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    吹膜機-復合薄膜裝飾表面的集成照明和控制傳感器

    發布者:bjzedao 發布日期:2015-06-23

    復合薄膜裝飾表面的集成照明和控制傳感器

    來源:榮格

    發布時間:2015年5月13日下午 12:05:33

    **種可投入的可實現綜合控制功能的傳感器面板是一個復合膜組件,它包含40個傳感器,分六組操作。內置照明系統可以在每個操作點連同傳感器功能一起被激活。結構穩定的復合膜包括三個功能層次,可直接安裝在終端,也可嵌入外殼部件中所含的新開發注塑成型產品中。 

    洗衣機控制面板是“背板設計式”多層復合薄膜,配有40個背光控制傳感器。為用戶提供了極大地使用便捷性,節約了大量的和組裝成本(圖片由R. Bauer提供)。

    在K 2010展上,位于奧地利Linz(林茨)的plastic electronic GmbH對無按鈕功能性操作終端進行了首次展示,成功證明了通/斷開關、旋轉式或滑動式電位器等可以被直接集成到結構部件,而無需額外的附加件。此項技術可應用于載膜組合,即采用金屬導體路徑結構以及保護膜或粘附膜,通過真空沉積方法加以制備,從而建立起與塑料熔的體接觸。

    圖1:2010年開始推出的首款“touchskin”展示實物?;A功能單元是置于蓋子內表面的后成型薄膜。該蓋子帶有印刷電子結構。外裝飾膜帶有功能指示器,隱含手指導航功能(圖片由塑料電子公司提供)。

    在來自奧地利Schwertberg(施韋特貝格)的注塑機制造商恩格爾奧地利公司的展位上進行的首次展示,堪稱是“touchskin”技術的開端。功能的集成受到后注塑成型的兩層膜面的影響,特別是部件所采用的夾層式構造,即兩層膜面(傳感膜和裝飾膜),中間被注塑成型的塑料芯層分隔開(圖1)。該傳感器除功能擁有驗證之外,在其電路載膜的三維變形方面也展示了相對較低的拉伸比。

    在下一步的開發中,塑料電子將專注于提高薄膜的三維變形性能及其相應的傳導路徑。在Fakuma 2011(德國國際塑料加工展覽會)上展示了相應的“感應表面”概念,即為Magna group開發的一種集成了傳感器多功能操作的汽車中心控制臺(圖2)。盡管具備上述先進性和功能性,然而由于缺乏對于黑暗環境中的應用不可或缺的傳感區域背光,因而尚未實現大規模應用的突破。開發出高度與復合膜相適應的合適的照明系統,將是第三開發階段的重點。

    圖2:2011年下一個革命性階段的結果是,配有控制信息娛樂功能中心傳感區域的汽車中心控制臺。該組件提高了后成型功能膜的3-D變形性能(圖片由塑料電子公司提供)

    “薄片”而非“薄膜”

    背光系統的集成徹底改變了touchskin技術的發展進程。因為LED照明元件和導光板需要的*小層厚為1 - 1.5毫米,照明控制系統無法在先前階段集成到附加的薄膜層。因此,“薄膜”這個詞并不十分準確。事實上,稱之為“薄片”可能更恰當。在這一項目中,外裝飾表面也是如此,它也是實際的用戶表面。

    為便于大型家用電器的安裝,需要采用結構穩定性高的表面平坦的部件,因而將裝飾膜層厚度增加到1毫米,尤其是還能在控制表面上實現高質量的“黑色面板效果”。有關這一點,應該指出,采用較薄的層厚也能實現類似的裝飾效果。

    洗衣機控制面板應用實例

    由于“multiskin”疊層片這一新概念取代了touchskin薄膜概念(圖3),塑料電子的**執行官Philipp Weissel解釋說,multiskin代表適用于帶功能表面并具有高可變性的疊層復合解決方案。畢竟,具體涂層的布局可以在預定設計規則范圍內自由變化。因此,預備的復合部件不僅能確保產品和操作設計的創造性可能性,還能帶來巨大的成本節約潛力。這主要是因為有可能減少單個組件數量及相關的組裝工作量,特別是,即使是小批量中,也具有靈活的色彩或裝飾個性化?!?/p>

    圖3:multiskin疊層復合解決方案(圖片由塑料電子公司提供)

    塑料電子公司開發出類似的控制面板,用于洗衣機、烘干機和洗碗機,以證明multiskin的實用性。更準確地說,這是一個擁有40個背光控制按鈕的控制面板。這項開發工作并不是只專注于解決技術問題,還從一開始就包括有關操作概念的實用性問題,及其能否被潛在用戶所接受。

    因此,與技術項目同步進行的還有一項廣泛的客戶調查,其結果將作為優化操作邏輯的指導?,F在,該產品包括6組依次布置的傳感器(項目選擇、速度和溫度預選、兩個選項組以及定時器),與四條電子功能電路相結合,均由其自身的PCB(印刷電路板)觸發。

    這些PCB作為SMD組件直接置于電路載膜(相當于PET或PEN膜)上,這是復合結構的*下層(圖3)。其上層是由不透明的PET或PC制成的中央照明系統板,已為LED、導光管區域及相鄰電路載膜上PCB超出部分壓出切口(圖4)。*上面一層是裝飾層或用戶界面。在本項目中,采用的是一個1mm厚PMMA薄片,其背面有一個黑屏印刷區域。

    圖4:電路板載膜詳細示意圖,帶有安裝控制板和連接控制LED及控制傳感器區域的傳導路徑。(圖片由R. Bauer提供)。

    在其表面上,傳感器標簽清晰可見。激活的光源使按鈕位置顯得更醒目。與之相對,那些無照明的部位則隱藏在黑色涂層后幾乎看不見,這就是所謂的黑色面板效果(標題圖)。在過程中,所有薄膜均在單獨制造完成后層疊成型。其極高的結構穩定性使其成為預成型部件(圖5)。

    圖5:工作中的multiskin控制面板后視圖。內置的LED照明系統清晰可見。各導光區域由帶側光發射孔的發光二極管照明(圖片由R. Bauer提供)。

    僅作裝配界面的注塑成型

    在開發的**階段,薄膜的后模塑法使touchskin組件保持穩定,multiskin組件擁有出色的固有穩定性,因而無需強制性增加注塑結構。這種復合部件可以直接安裝、應用和固定于外殼內部。當無法直接安裝復合片材時,可采用來自奧地利Schwertberg的模具制造和注塑公司Schoefer GmbH開發的一種裝配技術,它通過注塑工藝,將multiskin部件集成到框架或外殼結構中。

    Schoefer公司的**執行官Gerald Schoefer解釋說,“我們利用復合部件自身固有的穩定性,無需通過冗長的注塑過程使之穩定。不過,我們通過注塑在復合面板上增加了支撐框架和裝配點。Schoefer從而將此復合面板插入注塑工具,盡可能輕地拉伸,然后嵌入注塑結構(圖6)。

    圖6:革命性的第三階段是,拋棄具有固有穩定性的薄膜復合材料全部后塑成型方式,改為僅成型加工與其它結合部件形成機械界面的框架結構。本例顯示的是,集成了照明系統和12針插接的2.2mm厚multi-skin復合面板。(圖片由 R. Bauer提供)。

    “通過后模塑加工,出從機械接口到對應部分的肋網,對特大multiskin片材形成必要支撐的結構。當嵌入復合片材時,應用膜內覆膜注塑成型技術,可實現嵌入件和注塑區域高品質的平穩過渡和無縫銜接?!北M可能降低表面外觀上的差異,正如已經實現的一系列項目所展示的那樣(圖7)。

    圖7:即便插件的厚度有所變化,分步模內安裝創新法實現了從薄膜表面向塑料結構**無縫的轉變,左圖為亞光黑色裝飾膜和高光成型表面的結合,右圖為植入了用PC材料制成的無縫、無隙硬涂透明屏幕(圖片由R. Bauer提供)。

    前景

    自K 2010展以來,塑料電子公司逐步開發出了大量保護的touchskin和multiskin技術的自有專利。公司**執行官Philipp Weissel指出,現在我們專注于一定量應用的監控,在這方面,我們可以作為一個獨立公司不受任何限制?!?/p>

    有關洗衣機面板,塑料電子正致力于手法指示的幾何結構的集成,如細流、波浪、水槽(圖8)。Weissel解釋說,“除了對2-D touchskin用戶界面的一系列推介,我們同時還在致力于3-D設計開發?!?/p>

    圖8:下一個革命是型線手指導航的三維形狀控制表面。圖例為直觀的下降式或波形設計(概念研究:塑料電子公司)。

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