的地方,用台钻钻个小孔,把能导 电的铜丝从小孔中穿过一小段绑好,另一头留出足够的长度。 电镀一般有多个环节组成,可根据需要进行。 电镀前 4 小时将电镀槽的总电源开启,进行预热。 1、电解除油 不管镀什么,我们都必须将在前面加工过程中,在半成品表面残 留的油污彻底除干净。而电解除油的效果非常好。 我们把镭射底纹的标牌半成品放入池里的除油溶液中,把上面一 端的铜线绑在这根铜管上,让铜线与铜管充分接触,保证导电良好。 把温度设置为 58 度,时间调成 300 秒,电流设定为 10 安。 现在可以看见池里的溶液在不停地翻滚,这说明正在发生化学反 应。300 秒到了后,电流自动断开,取下镭射底纹的标牌半成品,按 着顺序分别在 5 个小槽的蒸馏水中漂洗干净。 2、镀镍 把电解除油后镭射底纹的标牌半成品,放入绿色的氯化镍溶液中, 和上道工序一样操作。设置温度为 25 度,时间为 300 秒,电流为 10 安,氯化镍溶液就开始与镭射底纹的标牌半成品发生化学反应了。300 秒后,再同样将它按着顺序分别在 3 个小槽的蒸馏水中漂洗干净。 3、镀铜 镀铜方法和上面的镀镍一样,蓝色的溶液是氯化铜。这时的设置, 温度为 28 度,时间为 300 秒,电流为 10 安,镀后把它按着顺序分别 在 3 个小槽的蒸馏水中漂洗干净。 4、镀银 把镀完铜的镭射底纹的标牌半成品,放入硝酸银溶液中,设置温 度为 58 度,时间为 300 秒,电流为 10 安,镀后也将它按着顺序分别 在 3 个小槽的蒸馏水中漂洗干净。 5、镀金 在镭射底纹的标牌半成品的铜线上夹一个导电夹,再把镭射底纹 的标牌半成品放入氰化金钾的溶液中,设置温度为 52 度,时间为 30 秒,电流为 5 安,用手提着铜丝,让镀了银的标牌在溶液中来回摆动。 最后把它提出来,按着顺序分别在 2 个小槽的蒸馏水中漂洗干净就可 以了。 现在看看,镭射底纹的标牌半成品变的金光灿灿的了!这时镭射 的底纹也更明显了。 砂底纹的标牌只要求镀银。那么它与镭射底纹的标牌镀金在电镀 环节上不同的,只是少了个镀金的环节,其它的环节中,顺序、温度、 时间、电流等全部一样,因此我们就不单独介绍了,看看镀银后的效 果吧! (二)包装 1、剪边 标牌电镀结束后,还要将半成品上的余量切掉。把标牌半成品放 在剪扳机的合适位置,在上面盖一张纸板后再剪切,以免把标牌表面 的电镀划伤。 这就是剪后好的样子。 2、选择装饰板 标牌后面的装饰板,是放置、安装标牌不可缺少的组成部分。它 能使标牌更加完美。 我们挑选这样几块表面没有划痕的仿红木装饰板。 3、粘板 在选好的装饰板上,量出并标记好标牌要粘贴的位置。 在装饰板上粘两条双面胶带,在四个角和中间位置挤些玻璃胶, 撕掉双面胶带上的保护纸,把不锈钢板粘在装饰板上,用力压紧,平 放 5 分钟以上。 到这里,我们的这二件作品算是完成了,怎么样,还不错吧! 4、保管 把已完成的作品,装入包装袋,妥然保管好。 四、其它种类的标牌 人们常把把产品的标牌比喻成是“产品的窗口”。这形象地说明 了用户能通过标牌了解产品的相关信息,说明了它的重要性。在机械 制造中各种规格的产品标牌那是不可缺少的。 产品标牌制作工艺一直到蚀刻为止,都与前面完全一样。 我们就从蚀刻后,把标牌半成品上的三氯化铁溶液清洗干净,但 不退膜,直接进入上色工艺说起。 产品标牌上色一般采用的是电泳上色工艺,上色机所使用的是带 色的阴极电泳涂料。我们这次用的是黑色。 上色前,将负极接在导电的极板上,正极接在标牌半成品中间保 护膜缺口处,要保证标牌半成品导电正常。然后用手提着导电夹的绝 縁处,把标牌半成品放在黑色的阴极电泳涂料中,打开电源通电,将 时间设定为 40 秒,时间到后,上色机会自动断电, 标牌的色就上好 了。用水将多余的浮色冲洗干净后,放入烘箱,温度设置为 88 度,加热 20 分钟,固化漆膜。 在干净的容器里加入固体氢氧化钠,把上好色的标牌放在上面里, 再按 1:10 的比例加入 80 度左右的热水,摆动容器,在氢氧化钠固 体充分溶解的同时,标牌半成品蚀刻后留下来的感光膜也就慢慢地被 腐蚀下去了。摆动半分钟后,取出标牌,用水洗净残留在表面的腐蚀 液。 黑白分明的标牌在自然干燥后,裁好边,就可以成为产品的窗口 了. 还要强调一点,这个标牌制作工艺,除了可以单面蚀刻外,也可进 行双面镂空蚀刻。这在工艺品制作中非常有用。如果我们做二张相同 的菲林片,再把二面都涂上耐腐蚀的感光油墨的金属板插在中间,在 KR-B2 双面真空曝光机中二面同时曝光,在蚀刻机里上下同时蚀刻, 时间略长些,金属板就会被刻穿。就能做出这样精美的工艺品来。 总之,标牌的制作手法是多式多样、多姿多彩的,只要能多动脑, 多实践,我们相信,标牌制造业也能使我们的明天更美好。