采用模内装饰技术的手机面板注塑模具设计
塑 料
王薇莉等——采用模内装饰技术的丁．机llii板注明模具设计 2009年38卷 第2期
采用模内装饰技术的手机面板注塑模具设计‘
王薇莉。胡在京。陈利民
(四川大学高分子科学与工程学院，四川，成都6l0065)
摘要：针对传统手机面板多次成型工艺的不足，结合实践经验，通过比较分析，合理设计了用模内贴膜技术成型的
手机面板注塑模具。介绍了模内贴膜技术的特点及工艺流程。该模兵具有结构紧凑，成本低廉，成型周期短等特点，
且有效解决了传统成型工艺成型手机面板的不良品质与使用问题。
关键词：模内装饰；手机面板；预压成型；注射成型；成型周期
中图分类号：TQ320．662文献标识码：A文章编号：100l一9456(2009)02一0101一03
五njecti仰Mold Design for Mobile Phone She¨Used In·MoM Decoration Technology
WANG Wei-1i，HU Zai-jing，CHEN Li—min
(College of Polymer Scienee and Engineering，Sichu舳Unive硌时，Chengdu，Sichu鲫610065，china)
Abstract：According to tlle deficiency of mc伽ldition multiproce8sing，tlle injection mold for mobile phone Bhell by high
technology of in—mold decomtion w船designed阳酗onably in accord8nce with tlIe experience in pr∽tice．The pr∞e8sing and
cha阳cteri8tic of IMD were p坤8ented．The injection mold had a reasonable stnlctum，a low cost，and the problem of quality and
using for tradition pmduction were a180 r8ve¨ed叫t e矗jcienny．
Key words：in-mold deco腿tion technology；mobile phone 8heU；compression molding；injection molding；moulding cycle
模内装饰技术(In-Mold Decomtion)是目前国际风行的一
种注塑与表面装饰为一体的成型技术，其产品集装饰性、功能性
于一体，制品标饰可在模内一次成型，减少了电镀、喷漆、丝网印
等用于手机面板的装饰性后加工工艺?。
mD技术最初用在成型手提电话的键盘上，而近年来开始
应用在整体手机面板的制造上。本设计采用IMD技术，有效解
决了传统手机面板加工中的问题，如表面硬度不高、易磨损、生
产周期长、制作成本高等缺点口】，提高了面板表面硬度。与传
统成型技术相比，既达到了较高硬度又节约了原材料；在本设
计中，标饰在塑料与薄膜夹层中间，从而获得极佳的耐磨与耐化
学侵蚀性能；采用一次成型，与传统工艺的多次成型相比，生产
周期短、成本低。
1手机面板制品分析“
目前，采用IMD技术的手机面板有两种情况：一种是防护
屏和机身为一体结构；另一种是防护屏和机身分开，后者可以起
到防尘的作用，且减少成型工序、节约成本，所以文章采用了这
种较优化的结构。
手机面板材料为ABs／PC合金，制品厚度为o．8姗，由于
ABs具有优异的成型加工性能，能够更好地满足成型薄壁制品的要
求。注射成型熔体温度为240一250℃，模具温度控制在50一∞℃。
贴膜材料为Pc膜，为了保证薄膜与壳体的配合，根据表面
弧度和面积、薄膜的附着力、边缘的吻合情况，选膜厚度为
O．25 mm【3】。首先利用Pc材料较好的耐摩擦性、透明性、耐腐
蚀性、收缩率小等优异性能，其次利用了PC材料与油墨优异的
结合性，使油墨能稳定地和薄膜成为一体H’。本设计采用美国
通用电气公司Lexanl9l型PC薄膜。
所设计的产品二维结构图如图1所示。
·收稿日期：2008一09一11
作者简介：王薇莉(1983一)，女，在读硕士，主要研究方向为塑料成型新工艺及新设备。．
通信联系人：胨利民。E·mail：∞upolymer@yah∞．com．cn。
圈l手机面板结构匪
一lOl—
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2009年38卷 第2期 王薇莉等——采用模内装饰技术的手机面板注甥模具设计
由于产品是薄壳零件，需避免尖锐边缘；制品边缘由于需要 过薄膜模压成型、模切废边、注塑成型三个环节得到最终制品坤’：
贴膜处理，其倒角半径为O．25 mm，以防止注塑时产生皱纹¨]， 1)装饰膜的3D预压成型：把2D—film压成像模具的3D-film
制品部件的表面结构由模具表面结构所形成。 造型；
2 模内装饰工艺流程 2)冲压裁切：将3D-film嵌入仿型模具中，切去四周余料；
IMD技术首先是将一块已经印刷、涂覆或染色的薄膜预压 3)注射成型：将3D—film用机械手置入模内后，再作注射加工。
成型为一定形状，修正后，通过机械手放置在注塑模具型腔里， lMD成型的一个具体生产周期如图2所示。
注射一种与其有良好相容性的基体材料，得到制品，即IMD要经
I装饰薄膜的印刷I—l薄膜的预成型l—I装饰薄膜精确切栽I—l装饰薄膜置入模具I—l注塑成型l—l成品l
圈2 IMD生产周期
IMD的预压成型对之后的注塑工艺有很大的影响，对于曲
面图形必须进行预压成型处理，否则印刷好的薄膜就无法准确
放入注塑模内，同时注塑成型时薄膜也易产生错位。在热压成
型中温度控制很重要，要控制模具的温度在110℃左右，定形时
间在40 s左右‘“。在成型时要保持模具设定的温度，温度过高
易造成油墨粘模，过低则达不到成型效果。定模上设有定位针
孔，热压成型时将薄膜上的定位针孔对准薄膜上的针孔。
3 手机面板注塑模具设计
注射成型是lMD技术的最后一道工序，其模具的设计是影
响制品的关键因素之一，模具设计要考虑以下几个问题¨J：
1)注塑模凹模型腔要与预压成型模凸模形状保持一致，凹膜型
腔的深度比成型模凸模的高度高一个片材的厚度；2)注塑模型
腔表面应具有一定的表面粗糙度，以保证片材与模腔的接触状
态；3)最关键的是要合理设置注塑模浇口的位置、形状、大小和
注射口之间的通道，以确保成型过程中树脂快速、均匀填充，同
时减少高温树脂对油墨的影响。
3．1模具结构
考虑到手机的销售量和废品率，模具寿命等因素，采用一横
两腔的结构。考虑到斜顶和顶杆的排布，采用尾对尾的排布方
式。模具结构如图3所示。
l一定模底板；2、22一圆柱销；3一定模板；4、15、26—28一内六角螺钉；5一主流道衬套；6一限位圈；7一弯曲浇口镶块；8一动模板；9一斜顶块；lo一复位杆；
ll一吊环；12一动模垫板；13一斜顶导滑块；14一斜顶顶杆；16一顶杆；17一顶杆固定板；18一顶板；19一z型拉料杆；
20一导套A；2l一导柱A；23一动模顶板；24一限位钉；25一水嘴；29一导套B；30一导柱B；3l一密封条；32一垫铁。
圈3注塑模具结构图
其工作原理为：在开模时，注塑机移动模板8后退，带动模
具动模部分整体后退，模具从分型面处打开，然后利用注塑机上
的顶出机构推动模具顶出系统运动。此时，直接顶在制品上的
顶杆16顶出制品，而斜顶14在斜顶顶杆的作用下作斜向运动，
既起到顶出制品作用，又能使制品上的卡扣脱模。
3．2修饰膜在模具中的定位
预成型后，修饰膜具有和定模型腔一样的形状，用机械手将
修饰膜送人模具中，这种精确配合的形状将薄膜很好地定位在
注塑模具中，定位后通过抽真空的方式，将薄膜紧紧吸附在定模
型腔上。
3．3 真空密封
由于修饰膜通过抽真空的方式吸附在凹模上，则必须在定
模板上铣出抽气槽，在型腔开通抽真空小孔，孔的结构图如图4
一102一
所示。所以必须考虑定模板和定模底板结合处的密封。目前密
封方式主要有两种，即油密封和密封条密封。为了保持较好的
真空度，本设计采用密封条密封的方式。在此模具中的动模板
周围开设一条宽6 mm的沟槽，将圆形密封材料压镶到槽内。
万方数据
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手薇莉等——采用模内装饰技术的手机面板注甥模具设计 2009年38卷第2期
3．4浇注系统的确定
手机面板的质量要求较高且采用了模内贴膜技术，手机防
护屏和机身一体的设计不方便在防护屏位置进浇，进浇位置还
是必须选在制品内表面，故选择了弯曲型潜伏式浇口。弯曲型
潜伏式浇口结构的基本参数如图5所示h”1。
圈5藉伏式浇口结构圈
3．5弯曲浇口镶块
由于弯曲浇口特殊的结构，所以必须采用组合式结构来镶
拼而成，其内部结构采用电火花加工而成，以保证内壁表面粗糙
度在尺棚．4“m以下，否则会产生浇口在顶出时留在模内，无法
正常生产等问题。
3．6冷却系统的确定
冷却系统设计是薄壳成型模具设计中的主要难题，薄壳制
件易产生应力。为保证制品的尺寸稳定性，在型芯及型腔模块
内采用不闭合冷却线，加大冷却线长度。以加快热传导¨“。
由于采用了模内贴膜，所以在型腔部位起到减缓熔体热散
失，保证熔体能完全充模，但是在冷却时，由于贴膜的阻热性，所
以必须加强冷却效果。为了保证顺利充模；在冷却水上可以进
行控制，即在充模时停止通冷却水，等到充模结束保压时，再通
冷却水。这样既可以保证熔体能顺利充模，又能保证足够的冷
却效果。
4 结束语
针对目前手机面板传统成型工艺的不足及缺陷，总结并设
计了本模具。本设计所采用的模内装饰技术，在国外已经被一
些先进生产企业应用于工业生产；而在国内，目前还仅处于起步
阶段。使用模内贴膜技术，不仅使产品的成型工序简化，也在一
定程度上节省了原材料，降低了生产成本，使产品在质量和价格
上更具竞争力。
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(本文编辑WYD)
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