目前热烫印技术已经广泛应用在汽车内外装饰件的表面处理领域。烫印技术普遍应用于空调出风口、扶手、中央饰框、显示面板、标牌、散热格栅及外饰条等内外饰产品的表面处理领域，此技术多年来已广泛应用在奔驰、大众、通用和宝马等汽车品牌上，如图1所示，作为中国自主品牌的引导者，吉利汽车也已经加入到应用队伍中。 

生产工艺

1.工艺介绍

烫印工艺通过将被加热了的烫印头，利用热压覆膜，使烫印膜上的金属或涂料层压烫到被加工的工件表面，以达到装饰或标识的目的。

1）膜片固定：将烫印的膜片固定在收放卷装置，调节好收放膜张紧力。

2）工装装夹：工人把工件放在夹具上，保证其无松动。

3）烫印压制：将固定好的工件通过电动机驱动移动到与工件吻合的压头下方，烫印硅胶压头施压下移与膜片、工件贴合，工件配合上下自由浮动的烫印硅胶压头承压，紧贴烫印表面，实现工件表面的烫印。

4）成品取件：压头恢复原始位置，烫印膜脱离工件，夹具移动到初始位置，将工件卸下，完成下一循环工序。

2.主要设备及仪器

烫印设备是实现烫印制品的工具，如图2所示。

1）收放卷装置：主要作用是固定烫印膜片，并提供张力。伺服电动机在膜张紧力过大时候可以反方向转动，避免继续扯拉膜；一些特殊零件会在送膜装置中增加预冲孔功能。

2）烫印压头：压力提供装置，一般由伺服电动机或气缸/油缸驱动，加压压力和速度极为稳定。

3）夹具：一般采用铝材料制作而成，用于固定零件。配有传感器和压头，以更好地固定零件及控制工艺。

4）上工装：夹具对应的就是上工装，其作用是为了避免烫印过程中零件发生变形，烫印上工装表面材质一般为硅胶。

3.主要工艺参数

1）上工装表面温度：最佳的烫印温度是保证胶水层产生粘接力，并且不会使装饰层在高温下氧化失去金属光泽，一般建议190～200℃。

2）压力：适合的压力是保证烫印膜片能保证在承载物上成形，一般建议15 kN。

3）烫印时间：烫印压头把烫印膜片压在承压件上的时间，如果烫印时间过长，烫印膜所受的温度过高，容易造成承压件高温变形影响烫印外观，过短影响烫印的附着力，因此需要调节合适的接触时间，一般建议为1.5～2.5 s。

膜片

主要制造商为德国KURZ集团，如图3所示。

1）载体层：PET层是烫印箔的基体，其他各层都附于其上，转印后会被设备卷走，工艺过程中不断裂。

2）剥离层：受热气化，用于将PET层和“转印层”分离。

3）保护层：供应商核心技术，用于满足主机厂测试要求。

4）装饰层：外观要求决定了印制层数。

5）胶水层：供应商核心技术，在一定温度下融化，把装饰层熔融于塑料基材中。其中保护层、装饰层和胶水层为转印层，将最终转移至塑料零件。

零件要求

工艺、设备以及膜片起到了重要作用，笔者总结经验得出以下关键要求。

1）烫印的宽度和附膜后所产生的气泡比例成正比，即烫印面越宽，则越有可能造成排气不良，导致气泡的产生，影响烫印质量和报废率。为保证排气，要求烫印的特征点做成光滑圆弧面，最小值为R 75，推荐R 90～120 mm为佳。某车型造型烫印面的轮廓满足烫印要求，保证其烫印面的外观质量满足要求，如图4所示。

2）烫印面和侧面的夹角小于110°，原因是角度较大的情况下，烫印后可能会过烫至非烫印面，剥离后形成锯齿边；或采用方案二，角度可以不用修改，通过台阶面进行过渡，如图5
所示。

3）烫印对方块边缘R角要求不大于0.2 mm，R角过大易导致烫印过程揭膜时边缘质量不良。但内外凸法规ECE要求大于0.2 mm。如上格栅区域方块造型处要求R角大于0.5 mm，将非烫印面向内侧平移0.1 mm，这样可以在满足法规的同时让剥离边缘清晰，如图6所示。

4）烫印面的高度位置。烫印薄膜运送方向所涉及的零件结构，原则上烫印特征点必须为零件的最高面，若由于造型问题导致无法满足，则烫印区域和其他非烫印区域距离边框的宽度A至少5 mm，翻边距离烫印面的高度B＜1.5A；其他区域只需要保持最小距离5 mm即可。某车型烫印面无法低于周围边框面，通过调整烫印面高度和位置度满足烫印的外观要求，如图7所示。

材料工艺要求 

1.烫印选材要求

一般能满足烫印要求的材料有：ASA、PC+ABS、ABS和PMMA。通常情况都会选用ASA作为烫印的基材，因为此材料本身有抗紫外线的性能，烫印后表面不需要喷清漆来保证外观效果和质量，主要应用方有奔驰、宝马及PSA等。同时，如斯柯达在应用烫印工艺时，则运用PC+ABS基材以达到高光黑的外观效果，但是清漆必须在烫印后遮盖，用于抵抗紫外线照射。综上所述，内饰方面选择PC/ASB、ABS和PMMA比较常规，外饰推荐ASA（耐光照），备选PC/ABS(不耐光照)。

2.烫印对产品表面质量要求

如果零件表面有异物，则瑕疵会被扩大。烫印要求产品表面光洁度高，不允许有压力线和熔接线，抛光度最低要求为800目，平整度要求为D3。缩印也要在零件上控制，当零件要求为高光外观时，此缺陷会无限放大。熔接线方面，当熔接线有深度时会产生褶皱，当熔接线没有深度时则会产生色差，所以要尽量去避免外观缺陷。

优劣势及可靠性应用

1.优劣势。

首先，局部装饰对位，一次成形。装饰点越多，后续的装配成本越低。另外，无附加污染物产生。其次，质量好，精度高，工装夹具定位，烫印特征点边缘清晰、锐利。最后，外观色彩丰富，光泽度有高光、哑光及沙丁等，纹理有金属、彩色金属、单色油墨、木纹及科技纹等。 当然问题在于单独膜片，涂层较薄，碎石冲击易击穿，风险评估需要考虑应用位置。另外，由于胎模与工件的一一对应性，工装无通用性。

2.可靠性应用

基于以上研究，笔者及其团队曾参与研制出的烫印外饰件满足某主机厂外观、性能测试。如图8所示，前保点阵式格栅，前期造型调整满足烫印限制条件，依托供应商KURZ完成实物制作，其外观及性能满足B155770要求。关于内饰的应用方面，主要存在于出风口装饰圈或仪表圈。相比较外饰的应用方面，内饰对于光照耐老化要求降低，但是有特殊的TVOC等要求。考虑到烫印膜片在零件上的质量（重量）比重非常低，故对于TVOC不会有任何的影响。另外，内饰中一直存在争议的测试项——防晒霜，在内饰烫印中也存在争议。内饰烫印的主要基材为PC/ABS，但是此材料对于防晒霜的抗性几乎为零，当防晒霜渗透基材时产生开裂，烫印面也会被带动开裂。为了克服此类问题，若对于防晒霜的风险评估等级较高，则须考虑在零件完成注塑后增加喷漆工序以保护基材，然后再进行烫印。

总结

本文通过探讨烫印膜片工艺的生产制造、造型要求和材料要求，以及相对于传统工艺的优缺点对比，并对其膜片的物理性能和耐候性能进行了分析对比。

1）按照造型定义的装饰效果和烫印要求选择膜的类型（光亮箔、拉丝箔、木纹箔、彩色箔及图案箔等）。

2）核实被烫印物材质和造型是否满足烫印工艺限制条件。

3）设计工装和设备满足烫印物理性能和表面外观要求，并确定合适的工艺参数，保证高效的产品满足交付要求。