深入剖析为什么高档品牌包的扣件与标牌设计如此重要?
近十年MIM的产品应用Part V:
高档品牌包的扣件与标牌
■耀德讲堂 / 邱耀弘 博士
楔子
有道是:「若想得知识,台下十年功; 读者要轻松,请花十分钟“,来看看Dr. Q接下来连续数个月的系列专栏报告,充实一下金属注射成型(MIM)产品的知识。专栏内容会尽量把文字缩减,并放入精彩的图片,最后会在Dr. Q的2023年11月做一个总结。这些产品的内容包含以下:「Part I. 转轴」、「Part II. 缝纫机配件」、「Part III. 菜刀与指甲刀」、「Part IV. 治具与工具」、「Part V. 高档品牌包的扣件与标牌」、「Part VI. 高尔夫球杆头配件」、「Part VII. 齿轮“。
Part V. 高档品牌包的扣件与标牌
在1972年MIM工艺发明之后,金属零件可以被如塑料注射一样的制作出来,这引起金属加工与塑料制品业的不小震惊与骚动!随着MIM技术的推广与时俱进,尤其是最近十年(2012-2022)在移动通讯的电子产品助攻之下,MIM技术和产品能见度大幅提高,且盛况空前。今天要谈的对MIM工艺而言是比较亮眼夺目的零件──高档品牌包的扣件与标牌,这是利用MIM成型复杂几何形状的能力,使着名品牌的皮具、皮件搭配造型独有的标牌与扣具,并给予精细的高抛光甚至电镀昂贵的黄金或铂金,利用贵金属外观质感协助产品档次更加提升,在高档品牌已经成为一种设计流行,Dr. Q随后说明。
设计理念
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立体化特征,如塑料件的设计,过去以锻造或其他工艺难以表现得更精细纹路与图案细节,均能实现; -
可采不锈钢材质,基底防锈能力强、韧性足,经久耐用且结构可精巧设计,又能有足够的材料强度,非常适合用于受力的扣具配件; -
可以注射成型大量制造,长期使用的模具降低制造成本,并减少许多后制加工的步骤; -
取代原来以传统锻造、失蜡 铸造或是铝锌合金压铸,并能保持原来的后处理工艺包含抛光、高光、贵金属电镀与真空镀膜都可以使用; -
制造程序符合绿色环保要求,高档品牌公司大多位于欧洲,每个品牌公司都非常注重环保意识,因此产品工艺的环保符合性要求很高。
范例说明
由于高档品牌的商业行为同业竞争性很高(就是内卷严重),因此制品自然非常保密,Dr. Q在工作职场上能够荣幸参与品牌方委托的MIM代工厂的部份工作,但对于代工厂与品牌方必须严格的保护,以下的图片资料都是取用已经在市面上贩售的网页图片。
如图1所示,这是取自知名品牌CELINE的官网制品,委托公司位于珠三角的MIM工厂,在标牌设计扣具、皮包扣件等等,逐渐地增加MIM制品的分量,金黄色的贵金属系以真实的真空溅射黄金与氮化钛(Titanium nitride, TiN)镀膜交替处理,能够藉由TiN硬镀膜提升抵抗摩擦与刮伤,同时保留黄金的质感, 金属基材是以MIM工艺采用316L喂料,使用中国产的气雾化高光喂料进行,制造程序如图2所示。这是目前最广泛应用的制程。
最常见的良率问题发生在MIM表面的细小气孔缺陷,因此材料的选择(使用特制的粉末,通常是气雾化粉或是水气联合雾化粉末,d50<10um且要有一定数量的细粉占比)和模具的设计(进胶口位置必须减少黑痕),最终体现是在注射成型的多阶段参数(注射速度、位置切换与模温控制)以获得最少表面黑痕与白痕的生坯。由于此类产品对于外观要求极严格,上述管控成为每一家MIM厂的关键。
此外,烧结致密层除粉末选型外,烧结过程的真空和分压温度切换点也非常重要,目的在于烧结后的银坯有最后的致密层,研磨抛光须谨慎不要使用大切削量的开粗,所以生坯没有表面黑痕就可容易开粗整平,以免研磨过深露出MIM的气孔层,这是第二个关键。
图3是知名的品牌PARDA亦开始接受了MIM工艺,在早期采用蚀刻铭板的工艺由于环保的要求,改用MIM工艺来制作小标牌,制造的工艺流程如图3中所表示,在镀膜改变不锈钢316L银白色成为黄金色后,在下凹位置填入特制的滴胶给予流平并固化。这里的工艺在平面抛光是一个技术挑战,尺寸重要性之外便是平面度的掌握,所幸三角标牌的面积不大,主要外露的特征线条也不宽,因此良率也可以维持8成以上。
第二个难点在于滴胶的流平,在MIM下凹的特征必须足够的光滑以避免隐藏气泡,滴胶的颜色会发生变化,气泡在干燥的条件下也可能导致表面突起或凹陷,因此除了考验MIM模具在细节的表现外,如何减少注射生坯的黑白痕也是重要关键。
图3:著名的PRADA三角标牌近代也改用MIM工艺制作,部分皮包上也采用MIM扣具。照片取自知名品牌PRADA网页(https://www.prada.com/cn)
MIM+电镀传统的电镀工艺依然是一个常用的手段,电镀有广泛的颜色和加硬表面耐磨层程度,特别是电镀的成本比起真空镀膜较低,尤其是特别贵重金属如白金系列的铂、铱、钌、铑,这些是以电解液出现的贵重金属不能如黄金或白银使用固体靶材,而白金特别在于防锈是更有效果,因此MIM+电镀的工艺应用在皮包标牌也是不可取代的方法。
Part V.小结
装饰性与功能性兼具的MIM零件长久以来都是广受欢迎的,主要是MIM可以满足设计师们的平面、锐角、曲面特征设计要求,这是其他工艺比较难以重复大量实现的,MIM只要把钢制模具精确的制作出来,便可以轻易达成,长寿命的模具耐用度也使得品牌公司愿意支付,这些标牌和扣具等配件可以长期使用,不像智能手机寿命短、产能尖峰高。我们也期待MIM能够发挥更多优质的特色,为更多精美产品打造更多有趣的应用。
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