CN106142957B - 家电用3d异型钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种家电用3D异型钢板，该异型钢板整体通过钣金冲压成型有立体花纹图案。上述3D异型钢板的制备方法，使用深冲压级钢板制备的彩钢板作为3D异型冲压用的基板，首先设计花纹图案，并进行对应图案的3D建模，通过激光雕刻的方式，将图形制备在模具上实现立体造型，最终以钣金模具冲压的方式实现家电3D异型钢板。本发明填补了家电外观没有真正3D的空白，解决了用模具冲压方式不能实现的3D异型家电门壳的制备问题，相比于利用3D效果彩膜实现3D门壳的制备方法，本发明的花纹大尺度成形，图案实现个性化定制，生产效率提高，产品更加环保，成本相对低廉，而且更加美观实用，给人带来强烈的立体感官享受。

Description

家电用3D异型钢板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑装饰用彩色钢板生产制造技术领域，具体涉及家电外观用彩色钢板、居家装饰用彩板领域，涉及一种家电用3D异型钢板及其制备方法。

背景技术

现有的家电用门壳3D面板的制备方法大致有以下两种：

（1）在不锈钢基板上直接做立体效果，一般是通过激光雕刻的方式在其表面制备不足0.5mm的图纹，看上去有立体感，但立体触感非常弱。

（2）在普通镀锌、镀锡等钢板上贴覆具有3D 效果的彩膜，通过不同图案的反射程度不同而给人呈现出一种立体效果。而现有的覆彩膜类3D工艺， 靠的是彩膜的不同反射效果实现的立体错感，并且所用彩膜一般需要进口，成本较高，所用彩膜中大多含有PVC，对环境会造成污染。

上述3D面板的制备方法可以得出，现有所谓的立体面板，事实上都是平面的，没有一个真正的具有强烈3D感官冲击的家电用面板问世。至今没有大尺寸立体图案的家电外观颠覆性产品。相比于彩晶玻璃面板，彩色钢板的优异的成形性能得不到发挥。

目前真正强烈触感的3D无法做到家电门壳上，主要是受到成形和装配过程困难以及传统思维的束缚所决定的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述一系列问题，提供一种家电用3D异型钢板及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种家电用3D异型钢板，该异型钢板整体通过钣金冲压成型有立体花纹图案。即本发明的钢板以钣金冲压的方式实现最终成型，其表面呈现真正立体花纹图案。

进一步地，所述异型钢板钣金冲压成型花纹图案的最大深度为花纹图案最窄处宽度的5%-55%，其中花纹图案深度为 5-20mm。具体尺寸受基板材料性能的影响。

进一步地，所述异型钢板采用深冲压级别的钢板作为基板。通常薄钢板按照冲压级别分类，分为一般冲压级、冲压级、深冲压级、超深冲压级，这里的深冲压级薄钢板及钢带的性能指标：屈服强度≤180MPa；抗拉强度240-360MPa；延伸率≥42%；没有屈服平台。

进一步地，所述基板采用不锈钢板、电镀锌板、热镀锌板、镀铝锌板、镀锡板中的一种。

进一步地，所述基板为涂有彩色清漆的不锈钢板。

进一步地，所述基板的背面由内至外依次涂覆有化学处理层和背漆层，基板的正面由内至外依次涂覆有化学处理层、底涂层、中涂层、粘结层和彩膜层。这里的内外关系是以基板为准，临近基板为内，远离基板为外。

进一步地，所述底涂层和中涂层合成为一个涂层。

进一步地，所述彩膜层通过贴覆具备多种花纹样式图案的彩膜形成或者通过印刷图案形成。

通常，所述彩膜上的花纹图案与异型立体图案采用相同的图案。通过精准定位成形后产品的3D效果更为显著。

进一步地，所述彩膜层的外面设有保护膜。

所谓的异型是指不同于传统的家电门壳，该异型钢板呈现真正意义上的3D效果，整体通过立体钣金冲压成型，立体触感强烈。

一种家电用3D异型钢板的制备方法，该制备方法使用深冲压级钢板制备的彩钢板作为3D异型冲压用的基板，首先设计花纹图案，并进行对应图案的3D建模，通过激光雕刻的方式，将图形制备在模具上实现立体造型，最终以钣金模具冲压的方式实现家电3D异型钢板。

进一步地，具体步骤如下：选取基板材料→图案花纹CMF设计→3D建模→生产模具→模具冲压3D异型产品。

1）选取合适异型冲压用的基板材料；

2）花纹图案CMF设计：根据用户的需求，确定图案并设计，结合模具技术人员的建议，设计出模具公司认可生产的图案；

3）3D建模：根据CMF花纹图案，确定成型立体深度，产品边缘处理，，建立三维产品模型；

4）生产模具：根据产品三维造型，设计模具，并生产；

5）3D异型产品：使用定尺料，通过模具冲压，产出 3D异型产品。

具体工序为，

1）选取合适异型冲压用的基板材料：

使用不锈钢板、热镀锌板、电镀锌板、镀铝锌板、镀锡板，上述深冲压级钢板作为基板，立体成型最大深度为材料成型图案最窄处宽度的5%-55%，基板经前处理、底涂、中涂后进入到彩膜层，经成型后得到所述基板材料，所述薄膜厚度为20-200um，彩膜为表面带有定制花纹的薄膜；

基板的前处理包括脱脂和钝化两个环节。脱脂是为了除去基板表面的油污、有机污染物等。钝化处理是利用钝化剂在基板表面形成一层化学处理层。起到防止基板腐蚀同时增加漆膜附着力的作用。

基板在经过前处理后要进行底漆涂布，在底漆涂布的同时还要进行背漆涂布。底漆和背漆的作用大致相同，都是为了提高基板的耐腐蚀能力，只是在涂布底漆的时候还要考虑底漆涂层与中涂层的结合力等问题。

中涂层位于底漆涂层上面，与底漆紧密结合。在工艺允许的情况下，本发明中的底涂和中涂可以合二为一。

覆彩膜阶段中，成型***包括以下内容：薄膜开卷（薄膜可以为PET、PVC、PMMA、PP等）、涂布机（可以选择刮刀涂布、帘式涂布、微凹版涂布等多种涂布方式）、固化设备（可以选择热固化、UV固化也可以混合固化）、层压辊、加压辊、固化设备及薄膜收卷。

2）产品开发流程：

（1）图案的确定：由CMF图案设计人员根据用户的需求和设想，进行花纹初稿的设计；再通过生产模具的专家人员对图案花纹的成形性进行分析，设计人员再根据意见进行矫正，直至产出可用于生产的图案，成形性评估合格；

（2）3D建模：交予ID建模人员进行3D建模，根据选用板材的性能，确定产品的立体成形尺寸和图案变形处圆角；结合最终目标产品尺寸，确定图案边界预留尺寸及过渡方式，最终给模具专家人员进行评估，矫正不合理之处，最终产出合格3D造型；

（3）模具生产：模具人员通过产品的3D模型进行设计异型模具，确定模块及凸凹模形貌间隙；板料成形工序的设计，优化过程，提高产品成形稳定性；

（4）冲压成形：选用板料进行钣金模具冲压成形，可以对模具进行间隙微调，产出合格的家电门壳用3D异型钢板。

进一步地，所述异型钢板的棱边采用直线设计，为了预装做准备。

所述基板材料制备工艺流程：

开卷→前处理→背漆底漆涂布→中涂→覆彩膜→覆保护膜→收卷→定尺料；

基板开卷：整体线速：20-80m/min；

基板前处理：基板经过脱脂槽一和脱脂槽二两道脱脂工序，每道工序结束后都要进行水洗；然后是钝化工序在表面形成化学处理层；

底漆和背漆涂布：经前处理后的基板先进入涂布室涂覆底漆和背漆，之后进入烘箱烘干，固化；

中涂：底漆和背漆涂层经热固化后板温比较高需要水冷降温之后进入到中涂涂布室；中涂结束后基板进入到烘箱烘烤固化；

覆彩膜：首先选定特定花纹的薄膜，开卷，涂布机在胶片下表面涂布胶水，进入到固化机，结束之后进入到层压辊；

覆保护膜，收卷；

裁切成需要的定尺料。

异型立体图案设计及建模：

（1）异型立体图案考虑立体成形后的美观，大方，流线设计。可以根据客户需求设计图案或者花纹，具有个性化特点。

（2）3D建模要根据材料性能确定相关尺寸，并且均采用适当圆角过渡，方便最终产品易清洁。

（3）每个步骤都要考虑模具生产的成形性。

本发明采用模具冲压成型的方法制备出了家电用3D异型钢板，填补了家电外观没有真正3D的空白，解决了用模具冲压方式不能实现的3D异型家电门壳的制备问题，相比于利用3D效果彩膜实现3D门壳的制备方法，本发明不但成本相对低廉，而且更加美观实用，给人带来强烈的立体感官享受。

本发明产品彩膜层的印刷花纹层，使本产品凹凸触感的冲压立体纹路和彩膜花纹融为一体，使3D效果显的更加真实，使其更有观赏价值。

本发明的家电用3D异型钢板同时具备变形幅度大、可大批量生产、图案可定制的全新产品，为了实现本产品的制备，所用的模具冲压技术属于全新的生产制备技术。

本发明就是要充分发挥彩色钢板的3D特有属性，通过钣金模具冲压的方式在家电门壳上制备特有的3D图案花纹，颠覆传统家电的外观设计。本方法可以实现各自图案的具有强烈3D触感的家电彩钢面板，3D图案通过钣金冲压无污染的物理方式成形，突破了诸多现有家电3D门壳的外观效果和制备方法。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1）大尺度成形：对比于现有工艺技术，本发明可以实现大尺寸的家电面板成形，花纹深度为 5-20mm，具体视基板材料而定。

2）本发明所制备的图案具有真正立体触感。

3）个性化定制：成形的图案，可以进行定制，个性化。

4）生产效率：本发明采用模具冲压成形，可以进行大规模的批量生产，生产效率高，成本低。

5）环保：与覆彩膜工艺相比，本发明不使用含有PVC等3D效果的彩膜，产品更加环保。

附图说明

图1是本发明所述家电用3D异型钢板采用的基板横截面示意图；

图2是本发明所述家电用3D异型钢板具体实施例的正面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提出一种采用钣金冲压的方式成型家电门壳所用的钢板，呈现一种异型门壳，整个板材都进行了流行曲线的冲压，图案深度做到5-20mm，完全不同于现有板材3D图案深度的局限，是真正意义上的立体图案。异型钢板是指不同于传统的家电门壳采用的钢板，该异型钢板呈现真正意义上的3D效果，整体通过立体钣金冲压成型，立体触感强烈。

参考图1所示，该实施例是一种家电门壳用3D异型钢板，图1中所示是异型钢板在钣金冲压之前的不锈钢板的横截面图，该不锈钢板包括基板1，基板1的背面由内至外依次涂覆有化学处理层2和背漆层3，基板1的正面由内至外依次涂覆有化学处理层4、底涂层5、中涂层6、粘结层7、彩膜层8，保护膜9，这里的内外关系是以基板为准，临近基板为内，远离基板为外。该不锈钢板的彩膜层是通过涂覆彩色清漆形成的。

或者上述实施例的底涂层和中涂层还可以合成为一个涂层。

或者，上述实施例的彩膜层通过贴覆具备多种花纹样式图案的彩膜形成。

如图2所示，该实施例的家电用3D异型钢板的正面图，该异型钢板整体通过钣金冲压成型有立体花纹图案，即将上述的彩钢板以钣金冲压的方式实现最终成型，其表面呈现真正立体花纹图案。

图2中立体花纹图案的宽度D1为20.5mm，D2为137.8mm，D3为50mm，D4为84.5mm。通常，异型钢板钣金冲压成型花纹图案的最大深度为花纹图案最窄处宽度的5%-55%，其中花纹图案深度为 5-20mm，具体尺寸受基板材料性能的影响。

上述异型钢板采用深冲压级别的钢板作为基板，具体采用深冲压级别的不锈钢板、电镀锌板、热镀锌板、镀铝锌板、镀锡板中的一种。

通常，彩膜上的花纹图案与异型立体图案采用相同的图案，通过精准定位成形后产品的3D效果更为显著。

上述家电用3D异型钢板的制备方法，该制备方法使用深冲压级不锈钢板作为3D异型冲压用的基板，首先设计花纹图案，并进行对应图案的3D建模，通过激光雕刻的方式，将图形制备在模具上实现立体造型，最终以钣金模具冲压的方式实现家电3D异型钢板。

具体步骤如下：选取基板材料→图案花纹CMF设计→3D建模→生产模具→模具冲压3D异型产品。

1）选取合适异型冲压用的基板材料；

2）花纹图案CMF设计：根据用户的需求，确定图案并设计，结合模具技术人员的建议，设计出模具公司认可生产的图案；

3）3D建模：根据CMF花纹图案，确定成型立体深度，产品边缘处理，，建立三维产品模型；

4）生产模具：根据产品三维造型，设计模具，并生产；

5）3D异型产品：使用定尺料，通过模具冲压，产出 3D异型产品。

具体工序为，

1）选取合适异型冲压用的基板材料：

使用不锈钢板、热镀锌板、电镀锌板、镀铝锌板、镀锡板，上述深冲压级钢板作为基板，立体成型最大深度为材料成型图案最窄处宽度的5%-55%，基板经前处理、底涂、中涂后进入到彩膜层，经成型后得到所述基板材料，所述薄膜厚度为20-200um，彩膜为表面带有定制花纹的薄膜；

基板的前处理包括脱脂和钝化两个环节。脱脂是为了除去基板表面的油污、有机污染物等。钝化处理是利用钝化剂在基板表面形成一层化学处理层。起到防止基板腐蚀同时增加漆膜附着力的作用。

基板在经过前处理后要进行底漆涂布，在底漆涂布的同时还要进行背漆涂布。底漆和背漆的作用大致相同，都是为了提高基板的耐腐蚀能力，只是在涂布底漆的时候还要考虑底漆涂层与中涂层的结合力等问题。

中涂层位于底漆涂层上面，与底漆紧密结合。在工艺允许的情况下，本发明中的底涂和中涂可以合二为一。

覆彩膜阶段中，成型***包括以下内容：薄膜开卷（薄膜可以为PET、PVC、PMMA、PP等）、涂布机（可以选择刮刀涂布、帘式涂布、微凹版涂布等多种涂布方式）、固化设备（可以选择热固化、UV固化也可以混合固化）、层压辊、加压辊、固化设备及薄膜收卷。

2）产品开发流程：

（1）图案的确定：由CMF图案设计人员根据用户的需求和设想，进行花纹初稿的设计；再通过生产模具的专家人员对图案花纹的成形性进行分析，设计人员再根据意见进行矫正，直至产出可用于生产的图案，成形性评估合格；

（2）3D建模：交予ID建模人员进行3D建模，根据选用板材的性能，确定产品的立体成形尺寸和图案变形处圆角；结合最终目标产品尺寸，确定图案边界预留尺寸及过渡方式，最终给模具专家人员进行评估，矫正不合理之处，最终产出合格3D造型；

（3）模具生产：模具人员通过产品的3D模型进行设计异型模具，确定模块及凸凹模形貌间隙；板料成形工序的设计，优化过程，提高产品成形稳定性；

（4）冲压成形：选用板料进行钣金模具冲压成形，可以对模具进行间隙微调，产出合格的家电门壳用3D异型钢板。

进一步地，所述异型钢板的棱边采用直线设计，为了预装做准备。

所述基板材料制备工艺流程：

开卷→前处理→背漆底漆涂布→中涂→覆彩膜→覆保护膜→收卷→定尺料；

基板开卷：整体线速：20-80m/min；

基板前处理：基板经过脱脂槽一和脱脂槽二两道脱脂工序，每道工序结束后都要进行水洗；然后是钝化工序在表面形成化学处理层；

底漆和背漆涂布：经前处理后的基板先进入涂布室涂覆底漆和背漆，之后进入烘箱烘干，固化；

中涂：底漆和背漆涂层经热固化后板温比较高需要水冷降温之后进入到中涂涂布室；中涂结束后基板进入到烘箱烘烤固化；

覆彩膜：首先选定特定花纹的薄膜，开卷，涂布机在胶片下表面涂布胶水，进入到固化机，结束之后进入到层压辊；

覆保护膜，收卷；

裁切成需要的定尺料。

本发明的异型钢板整个板材都进行了流行曲线的冲压，是模具冲压整体成型， 图案深度做到5-20mm，根据材料的不同而定，这是一个很大的突破，不同于现有板材图案深度的局限。

这种整体立体冲压的家电门壳还是首例，因为要克服门壳的预装等一系列问题，棱边是直线设计正是为了下面的预装做准备。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种家电用3D异型钢板，其特征在于：该异型钢板整体通过钣金冲压成型有立体花纹图案，所述异型钢板钣金冲压成型花纹图案的最大深度为花纹图案最窄处宽度的5-55%，其中花纹图案深度为5-20mm，所述异型钢板采用深冲压级别的钢板作为基板，所述基板的背面由内至外依次涂覆有化学处理层和背漆层，基板的正面由内至外依次涂覆有化学处理层、底涂层、中涂层、粘结层和彩膜层；

所述异型钢板的制备方法为，该制备方法使用深冲压级钢板制备的彩钢板作为3D异型冲压用的基板，首先设计花纹图案，并进行对应图案的3D建模，通过激光雕刻的方式，将图形制备在模具上实现立体造型，最终以钣金模具冲压的方式实现家电3D异型钢板；具体步骤如下：选取基板材料→图案花纹CMF设计→3D建模→生产模具→模具冲压3D异型产品；

1）选取合适异型冲压用的基板材料；

2）花纹图案CMF设计：根据用户的需求，确定图案并设计，结合模具技术人员的建议，设计出模具公司认可生产的图案；

3）3D建模：根据CMF花纹图案，确定成型立体深度，产品边缘处理，建立三维产品模型；

4）生产模具：根据产品三维造型，设计模具，并生产；

5）3D异型产品：使用定尺料，通过模具冲压，产出3D异型产品；

具体工序为，

1）选取合适异型冲压用的基板材料：

使用不锈钢板、热镀锌板、电镀锌板、镀铝锌板、镀锡板，上述深冲压级钢板作为基板，立体成型最大深度为材料成型图案最窄处宽度的5-55%，基板经前处理、底涂、中涂后进入到彩膜层，经成型后得到所述基板材料，彩膜为表面带有定制花纹的薄膜，所述薄膜厚度为20-200um；

2）产品开发流程：

（1）图案的确定：由CMF图案设计人员根据用户的需求和设想，进行花纹初稿的设计；

再通过生产模具的专家人员对图案花纹的成形性进行分析，设计人员再根据意见进行矫正，直至产出可用于生产的图案，成形性评估合格；

（2）3D建模：交予ID建模人员进行3D建模，根据选用板材的性能，确定产品的立体成形尺寸和图案变形处圆角；结合最终目标产品尺寸，确定图案边界预留尺寸及过渡方式，最终给模具专家人员进行评估，矫正不合理之处，最终产出合格3D造型；

（3）模具生产：模具人员通过产品的3D模型进行设计异型模具，确定模块及凸凹模形貌间隙；板料成形工序的设计，优化过程，提高产品成形稳定性；

（4）冲压成形：选用板料进行钣金模具冲压成形，可以对模具进行间隙微调，产出合格的家电门壳用3D异型钢板；

所述基板材料制备工艺流程：

开卷→前处理→背漆底漆涂布→中涂→覆彩膜→覆保护膜→收卷→定尺料；

基板开卷：整体线速：20-80m/min；

基板前处理：基板经过脱脂槽一和脱脂槽二两道脱脂工序，每道工序结束后都要进行水洗；然后是钝化工序在表面形成化学处理层；

底漆和背漆涂布：经前处理后的基板先进入涂布室涂覆底漆和背漆，之后进入烘箱烘干，固化；

中涂：底漆和背漆涂层经热固化后板温比较高需要水冷降温之后进入到中涂涂布室；中涂结束后基板进入到烘箱烘烤固化；

覆彩膜：首先选定特定花纹的薄膜，开卷，涂布机在胶片下表面涂布胶水，进入到固化机，结束之后进入到层压辊；

覆保护膜，收卷；

裁切成需要的定尺料。

2.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述基板为涂有彩色清漆的不锈钢板。

3.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述底涂层和中涂层合成为一个涂层。

4.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述彩膜层通过贴覆具备多种花纹样式图案的彩膜形成或者通过印刷图案形成。

5.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述彩膜上的花纹图案与异型立体图案采用相同的图案。

6.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述彩膜层的外面设有保护膜。

7.根据权利要求1所述家电用3D异型钢板，其特征在于：所述异型钢板的棱边采用直线设计。