3D立体印刷技术结合模内装饰.docx

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3D立体印刷技术结合模内装饰

3D立體印刷技術結合模內裝飾之應用

2012-5-2211:

08| 發佈者:

 joan_suncn| 查看:

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0|原作者:

山水印刷吳文和|來自:

模內裝飾資訊

摘要:

本文介紹立體印刷技術及與模內裝飾結合的實際過程與缺失改善。

隨著消費者對科技產品的創新求變要求以及產品生命週期縮點，目前3C產品除了在強化使用的功能性及環保概念的抬頭外，對於產品外觀設計和表面裝飾要求越來越高，這是近年來模內裝飾技術興起的原因，在求新求變的時代，不論是個人或團體都想在某個領域求突破，從越來越多的不同模內裝飾技術在研討會被提出及各式商品的推出，都顯示模內裝飾技術在商品應用的重要性。

近年來立體印刷商品應用越來越廣泛，但用在3C產品上非常少，有品牌的商品更少，雖然在2005年曾經應用在Nokia手機上（只是單純光柵變圖產品，而且也只是經模切單張商品），當模內裝飾技術興起時曾有許多公司嘗試將立體印刷薄膜與模內裝飾結合，如筆電和手機等商品，但因有許多因素而無法讓想法真正落實，現提出個人一些經驗與淺見看法，希望未來對3D立體印刷技術應用模內裝飾商品有興趣的人有些幫助。

目前立體印刷成像技術已經非常進步，只要掌握一些方法在品質應該沒有問題，但是要與模內裝飾結合時就會變成一大工程，考慮的因素變的非常多，因為要通過並符合3C產品檢測規範，首先考慮的是光柵材料是否符合表面硬度，又要考慮成型時油墨與材料的附著性?

成型拉伸油墨是否會變淡或龜裂等不良現象，射出時光柵板的透鏡是否會變形影響立體成像效果。

除了制程上不良問題要解決外，設計也是目前的一大問題?

因大部份設計者不知立體印刷的表現特性，往往設計好圖稿無法達到理想的立體效果，而知道製作立體技術者無法達到滿足設計或客戶要求，而會浪費許多測試成本與時間。

另外模具與使用材料規格的問題也造成立體印刷技術應用在模內裝飾無法推廣因素，以往碰到的經驗是大家為了節省成本，不願意花費研發經費，都是利用現有的模具與材料，而目前使用的光柵板材料並沒有符合模具的規格，另外測試立體效果也不一定真正使用符合IMD制程的作業，只是隨意拿個光柵板做測試，結論當然是不可行?

雖然有上述許多的原因造成模內裝飾技術無法真正推廣，但近來研發的OMD制程TOM工法可以改善先前的一些缺失有利於光柵立體與模內裝飾的結合，從以往的經驗與實驗再加上目前IMD制程成熟度，將立體印刷技術與模內裝飾的制程是可行，但是需要跨領域的人以坦誠合作態度與經驗分享，才能克服目前一些技術瓶頸，將此技術真正推廣到商品上。

光柵板基本認識

∙基本光學知識：

折射率、造鏡者公式、繞射及干涉

∙生產的方法：

模具射出、擠出連續輥壓法、UV光油壓印法等....

∙規格的應用及效果：

主要依客戶需求而決定。

一般IMD片材常用規格為0.125mm和0.178mm，材質為PET或PC。

立體印刷技術介紹：

材料

光柵板（圓柱透鏡陣列與微透鏡陣列）

光柵板材料種類與特性

常用的光柵板材料依材質可分為：

PET、PC、PP、PVC、PS、PMMA等熱塑性材料。

有關光柵板材質的基本特性如比重、熱變形溫度、透明度、折射率等都會影響立體製作效果及後制加工。

光柵板材料規格

常見印刷用光柵板材料依線數（linesperinch,LPI）、尺度、厚度有：

∙141LPI：

20“X28”，0.25mm

∙101LPI：

20“X28”，0.35mm

∙85LPI：

20“X28”，0.45mm

∙75LPI：

20“X28”，0.45mm

∙62LPI：

20“X28”，0.68mm

∙50LPI：

20“X28”，0.80mm

注意光柵板有方向性－直向與橫向，目前世界上生產有10LPI到200LPI光柵板。

光柵板立體印刷可以表現出的效果：

∙3D立體效果（真3D方式和假3D方式）

∙變圖效果

∙變大變小

∙連續動感

∙Morph（變臉效果）

∙疊紋立體效果

∙綜合以上效果

立體效果－真3D方式

立體效果－假3D方式

變圖效果

變大變小（Zoom）

一般有2種做法：

1、以放大110%做5至6次的放大

2、以縮小90%做5至6次的縮小

連續動感

Morph（變臉效果）

目前光柵立體印刷一般瓶頸有：

∙光柵板材料穩定性差，造成不良率偏高

∙設計人員不知如何設計較佳的立體效果

∙後加工容易產生不良的機率高

∙印刷顏色較難控制

目前光柵立體印刷在IMD制程瓶頸有：

∙光柵板表面硬度無法達到業界要求

∙無法耐高溫，易造成透鏡成像效果變差

∙材料規格無法按照現有模具去變更

立體印刷技術的創新

堆疊立體法與疊紋立體法

光柵疊紋立體法與微透鏡疊紋法

立體印刷技術的創新：

堆疊立體法與疊紋立體法...

堆疊立體法（IntegralPhotography）

堆疊立體成像可以用拍攝方式透過微透鏡陣列截取影像後，再經以微透鏡陣列顯示堆疊立體效果。

另一種方法是以電腦計算完成數位化的堆疊單體成像後再以微透鏡陣列顯現立體效果。

不論採用哪一種方法，其基本原理是物體成像的過程被分為記錄和顯示2個階段。

堆疊立體法的數學描述

3階（3*3）以矩陣方式表示

立體印刷技術的創新：

堆疊立體法與疊紋立體法...

疊紋立體法

疊紋立體法（Moire3D）兩種成像：

正立疊紋虛像與鏡像疊紋實像。

疊紋立體應用

模內裝飾及模外包覆

模內裝飾概述

TOM三次元表面加飾法

模內裝飾及模外包覆

印製Nokia手機

筆電外殼IMD制程

筆電薄膜印刷過程中的缺失：

套印不准、疊影的發生

光柵板模內射出的成品可應用在3C產業，產品有筆電、手機、汽車內飾、家電、數位相框。

目前IMD成熟的技術是以溶劑型油墨為主，但需要長時間烘烤，未來要以UV型油墨才能快速且降低生產成本。

但UV油墨用在IMF上又存在一些問題，forming過程易發生裂縫，建議開發後curing的UV油墨，待Forming完成，經UV照射完成乾燥，目前在選用平板UV油墨應用在IMD的制程已有很大改善，只需選用正確的primer，一般都可以通過百格測試，選用耐溫油墨與接著油墨必須要和平版UV油墨相容，但是在射出經高壓後又會產生變化，有可能改變原來的附著，PET與PC的結果是不同的。

目前市面上IMD使用的片材、油墨以國外居多，如GE、寶龍、帝國等；臺灣片材以穎台開發的PC薄膜為主。

四色UV油墨以國外為主；臺灣永寬化學積極投入研發primer，耐溫及接著油墨。

IMD制程主要是三個部分：

薄膜印刷、模具設計、射出成型，是一個跨領域相互結合的產業，必須充分彼此信賴與合作，才能有機會突破現在狀況。

目前印刷廠在IMD中只是扮演協助的角色，受委託印刷薄膜，後續的forming及注塑無法全程參與，只知最後結果而不知如何改善（大家都在保護自己，不願分享）。

唯與透過分享，才可使自己再精進一些。