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表面處理工藝的14項(xiàng)技術(shù)大全

來(lái)源:機(jī)械社區(qū)      發(fā)布日期: 2023年05月15日
信息摘要:真空電鍍(Vacuum Metalizing):一種物理沉積現(xiàn)象。即在真空狀態(tài)下注入氬氣,氬氣撞擊靶材,靶材分離成分子被導(dǎo)電的貨品吸附形成一層均勻光滑的仿金屬表面層。

真空電鍍

    真空電鍍(Vacuum Metalizing):一種物理沉積現(xiàn)象。即在真空狀態(tài)下注入氬氣,氬氣撞擊靶材,靶材分離成分子被導(dǎo)電的貨品吸附形成一層均勻光滑的仿金屬表面層。


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典型產(chǎn)品:反射涂層,消費(fèi)電子產(chǎn)品和隔熱板的表面處理

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:高質(zhì)量,高亮和產(chǎn)品表面保護(hù)層

速度:中等的生產(chǎn)速度,6小時(shí)/周期(包括噴漆)


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適用材料

    1、很多材料可以進(jìn)行真空電鍍,包括金屬,軟硬塑料,復(fù)合材料,陶瓷和玻璃。其中最常見(jiàn)用于電鍍表面處理的是鋁材,其次是銀和銅。

    2、自然材料不適合進(jìn)行真空電鍍處理,因?yàn)樽匀徊牧媳旧淼乃謺?huì)影響真空環(huán)境。


工藝成本

    真空電鍍非常依賴人工操作,真空電鍍過(guò)程中,工件需要噴涂,裝載,卸載和再噴涂,所以人力成本相當(dāng)高,但是也取決于工件的復(fù)雜度和數(shù)量。


環(huán)境影響

    真空電鍍對(duì)環(huán)境污染很小,類(lèi)似于噴涂對(duì)環(huán)境的影響。


實(shí)例展示


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杜卡迪摩托的真空電鍍


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香水瓶的真空電鍍


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其他產(chǎn)品真空電鍍



電解拋光

    電解拋光(Electropolishing):以被拋光工件為陽(yáng)極,不溶性金屬為陰極,兩極同時(shí)浸入到電解槽中,通以直流電離反應(yīng)而產(chǎn)生有選擇性的陽(yáng)極溶解,從而達(dá)到工件表面除去細(xì)微毛刺和光亮度增大的效果。


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典型產(chǎn)品:建筑結(jié)構(gòu),食物處理儲(chǔ)存和醫(yī)療制藥

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:表面高亮,光滑且衛(wèi)生

速度:中等的生產(chǎn)速度,5-30分鐘/周期


適用材料

    1.大多數(shù)金屬都可以被電解拋光,其中最常用于不銹鋼的表面拋光(尤其適用于奧氏體核級(jí)不銹鋼)。

    2.不同材料不可同時(shí)進(jìn)行電解拋光,甚至不可以放在同一個(gè)電解溶劑里。


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工藝成本

電解拋光整個(gè)過(guò)程基本由自動(dòng)化完成,所以人工費(fèi)用很低。


環(huán)境影響

電解拋光采用危害較小的化學(xué)物質(zhì),整個(gè)過(guò)程需要少量的水且操作簡(jiǎn)單,另外可以延長(zhǎng)不銹鋼的屬性,起到讓不銹鋼延緩腐蝕的作用。


實(shí)例展示


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電解拋光清理焊接縫


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其他產(chǎn)品電解拋光



光蝕刻表面處理

    光蝕刻表面處理(Photo Etching):簡(jiǎn)稱光刻,利用照相手段制作抗蝕膜像,用來(lái)保護(hù)表面,在金屬、塑料等上面,借助化學(xué)腐蝕劑進(jìn)行腐蝕產(chǎn)生表面紋理的方法。


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典型產(chǎn)品:用于珠寶首飾,銘牌和獎(jiǎng)杯的表面處理

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:延長(zhǎng)曝光和化學(xué)物質(zhì)都可以實(shí)現(xiàn)光蝕刻表面處理

速度:中等的生產(chǎn)速度(50-100微米/5分鐘)


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適用材料

    1.大多是金屬都適合光蝕刻表面處理,最常見(jiàn)的有不銹鋼,軟鋼,鋁,黃銅,鎳,錫,銅和銀。其中鋁材的光蝕刻速度較快,而不銹鋼的光蝕刻速度最 慢。

    2.玻璃,陶瓷也適合光蝕刻表面處理,只是需要不同的光阻蝕劑和化學(xué)物質(zhì)。


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工藝成本

1.模具費(fèi)用低

2.人力成本中等


環(huán)境影響

    光蝕刻產(chǎn)生的金屬?gòu)U屑須做可控回收;用于光蝕刻的化學(xué)物質(zhì)還有三分之一的氯化鐵,而且也會(huì)用苛性鈉(火堿)來(lái)處理廢棄的感光膠片,這兩種化學(xué)物質(zhì)都是有害的,所以操作人員在處理時(shí)需要穿防護(hù)服。


實(shí)例展示


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金屬標(biāo)牌的光蝕刻



移印工藝

    移印工藝(Pad Printing):能夠在不規(guī)則異形對(duì)象表面上印刷文字、圖形和圖象,現(xiàn)在正成為一種重要的特種印刷。


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典型產(chǎn)品:用于交通工具內(nèi)飾,電子消費(fèi)產(chǎn)品和體育器材的表面印刷

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:能達(dá)到清晰的印刷細(xì)節(jié),即使在起伏不平的表面上

速度:單個(gè)印刷時(shí)間(1-5秒)


適用材料

    幾乎所有的材料都可以使用移印工藝,除了比硅膠墊還軟的材質(zhì),例如PTFE等。


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工藝成本

1.模具費(fèi)用低

2.人力成本低,因?yàn)榇蠖喙ば蛴蓹C(jī)加工完成


環(huán)境影響

    由于此工藝只局限于溶解性油墨(其中含有害化學(xué)物質(zhì)),所以對(duì)環(huán)境影響很大。


實(shí)例展示


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手機(jī)硅膠按鍵移印實(shí)例



鍍鋅工藝

    鍍鋅工藝(Galvanizing):在鋼鐵合金材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防銹等作用的表面處理技術(shù),表面的鋅層是一種電化學(xué)保護(hù)層,可以防止金屬腐壞,主要采用的方法是熱鍍鋅和電鍍鋅。


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典型產(chǎn)品:建筑,橋梁,交通工具和家具的表面處理等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:更好的保護(hù)層,外觀很大程度取決鋼材的質(zhì)量

速度:快速,基本10分鐘/周期


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適用材料

    由于鍍鋅工藝依賴于冶金結(jié)合技術(shù),所以只適合鋼和鐵的表面處理


工藝成本

1.無(wú)模具費(fèi)用,周期短,成本較低

2.人力成本中等,因?yàn)楣ぜ谋砻尜|(zhì)量很大程度上取決于鍍鋅前的人工表面處理


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環(huán)境影響

    由于鍍鋅工藝增長(zhǎng)了鋼鐵件40-100年的使用壽命,很好的防止了工件的生銹和腐壞,所以對(duì)保護(hù)壞境有積極的作用。另外,鍍過(guò)鋅的工件在使用壽命到期后,可以重新送返鍍鋅槽,對(duì)液態(tài)鋅的反復(fù)利用不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)了物理廢料。


實(shí)例展示


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輪轂的鍍鋅工藝


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其他產(chǎn)品鍍鋅實(shí)例



電鍍工藝

    電鍍工藝(Electroplating):利用電解作用使零件表面附著一層金屬膜的工藝,從而起到防止金屬氧化,提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性及增進(jìn)美觀等作用,不少硬幣的外層亦為電鍍。


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典型產(chǎn)品:交通工具,消費(fèi)電子產(chǎn)品,家具,珠寶和銀器的表面處理等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:光澤度較高,抗氧化腐蝕

速度:速度中等,具體取決于材料種類(lèi)和涂層厚度


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適用材料

    1.大多數(shù)金屬可以進(jìn)行電鍍,但是不同的金屬具有不同等級(jí)的純度和電鍍效率。其中最常見(jiàn)的有:錫,鉻,鎳,銀,金和銠(銠:白金的一種,極其昂貴且能長(zhǎng)久保持高亮度,可以對(duì)抗大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)和酸。最常用于對(duì)產(chǎn)品表面光澤度要求較高的產(chǎn)品,如獎(jiǎng)杯和獎(jiǎng)牌)。

    2.最常用于電鍍的塑料為ABS,因?yàn)锳BS能承受60°C(140°F)的電鍍高溫,并且其電鍍層和非電鍍層結(jié)合強(qiáng)度高。

    3.鎳金屬不可用于電鍍接觸皮膚的產(chǎn)品,因?yàn)殒噷?duì)皮膚有刺 激性且有毒性。


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工藝成本

    1.無(wú)模具費(fèi)用,但需要夾具對(duì)零件進(jìn)行固定

    2.時(shí)間成本取決于溫度和金屬種類(lèi)

    3.人力成本(中-高),取決于具體電鍍件的種類(lèi),例如銀器和珠寶的電鍍就需要較高的熟練工人進(jìn)行操作,因?yàn)槠鋵?duì)外觀和耐久性的要求很高


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環(huán)境影響

    大量有毒物質(zhì)會(huì)被用在電鍍過(guò)程中,所以需要專(zhuān)業(yè)的分流和提取,以確保較小的環(huán)境影響。


實(shí)例展示


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國(guó)內(nèi)工廠實(shí)拍電鍍工藝


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其他產(chǎn)品電鍍實(shí)例



粉末噴涂

    粉末噴涂(Powder Coating):是一種干噴法,通過(guò)噴涂或流化床用在一些金屬工件上,粉末通過(guò)靜電吸附在工件表面,等到完全干燥時(shí),會(huì)在表面形成一層保護(hù)膜。


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典型產(chǎn)品:交通工具,建筑和白色家電產(chǎn)品的噴涂等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:產(chǎn)品表面著色光滑均勻

速度:速度取決于工件尺寸和自動(dòng)化程度,至少需要花費(fèi)30分鐘來(lái)干燥


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適用材料

    雖然適合一些金屬件,塑料和玻璃的表面噴涂,但是粉末噴涂主要用于防護(hù)或著色鋁材和鋼材。


工藝成本

    1.無(wú)模具費(fèi)用,但設(shè)備費(fèi)用非常高

    2.時(shí)間成本較短,但干燥時(shí)間至少需要半小時(shí)

    3.時(shí)人力成本相當(dāng)?shù)?/span>


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環(huán)境影響

    相對(duì)于濕噴來(lái)說(shuō),粉末噴涂具有更高的材料利用率(由于靜電吸附粉末粒子的原因),可達(dá)到95%的噴料利用率。


實(shí)例展示


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輪轂的粉末噴涂


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其他產(chǎn)品粉末噴涂



水轉(zhuǎn)印

    水轉(zhuǎn)?。℉ydro Transfer Printing):是利用水壓將轉(zhuǎn)印紙上的彩色紋樣印刷在三維產(chǎn)品表面的一種方式。 隨著人們對(duì)產(chǎn)品包裝與表面裝飾要求的提高,水轉(zhuǎn)印的用途越來(lái)越廣泛。


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典型產(chǎn)品:交通工具,電子消費(fèi)品和軍工產(chǎn)品等

產(chǎn)量適合:小批量到大批量皆可

質(zhì)量:產(chǎn)品表面紋理精 細(xì)清晰,但是會(huì)有輕微的拉伸

速度:速度快,10-20周期/小時(shí)


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適用材料

    所有的硬材料都適合水轉(zhuǎn)印,適合噴涂的材料也一定適用于水轉(zhuǎn)印。最常見(jiàn)的為注塑件和金屬件。


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工藝成本

    1.無(wú)模具費(fèi)用,但需要利用夾具將多件產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行水轉(zhuǎn)印,從而降低時(shí)間成本

    2.時(shí)間成本較短,一般每周期不會(huì)超過(guò)10分鐘。


環(huán)境影響

    和產(chǎn)品噴涂比較而言,水轉(zhuǎn)印更充分的應(yīng)用了印刷涂料,減少了廢料泄漏和材料浪費(fèi)的可能。


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絲網(wǎng)印刷

    絲網(wǎng)印刷(Screen Printing):通過(guò)刮板的擠壓,使油墨通過(guò)圖文部分的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物上,形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)印刷設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,印刷、制版簡(jiǎn)易且成本低廉,適應(yīng)性強(qiáng)。絲網(wǎng)印刷應(yīng)用范圍廣,常見(jiàn)的印刷品有:彩色油畫(huà)、招貼畫(huà)、名片、裝幀封面、商品標(biāo)牌以及印染紡織品等。


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典型產(chǎn)品:用于服裝,電子產(chǎn)品和包裝等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:紋樣細(xì)節(jié)質(zhì)量精度較高

速度:手工絲?。?-5周期/分鐘),機(jī)器絲?。?-30周期/分鐘)


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適用材料

    幾乎所有的材料都可以絲網(wǎng)印刷,包括紙張,塑料,金屬,陶藝和玻璃等


工藝成本

    模具費(fèi)用低,但是還是取決于顏色的數(shù)量,因?yàn)槊恳环N顏色都要單獨(dú)制版

時(shí)間成本:機(jī)加工絲印最多每分鐘30個(gè),手工絲印每分鐘最多1-5個(gè)

人力成本:在手工絲印中,人力成本偏高,尤其當(dāng)涉及到多彩印刷


環(huán)境影響

    淺色絲印油墨對(duì)環(huán)境影響較小,然而含有PVC和甲醛的油墨具有有害的化學(xué)物質(zhì),需及時(shí)回收和處理以防污染水資源


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陽(yáng)極氧化

    陽(yáng)極氧化(Anodic Oxidation):主要是鋁的陽(yáng)極氧化,是利用電化學(xué)原理,在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3(氧化鋁)膜。這層氧化膜具有防護(hù)性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性


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典型產(chǎn)品:手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品、機(jī)械零件、飛機(jī)汽車(chē)部件、精密儀器和無(wú)線電器材、日用品和建筑裝飾

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:氧化膜具有防護(hù)性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性

速度:十幾分鐘或更久


適用材料

    鋁、鋁合金等鋁制品


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工藝成本

    在陽(yáng)極氧化的生產(chǎn)過(guò)程中,水、電的消耗是相當(dāng)大的,特別是在氧化工序。再加上機(jī)器本身的熱耗,需要不停地用循環(huán)水進(jìn)行降溫,噸電耗往往在1000度左右,輔助設(shè)施的減少可以降低一些電耗


環(huán)境影響

    陽(yáng)極氧化在能效方面不算出彩,同事在鋁電解生產(chǎn)中,陽(yáng)極效應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生對(duì)大氣臭氧層造成破壞性副作用的氣體


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采用陽(yáng)極氧化工藝制作的鏡頭



電泳

電泳:帶電顆粒在電場(chǎng)作用下,向著其典型相反的電極移動(dòng),稱為電泳


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典型產(chǎn)品:汽車(chē)、建材、五金、家電等

產(chǎn)量適合:大批量生產(chǎn)

質(zhì)量產(chǎn)品呈現(xiàn)各種顏色,并保持金屬光澤,同時(shí)表面性能增強(qiáng),具有較好的防腐性能

速度:較快的生產(chǎn)速度


適用材料

    不銹鋼、鋁合金等


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工藝成本

    可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化連續(xù)作業(yè),人工費(fèi)用低,總的成本較低


環(huán)境影響

    電泳涂料是以水作為溶劑的,具有不燃性、無(wú)毒、節(jié)省了大量有機(jī)溶劑,大大降低了大氣污染和環(huán)境危害,同時(shí)也避免了火災(zāi)的隱患


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微弧氧化(MAO)

    微弧氧化(MAO):又稱微等離子體氧化,是通過(guò)電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合,在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用,生長(zhǎng)出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層


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典型產(chǎn)品:航空航天領(lǐng)域、IT產(chǎn)品

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:材料表面硬度高、具有良好的耐磨性能

速度:較快的速度


適用材料

    Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb,及其合金等


工藝成本

    微弧氧化起弧電壓高,電流密度大,電流效率低,能耗大,處理成本高限制了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用


環(huán)境影響

    微弧氧化電解液不含有毒物質(zhì)和重金屬元素,電解液抗污染能力強(qiáng)和再生重復(fù)使用率高,因而對(duì)環(huán)境污染小


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金屬拉絲

    金屬拉絲:是通過(guò)研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋,起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據(jù)拉絲后紋路的不同可分為:直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋


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典型產(chǎn)品:建筑行業(yè)如電梯門(mén)板、龍頭、把手等,櫥具如抽油煙機(jī)、水槽等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:拉絲處理可使金屬表面獲得非鏡面般金屬光澤,同時(shí)拉絲處理也可以消除金屬表面細(xì)微的瑕疵

速度:較快


適用材料

    幾乎所有的材料都可以使用金屬拉絲工藝


工藝成本

    工藝方法簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)單,材料消耗甚少,成本比較低廉,經(jīng)濟(jì)效益高


環(huán)境影響

    純金屬制品,表面無(wú)油漆和任何化工物質(zhì),600度高溫不燃燒,不產(chǎn)生有毒氣體,復(fù)合消防環(huán)保要求


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模內(nèi)裝飾

    裝飾技術(shù)(In-Mold Decoration-IMD):是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi),將成形用的樹(shù)脂注入金屬模內(nèi)與膜片接合,使印刷有圖案的膜片與樹(shù)脂形成一體而固化成成品的一種成形方法


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典型產(chǎn)品:家電產(chǎn)品的裝飾及功能控制面板、汽車(chē)儀表盤(pán)、空調(diào)面板、手機(jī)外殼/鏡片、洗衣機(jī)、冰箱等

產(chǎn)量適合:單件到大批量皆可

質(zhì)量:可用于復(fù)雜圖像、產(chǎn)品耐摩擦、可防止表面刮花,并可長(zhǎng)期保持顏色的鮮明不易褪色

速度:快速


適用材料

塑膠表面


工藝成本

    只需開(kāi)一套模具,可降低系統(tǒng)成本與庫(kù)存成本,降低成本與工時(shí)

    高自動(dòng)化生產(chǎn),制程簡(jiǎn)化,有一次注塑成型的工法,將成型與裝飾同時(shí)達(dá)成,降低恒本與工時(shí),可穩(wěn)定生產(chǎn)


環(huán)境影響

    該技術(shù)綠色環(huán)保,避免了傳統(tǒng)的噴漆電鍍帶來(lái)的污染


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模內(nèi)注塑成型的手機(jī)保護(hù)套