開關(guān)標識制作工藝的分析與研究

李 建

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

開關(guān)標識制作工藝的分析與研究

李 建

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

開關(guān)標識起到幫助用戶識別并便捷使用整車各項功能的重要作用，文章就目前主流的開關(guān)標識制作工藝進行了分析研究，以便根據(jù)不同的開關(guān)類型選擇合適的開關(guān)標識制作工藝，并提出了一種新的開關(guān)標識背光的制作方法。

開關(guān)標識；移??；絲?。粯俗R鑲嵌；激光雕刻；夜光材料

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)11-13-04

引言

汽車上的各種開關(guān)操縱件是實現(xiàn)汽車上各項豐富功能所必不可少的，是實現(xiàn)人車交互的接口，如警示燈開關(guān)、前霧燈開關(guān)、組合開關(guān)等。開關(guān)標識可以幫助用戶一目了然地識別車輛上的各項功能，便捷地對各項功能進行操作。

清晰的標識能夠讓用戶更快更好地使用整車上的各項功能，標識的清晰度、耐久性、背光的通透性和均勻性也直接影響著車輛的品質(zhì)感和檔次感。本文就開關(guān)標識的加工工藝進行分析，分析目前主流的標識制作工藝，并對夜光材料在開關(guān)標識上的應(yīng)用進行了研究。

1 開關(guān)標識符號的定義

相關(guān)標準法規(guī)對部分常用的和重要的開關(guān)標識符號進行了定義：

國家標準：GB4094 《汽車操縱件、指示器及信號裝置的標志》。

EEC標準：78/316/EEC 《關(guān)于汽車內(nèi)部安裝件（操縱件、信號裝置和指示器的標識）方面各成員國的法律》。

ECE標準：Regulation No.121 《UNIFORM PROVISIONS CONCERNING THE APPROVAL OF VEHICLES WITH REGARD TO THE LACATION AND IDENTIFICATION OF HAND CONTROLS，TELL-TALES AND INDICATORS》。

開關(guān)設(shè)計時，需要遵循這些法規(guī)定義，根據(jù)法規(guī)要求制作標識符號，對于法規(guī)中尚未規(guī)定的標識，可參照標桿車進行設(shè)計，沒有參照，應(yīng)設(shè)計得簡單、明了。

2 開關(guān)標識的制作工藝

開關(guān)標識的制作工藝一般有：移印、絲印、標識鑲嵌和激光雕刻，制作出的標識應(yīng)線條清晰，表面光滑，在開關(guān)的使用壽命周期內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)變色、磨損、脫落等問題。

2.1 移印工藝

移印工藝屬于標準的間接印刷，先將油墨轉(zhuǎn)移到膠頭上，再用膠頭在開關(guān)表面印刷。

2.1.1 移印工藝流程為

移印工藝由于其在小面積、凹凸面的產(chǎn)品上面進行印刷具有非常明顯的優(yōu)勢近年來發(fā)展非?？?。

2.1.2 移印工藝的特點

1）移印工藝簡單，操作方便；

2）承印面的適應(yīng)性強，可在平面、曲面等異形表面進行印刷；

3）印刷效果較好，通過工藝控制，可獲得清晰的標識，標識線條清晰。

2.1.3 移印工藝的應(yīng)用

移印工藝多用于印刷不帶背光開關(guān)的標識，直接在開關(guān)外殼上印刷出相應(yīng)標識，如組合開關(guān)手柄上的標識等，移印印刷標識示例：

圖2 警示燈開關(guān)

圖1 中控鎖開關(guān)

2.2 絲印工藝

2.2.1 絲網(wǎng)印刷的過程

絲網(wǎng)印刷是一種古老的印刷方法，它屬于孔版印刷，與膠印、凸印、凹印一起被稱為四大印刷方法。在孔版印刷中，應(yīng)用最廣泛的是絲網(wǎng)印刷。將絲、尼龍、聚酯纖維或不銹鋼金屬絲網(wǎng)繃在網(wǎng)框上，使其張緊固定，采用手工刻漆膜或光化學(xué)制版的方法制作絲網(wǎng)印版。傳統(tǒng)的制版方法是手工的，現(xiàn)代較普遍使用的是光化學(xué)制版法。光化學(xué)制版法是利用感光材料通過照相制版的方法制作絲網(wǎng)印版，使絲網(wǎng)印版上圖文部分的絲網(wǎng)孔為通透孔，而非圖文部分的絲網(wǎng)網(wǎng)孔被堵住，將絲網(wǎng)印刷用油墨放入網(wǎng)框內(nèi)，用橡皮刮墨板在網(wǎng)框內(nèi)加壓刮動，這時油墨通過圖文部分的網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。

2.2.2 絲網(wǎng)印刷的特點

1）附著力強、著墨性好

2）墨層厚實、立體感強

3）耐光性強、成色性好

2.3 標識鑲嵌工藝

標識鑲嵌為在開關(guān)按鍵本體上鑲嵌上開關(guān)標識，標識為單獨塑料件。標識鑲嵌可通過先注塑出獨立的開關(guān)標識部分，然后通過結(jié)構(gòu)設(shè)計將標識卡到開關(guān)按鍵本體上實現(xiàn)，也可通過二次注塑實現(xiàn)。本文重點介紹二次注塑工藝。

二次注塑工藝為通過塑料注塑的方式將開關(guān)標識注塑到開關(guān)按鍵上，出模后，開關(guān)按鍵本體上已注塑出標識。

圖3 鑲嵌的開關(guān)標識

2.3.1 二次注塑工藝過程

在二次注塑過程中，覆蓋材料注入基材的上方、下方、四周或者內(nèi)部，組合成為一個完整的部件。這個過程可通過多次注塑或嵌入注塑完成。

多次注塑：該技術(shù)需要配備有多個機筒的特殊注塑機，以便將不同的樹脂注入一個注塑模具。機筒應(yīng)并排或呈L型放置，由一個或多個注入點將樹脂注入模具。使用同一個注入點時，稱為共塑，使用多個注入點時，稱為二次注塑，一種材料在另一種材料上面成型，產(chǎn)生多層結(jié)構(gòu)。

嵌入注塑：為了嵌上開關(guān)標識，基材必須從原來的模腔中移出，放入另一個模芯和模腔，以便注入鑲嵌材料。在此過程中，另一個模具應(yīng)該同時在同一臺或另一臺不同尺寸的注塑機（取決于注塑件大?。┥线\轉(zhuǎn)。通?；囊辱偳恫牧洗蟮枚啵⑶铱赡苄枰A(yù)熱，使表面溫度接近覆蓋材料的熔點，從而獲得最佳粘合強度。

2.3.2 二次注塑工藝特點

1）直接通過注塑設(shè)備即可批量化生產(chǎn)兩種顏色材料組成的開關(guān)按鍵；

2）采用二次注塑工藝，開關(guān)按鍵本體表面不需要進行噴漆處理，減少了噴涂工藝。

2.3.3 二次注塑工藝的應(yīng)用

二次注塑工藝多用于標識帶有背光的開關(guān)，開關(guān)按鍵本體直接采用基材顏色，無需噴漆，在開關(guān)按鍵表面注塑上白色或其它透光性較好顏色的標識，制作出能夠透光的開關(guān)標識。

二次注塑開關(guān)標識：

圖4 電動車窗開關(guān)按鍵

2.4 激光雕刻工藝

激光技術(shù)是二十世紀與原子能，半導(dǎo)體及計算機齊名的四項重大科技發(fā)明之一。激光具有很好的單色性，相干性，方向性，能在很小的面積中積聚很高的能量密度，特別適用于材料加工。七十年代末八十年代初，一項嶄新的激光應(yīng)用技術(shù)--激光雕刻技術(shù)在國際間悄然興起，并迅速得到產(chǎn)業(yè)化，成為激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。

2.4.1 激光雕刻技術(shù)原理

激光雕刻技術(shù)采用計算機受控激光作為加工手段,其基本原理是：由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束，當激光作用于承印材料時，處于基態(tài)的原子躍遷到較高能量狀態(tài)；處于較高能量狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會很快回到基態(tài)，當原子返回基態(tài)時，會以光子或量子的形式釋放出額外的能量，并由光能轉(zhuǎn)換為熱能，使表面材料瞬間熔融，甚至氣化，從而形成圖文標記。

激光雕刻可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級。

圖5 掩模式激光雕刻

2.4.2 激光雕刻的特點

1）激光雕刻是非接觸式的，不會對印刷表面造成機械擠壓或機械應(yīng)力，不會損壞開關(guān)按鍵；

2）激光雕刻精度高，可在生產(chǎn)線上實時打標；

3）激光雕刻可在平面、弧面等異形面上打印各種符號、文字、圖案。

2.4.3 激光雕刻工藝的應(yīng)用

激光雕刻工藝制作標識要求開關(guān)按鍵表面噴有漆層，通過激光雕刻對本體上的漆層進行剝離，剝離出標識的形狀，如開關(guān)需要帶背光，則按鍵本體材料應(yīng)具有良好的透光性。

激光雕刻開關(guān)標識：

圖6 集成式燈光開關(guān)

3 開關(guān)標識的背光要求

為了能夠在黑暗環(huán)境下便捷操作開關(guān)，大多的儀表臺開關(guān)、玻璃升降器開關(guān)等帶有背光，同時開關(guān)背光與儀表、CD機等背光等相呼應(yīng)，提升了整車內(nèi)飾的美觀程度和檔次感。

開關(guān)的背光應(yīng)發(fā)光均勻，亮度合適，與周邊件（如儀表、CD機等）的背光亮度基本一致，在黑暗條件下不會刺眼，不能出現(xiàn)漏光現(xiàn)象。具體的背光顏色需要根據(jù)造型定義進行確定，相關(guān)標準已對部分標識的背光顏色進行了規(guī)定，如前霧燈開關(guān)標識背光顏色為綠色，后霧燈開關(guān)標識背光顏色為黃色，警示燈開關(guān)標識顏色為紅色。

需要透光的開關(guān)按鍵標識部分采用PC等透明度較好的材料，標識下面布置有燈泡或者發(fā)光二極管，作為背光的光源，打開小燈后，背光光源點亮，光線從開關(guān)標識部分透出。燈泡上包裹上有顏色的橡膠帽，改變背光顏色，發(fā)光二極管則有各種不同顏色可以選用。

圖7 帶背光的開關(guān)

4 夜光材料在開關(guān)標識上的應(yīng)用

夜光材料分為自發(fā)光型和蓄光型兩種。自發(fā)光型夜光材料的基本成分為放射性材料，不需要從外部吸收能量，可持續(xù)發(fā)光，不僅黑夜，白天也是如此。正是因為含有放射性物質(zhì)，所以在使用時受到較大的限制，廢棄后的處理也是一大問題。蓄光型夜光材料很少含有放射性物質(zhì)，沒有使用上的限制，但它們要靠吸收外部的光能才能發(fā)光，而且要儲備足夠的光能才能保證一持續(xù)發(fā)光。

從使用環(huán)境條件分析，蓄光型夜光材料完全可以使用到汽車開關(guān)上，白天夜光材料可以吸收自然光，夜間可以吸收儀表、DVD等其它件的背光、路邊路燈的光線等，滿足發(fā)光蓄能要求，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)發(fā)光。

某品牌夜光粉是光致蓄光型自發(fā)光材料，它對各種可見光（日光、燈光）均有極強的吸光―蓄光―發(fā)光功能，在一般的室溫下自然吸光10-20分鐘后，即可在夜間或暗處持續(xù)發(fā)光10―12小時，其吸光―蓄光―發(fā)光過程無限循環(huán)，永久使用。

該夜光粉不含任何放射性元素，可作為一種添加劑，均勻分布在各種透明介質(zhì)中，如涂料，油墨，塑料，印花漿，陶瓷，玻璃，化纖等，實現(xiàn)介質(zhì)的自發(fā)光功能，并可顯示出本夜光粉所具有的明亮色彩。

產(chǎn)品特性：

a、蓄光時間短、亮度高、余輝時間長

b、極穩(wěn)定的物理和化學(xué)屬性，極強的環(huán)境適應(yīng)性和極長的使用壽命

c、無毒無害無放射、不燃燒、不爆炸、不含其它有害重金屬元素或化學(xué)物質(zhì)

d、粒徑小，粒度分布均勻，易生產(chǎn)加工

如將該型夜光粉添加到開關(guān)標識的印刷油墨中，在開關(guān)表面進行印刷，可實現(xiàn)標識的自發(fā)光功能。該工藝具有一下優(yōu)點：

1）減少了開關(guān)內(nèi)部的發(fā)光源，大大簡化了開關(guān)的結(jié)構(gòu)，降低了開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，降低了開關(guān)的成本；

2）標識背光根據(jù)光線強度可自動變亮，減少電氣部分的控制電路，極大簡化了整車線束，并減少了開關(guān)針腳，降低了線束和開關(guān)的成本。

夜光材料目前已廣泛應(yīng)用到航空儀表、鐘表、消防器材、門把手、電源開關(guān)等，在生活用開關(guān)上已有很多應(yīng)用，目前在汽車開關(guān)上還未見應(yīng)用，但待夜光材料的輝度提高，發(fā)光顏色的種類增多，該技術(shù)應(yīng)用到汽車開關(guān)上是必然的，此舉能夠大大降低開關(guān)及整車的成本，不會影響甚至能夠提升整車的內(nèi)飾效果。

5 總結(jié)

本文總結(jié)了開關(guān)標識設(shè)計上需要滿足的法規(guī)規(guī)范和性能要求，分析了目前主要的開關(guān)標識加工工藝，提出夜光材料在開關(guān)標識上應(yīng)用的新設(shè)想，夜光材料的應(yīng)用可大大簡化開關(guān)結(jié)構(gòu)，降低線束和開關(guān)成本，其具體工藝方法及使用效果還需后續(xù)深入研究。

[1] 陳自悟.新一代節(jié)能夜光涂料的研制[J].現(xiàn)代涂料與涂裝.

[2] 劉應(yīng)亮,雷炳富,石春山,孟建新,滿石清,譚紹早,肖勇,袁定勝,黃浪歡,張靜嫻.長余輝發(fā)光材料研究發(fā)展[J].無機化學(xué)學(xué)報,2009.5, 25(8):1323～1329.

Analysis and Research of Technics of Switch Logos

Li Jian
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The logos of switchs is very useful to help users operate the swtichs. Analysis and research the technics of switch logos helps to choose optimal technics for different switchs, and a new method of the technics by using luminous materical is introduced.

switch logos; tamp; silk screen; logo inlay; laser; luminous materical

U466

：A

：1671-7988 (2017)11-13-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.11.006

李建，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。