浅述IMD技术及其在汽车中的应用

黄忠仕　农应斌

摘 要：我国社会经济的蓬勃发展拉动了汽车产业的崛起。随着市场竞争愈演愈烈，汽车内部装饰也成为了产品销售的独特优势，实用、精良的内饰材料会给消费者造成强烈的视觉冲击，享受到前所未有的舒适体验，从而有效激发消费者的购买欲。基于此，为了更好地满足市场需求，在汽车开发设计中也开始注重内饰制造工艺的研发，从而提高内饰材料的实用性、精美性、以及环保性。IMD成型技术是在现代科学技术发展基础下衍生的一种新型表面装饰技术，代表了未来汽车内饰工艺的主流趋势。本文将通过阐释IMD技术的相关概念及工艺流程，明确IMD技术的优缺点，然后通过对IMD各技术产品特点进行比较，分析了 IMD技术在汽车中的应用，表明其具有广阔的发展前景。

关键词：IMD 汽车内饰 工艺流程 产品特点

早于20世纪90年代初汽车市场上就曾出现过双层胶片层间黏结结构的内饰设计，这是IMD技术的最初雏形。随着技术的不断更新和发展，截止至今IMD已经逐渐发展成为多元化结构的三维成型产品。因其较高的实用价值和精巧的制作工艺被越来越多的行业所熟知，IMD作为一种新型环保的塑料装饰技术被广泛应用于多种产品的表明装饰。目前市场推广的IMD技术打破了传统刻板模式，开辟了新的工艺技术，实现了薄膜与印刷图案、油墨及塑料注塑相融合的突破，提高了产品表面的视觉效果，提供给消费者一种愉悦、舒适、崭新的体验。近年来，IMD技术被广泛应用于汽车仪表表盘、内饰件的按键等产品，并深受广大消费者的青睐和好评。

1 IMD计划概念及工艺流程的论述

1.1 IMD技术概念

IMD技术的全称是IN MOLD DECORATION，即能同时实现部件注塑和表明装饰的新型模内装饰技术，集功能性与美观性为一体，是目前汽车内饰生产工艺中成本最低、效率最高的技术。IMD技术是由IML、IMF和IMR三种技术构成的。IML技术的英文全称是IN MOLD DECORATION，通常又被称作为模内镶件注塑技术。简单来说，IML核心技术工艺是在模具内完成贴膜注塑，即将选定好的薄膜进行印刷，完成之后利用成型机帮助塑型，然后将多余的边缘材料裁剪掉，最后放置到注塑模具中进行规模化生产。IML技术所采用的薄膜材质与其他技术有明显差异，为了有效保障产品的实用性和美观性，该技术应用的薄膜通常有三层，最表面一层是选用的硬度较高的透明薄膜，不仅可以防止薄膜刮破，又能夠让印刷图案更加清晰的显现;中间一层是印刷图案层，选用了着色度较高的薄膜材质，最后一层是选用的比较抗磨损的薄膜，表面硬度高达3H，且越磨越亮，即使长时间摩擦使用也不会轻易刮花产品表面的印刷图案，能够长时间保持颜色鲜明的状态。IML技术通常采用PC、PMMA等注塑材料，虽然提高了产品的硬度，但是由于缺乏足够的弹性，曲面较小，只适用于扁平曲面产品，所以为了改善这一缺陷，也尝试通过加入绒布、皮革等具有一定弹性的材料完成产品的注塑成型。IMR是一种模内转印技术，其英文全称为IN MOLDING ROLLER。IMR技术工艺与IML技术有所区别，IMR通过将印刷好的薄膜卷成滚筒卷状袋，然后安装到注塑机内，完成后续的注塑工艺。IMR技术的区别与其他技术的显著优势在于注塑完成后，油墨只会出现在产品表面，并不会四处喷溅，而且薄膜也不会脱离卷带。IMF是在IML技术基础上进行改革研发的一种适用于多曲面的模内注塑技术，英文全称为IN MOLDING FILM。IMF与IML技术工艺流程基本相似，唯一的区别在于IMF为了增强产品的弹性，会在注塑前将薄膜进行拉伸使其达到曲面生产需求状态，然后再放置到模具进行注塑成型。IMF和IML技术所采用的注塑材料一模一样，IMF技术改善了IML和IMR弹性缺失的不足，能够满足多曲面产品的需求并广泛应用于多曲面产品生产中。

IMD三种技术相辅相成，IML和IMF技术基本相似，唯一区别在于IML技术主要应用于扁平曲面产品的生产，而IMF则更适用于多曲面产品。IMR技术本质是模内转印，与IML和IMF模内注塑技术有着截然不同的差异，导致最终呈现出的产品外表面状态也会有所不同。IMR是直接将油墨放置在外表面，而IML和IMF的油墨层在第二层，外表层是膜片。在汽车内饰生产应用中可以根据不同产品的需求选用适宜的IMD生产技术。

1.2 IMD的主要工艺工序

1.2.1 ML和IMF的工艺工序

IML和IMF技术的工艺工序主要包括以下流程：

①剪裁薄膜：将选定好的薄膜带按照预先设计的尺寸和形状有序进行裁剪。

②油墨印刷：将提前设计好的图案形状在裁剪好的薄膜上进行印刷。

③印刷图案固定：为了防止油墨在注塑过程中四处喷溅，需要提前将油墨印刷固定在已裁剪好的薄膜上。

④油墨保护膜：为了保护印刷图案在注塑前不被损坏，需要给印刷好的薄膜的油墨一面覆上一层保护膜，防止在印刷过程中因操作不当不慎刮花。

⑤校准定位孔：定位孔是为了更好地方便于后续的工艺操作，尤其是在大批量产品生产过程中，避免在注塑过程中出现留白或变形的不良品，影响产品生产质量。

⑥高压/热成型：校准定位孔后，将印刷好的薄膜遵循之前商定好的设计思路进行冲压，实现曲面产品的生产需求，通常来说，该步骤需要高温、高压环境下完成操作。

⑦剪切薄膜外形：当冲压完成之后，校准定位孔，将已经成型的薄膜边缘多余的材料进行裁剪。

⑧材料注塑：完成产品注塑操作，将注塑后的膜片与产品融合起来。

⑨开模：开展后续产品的注塑操作的准备工作。

IML和IMF的工艺工序十分相似，都包含了以上九种工序流程，最大的区别在于IMF较IML技术多了一道热成型和两次校准定位孔的流程。热成型工序是为了能够提高产品的弹性，通过热冲压使其状态达到多曲面的设计需求，校准定位孔也是为了满足多曲面的生产需求，防止在生产过程中成型薄膜出现留不良现象。

1.2.2 IMR的工艺工序

IMR技术前期的平面印刷和油墨干燥相关工艺与IML及IMF技术相同，明显的差异在于模具注塑方式的不同。IMR是通过模内转印，而IML和IMF则是通过模内直接注塑。IMR的模內转印流程主要包括以下流程：

①校准定位孔：将薄膜卷成滚筒形状，然后按照设计需求标示定位孔。注塑机内装有勘测仪器，可以精确校准定位孔，在定位标示的辅助下完成薄膜定位。

②材料注塑：将薄膜安装在模具的前模面，在产品注塑过程中油墨曾就会直接荣薄膜上剖离然后覆盖在注塑零件上，完成印刷图案的转印。由于薄膜在前模面并不会随着油墨的转印而脱离模具，外层薄膜依旧与薄膜卷带连接在一起。

③开模：膜内转印后注塑完成，产品成型，这时将薄膜滚筒旋转到下一个定位孔为准。然后校准定位孔开始下一个产品的注塑准备工作。

2 IMD的优缺点分析

IMD作为科技背景时代下一种新型注模技术，与其他传统技术相比具有显著优势，其一，可以通过IML和IMF技术的融合实现扁平面和多曲面产品的注塑需求，增强产品外表的呈现效果;其二，IMD技术将油墨放置在薄膜之后，在注塑过程中可以防止油墨图案被刮花，产品外表图案保存时间长，抗磨损;其三，操作灵活，能够在不换模具的情况下转变印刷图案及颜色;其四，技术全面，功能多样，可以驾驭多种风格产品的印刷注模，满足市场多元化产品的需求;其五，可以在薄膜内侧贴上产品商标，提高产品防伪效果，有效保障产品生产质量;其六，IMD技术选用的薄膜材质特殊，不仅硬度强，而且透过率极高，即使油墨层放置在薄膜后面也能将图案颜色清楚印刷出来;其七，IMD技术生产的产品外表面都有一层防水保护膜，能够有效避免产品在遇水后遭到损坏;最后，IMD技术先进，操作工序工艺简单上手，在一定程度上推动了产品生产效率的提升，优化了产品结构。然而IMD技术在实际应用中通常也存在一些不足，例如，IMD技术对注模设备、薄膜材质等生产要素要求严苛，在前期生产筹备中需要投入大量资金，对于一些中小生产企业来说资金负担过重;IMD技术一般适用于大规模、批量化产品的生产，如果产量过小，单个生产成本非常昂贵。

3 IMD各技术产品特点比较

从产品产量上来说，IMR适用于超大规模产品数量的生产，起订产量通常设定在10万以上，而IML和IMF生产数量和批量相对灵活点，适用于一般规模或大规模数量和批量产品的生产。总之，IMD包含的IMR、IML和IMF三种技术皆适用于一定规模的批量生产，对产品的数量和批量有一定的需求。

从产品表面形状分析，IMR技术主要针对的是扁平面产品，注塑的图案表面需要尽可能地平整，曲面起伏变化不大，该技术能够承受的表面图案高度最高为1.5mm。而IML和IMF技术弥补了IMR的不足，通过拉伸薄膜提高了弹性满足多曲面三维产品的生产需求。

从产品表面耐磨性角度分析，IMR技术是采用的模内转印技术，油墨层是在产品的最外表层，在生产使用过程中印刷的油墨图案往往会被不慎刮花。但是IML和IMF将油墨层放置在薄膜的第二层，较好地维护了油墨图案的完整性，且选用的薄膜外表层越磨亮，不仅提高了产品的耐磨性能，还促使产品外表面更加光洁美观。

从印刷效果反馈结果分析，IMR工序工艺流程简单，印刷技术相对局限，基本只适用于转印效果的生产，在生产注模过程中如果需要对产品颜色进行更改比较麻烦。然IML和IMR技术产生的油墨效果则可以使用多种颜色，满足生产多元化的需求，可以在印刷过程中随机改变颜色。

综上来说，IMR由于耐磨性能较差，在使用过程中产品表面的图案颜色容易被刮花，所以IMR不适用于生产按键等需要较强耐磨性的产品，而IML和IMF则可以用于生产按键等系列产品。

4 IMD技术在汽车行业的应用

IMD技术最初应用于汽车内饰的仪表盘、按钮按键、中控面板等扁平面产品。然而随着IMD技术的不断发展和改进，目前IMD技术也已经广泛应用于多曲面产品，例如整个仪器仪表板、汽车顶部甚至发动机盖罩等，促使汽车内饰制造工艺更加全面化、多元化。IMD技术的研发打破了传统内饰工艺的局限，开创了内饰产品空间小、曲面大、外观精美、图案清晰的制造工序，深受消费者青睐并逐渐将IMD汽车内饰制造工艺打造成销售市场的一大特色卖点。

IMD是目前国内汽车内饰制造市场中比较成熟的新型注模技术，与其他传统工艺相比工序工艺流程更加简单，弱化了一些不必要的生产装配环节，优化了产品生产结构，提高了生产效率，保障了生产质量。同时在大批量、大数据规模化生产模式下，IMD单个产品所耗费的生产成本极低。IMD技术不仅有效保障了产品生产质量，还增强了产品的实用性和美观性，延长了使用寿命。当前，IMD技术逐渐完善，已经能够完全应用于多曲面、仿金属、特殊纹理等要求特殊额领域，与其他技术相比，优势显著，拥有广阔的发展空间，是未来汽车内饰制造工艺的主流趋势。

基金项目：2019年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“汽车内饰件IMD薄膜微波加热预压成型工艺研究”（编号2019KY1430）。

参考文献：

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