开关标识制作工艺的分析与研究

李 建

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

开关标识制作工艺的分析与研究

李 建

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

开关标识起到帮助用户识别并便捷使用整车各项功能的重要作用，文章就目前主流的开关标识制作工艺进行了分析研究，以便根据不同的开关类型选择合适的开关标识制作工艺，并提出了一种新的开关标识背光的制作方法。

开关标识；移印；丝印；标识镶嵌；激光雕刻；夜光材料

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

引言

汽车上的各种开关操纵件是实现汽车上各项丰富功能所必不可少的，是实现人车交互的接口，如警示灯开关、前雾灯开关、组合开关等。开关标识可以帮助用户一目了然地识别车辆上的各项功能，便捷地对各项功能进行操作。

清晰的标识能够让用户更快更好地使用整车上的各项功能，标识的清晰度、耐久性、背光的通透性和均匀性也直接影响着车辆的品质感和档次感。本文就开关标识的加工工艺进行分析，分析目前主流的标识制作工艺，并对夜光材料在开关标识上的应用进行了研究。

1 开关标识符号的定义

相关标准法规对部分常用的和重要的开关标识符号进行了定义：

国家标准：GB4094 《汽车操纵件、指示器及信号装置的标志》。

EEC标准：78/316/EEC 《关于汽车内部安装件（操纵件、信号装置和指示器的标识）方面各成员国的法律》。

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

开关设计时，需要遵循这些法规定义，根据法规要求制作标识符号，对于法规中尚未规定的标识，可参照标杆车进行设计，没有参照，应设计得简单、明了。

2 开关标识的制作工艺

开关标识的制作工艺一般有：移印、丝印、标识镶嵌和激光雕刻，制作出的标识应线条清晰，表面光滑，在开关的使用寿命周期内不应出现变色、磨损、脱落等问题。

2.1 移印工艺

移印工艺属于标准的间接印刷，先将油墨转移到胶头上，再用胶头在开关表面印刷。

2.1.1 移印工艺流程为

移印工艺由于其在小面积、凹凸面的产品上面进行印刷具有非常明显的优势近年来发展非常快。

2.1.2 移印工艺的特点

1）移印工艺简单，操作方便；

2）承印面的适应性强，可在平面、曲面等异形表面进行印刷；

3）印刷效果较好，通过工艺控制，可获得清晰的标识，标识线条清晰。

2.1.3 移印工艺的应用

移印工艺多用于印刷不带背光开关的标识，直接在开关外壳上印刷出相应标识，如组合开关手柄上的标识等，移印印刷标识示例：

图2 警示灯开关

图1 中控锁开关

2.2 丝印工艺

2.2.1 丝网印刷的过程

丝网印刷是一种古老的印刷方法，它属于孔版印刷，与胶印、凸印、凹印一起被称为四大印刷方法。在孔版印刷中，应用最广泛的是丝网印刷。将丝、尼龙、聚酯纤维或不锈钢金属丝网绷在网框上，使其张紧固定，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版。传统的制版方法是手工的，现代较普遍使用的是光化学制版法。光化学制版法是利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印版，使丝网印版上图文部分的丝网孔为通透孔，而非图文部分的丝网网孔被堵住，将丝网印刷用油墨放入网框内，用橡皮刮墨板在网框内加压刮动，这时油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上，形成与原稿一样的图文。

2.2.2 丝网印刷的特点

1）附着力强、着墨性好

2）墨层厚实、立体感强

3）耐光性强、成色性好

2.3 标识镶嵌工艺

标识镶嵌为在开关按键本体上镶嵌上开关标识，标识为单独塑料件。标识镶嵌可通过先注塑出独立的开关标识部分，然后通过结构设计将标识卡到开关按键本体上实现，也可通过二次注塑实现。本文重点介绍二次注塑工艺。

二次注塑工艺为通过塑料注塑的方式将开关标识注塑到开关按键上，出模后，开关按键本体上已注塑出标识。

图3 镶嵌的开关标识

2.3.1 二次注塑工艺过程

在二次注塑过程中，覆盖材料注入基材的上方、下方、四周或者内部，组合成为一个完整的部件。这个过程可通过多次注塑或嵌入注塑完成。

多次注塑：该技术需要配备有多个机筒的特殊注塑机，以便将不同的树脂注入一个注塑模具。机筒应并排或呈L型放置，由一个或多个注入点将树脂注入模具。使用同一个注入点时，称为共塑，使用多个注入点时，称为二次注塑，一种材料在另一种材料上面成型，产生多层结构。

嵌入注塑：为了嵌上开关标识，基材必须从原来的模腔中移出，放入另一个模芯和模腔，以便注入镶嵌材料。在此过程中，另一个模具应该同时在同一台或另一台不同尺寸的注塑机（取决于注塑件大小）上运转。通常基材要比镶嵌材料大得多，并且可能需要预热，使表面温度接近覆盖材料的熔点，从而获得最佳粘合强度。

2.3.2 二次注塑工艺特点

1）直接通过注塑设备即可批量化生产两种颜色材料组成的开关按键；

2）采用二次注塑工艺，开关按键本体表面不需要进行喷漆处理，减少了喷涂工艺。

2.3.3 二次注塑工艺的应用

二次注塑工艺多用于标识带有背光的开关，开关按键本体直接采用基材颜色，无需喷漆，在开关按键表面注塑上白色或其它透光性较好颜色的标识，制作出能够透光的开关标识。

二次注塑开关标识：

图4 电动车窗开关按键

2.4 激光雕刻工艺

激光技术是二十世纪与原子能，半导体及计算机齐名的四项重大科技发明之一。激光具有很好的单色性，相干性，方向性，能在很小的面积中积聚很高的能量密度，特别适用于材料加工。七十年代末八十年代初，一项崭新的激光应用技术--激光雕刻技术在国际间悄然兴起，并迅速得到产业化，成为激光加工最大的应用领域之一。

2.4.1 激光雕刻技术原理

激光雕刻技术采用计算机受控激光作为加工手段,其基本原理是：由激光发生器生成高能量的连续激光光束，当激光作用于承印材料时，处于基态的原子跃迁到较高能量状态；处于较高能量状态的原子是不稳定的，会很快回到基态，当原子返回基态时，会以光子或量子的形式释放出额外的能量，并由光能转换为热能，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，从而形成图文标记。

激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级。

图5 掩模式激光雕刻

2.4.2 激光雕刻的特点

1）激光雕刻是非接触式的，不会对印刷表面造成机械挤压或机械应力，不会损坏开关按键；

2）激光雕刻精度高，可在生产线上实时打标；

3）激光雕刻可在平面、弧面等异形面上打印各种符号、文字、图案。

2.4.3 激光雕刻工艺的应用

激光雕刻工艺制作标识要求开关按键表面喷有漆层，通过激光雕刻对本体上的漆层进行剥离，剥离出标识的形状，如开关需要带背光，则按键本体材料应具有良好的透光性。

激光雕刻开关标识：

图6 集成式灯光开关

3 开关标识的背光要求

为了能够在黑暗环境下便捷操作开关，大多的仪表台开关、玻璃升降器开关等带有背光，同时开关背光与仪表、CD机等背光等相呼应，提升了整车内饰的美观程度和档次感。

开关的背光应发光均匀，亮度合适，与周边件（如仪表、CD机等）的背光亮度基本一致，在黑暗条件下不会刺眼，不能出现漏光现象。具体的背光颜色需要根据造型定义进行确定，相关标准已对部分标识的背光颜色进行了规定，如前雾灯开关标识背光颜色为绿色，后雾灯开关标识背光颜色为黄色，警示灯开关标识颜色为红色。

需要透光的开关按键标识部分采用PC等透明度较好的材料，标识下面布置有灯泡或者发光二极管，作为背光的光源，打开小灯后，背光光源点亮，光线从开关标识部分透出。灯泡上包裹上有颜色的橡胶帽，改变背光颜色，发光二极管则有各种不同颜色可以选用。

图7 带背光的开关

4 夜光材料在开关标识上的应用

夜光材料分为自发光型和蓄光型两种。自发光型夜光材料的基本成分为放射性材料，不需要从外部吸收能量，可持续发光，不仅黑夜，白天也是如此。正是因为含有放射性物质，所以在使用时受到较大的限制，废弃后的处理也是一大问题。蓄光型夜光材料很少含有放射性物质，没有使用上的限制，但它们要靠吸收外部的光能才能发光，而且要储备足够的光能才能保证一持续发光。

从使用环境条件分析，蓄光型夜光材料完全可以使用到汽车开关上，白天夜光材料可以吸收自然光，夜间可以吸收仪表、DVD等其它件的背光、路边路灯的光线等，满足发光蓄能要求，这样就能够实现持续发光。

某品牌夜光粉是光致蓄光型自发光材料，它对各种可见光（日光、灯光）均有极强的吸光―蓄光―发光功能，在一般的室温下自然吸光10-20分钟后，即可在夜间或暗处持续发光10―12小时，其吸光―蓄光―发光过程无限循环，永久使用。

该夜光粉不含任何放射性元素，可作为一种添加剂，均匀分布在各种透明介质中，如涂料，油墨，塑料，印花浆，陶瓷，玻璃，化纤等，实现介质的自发光功能，并可显示出本夜光粉所具有的明亮色彩。

产品特性：

a、蓄光时间短、亮度高、余辉时间长

b、极稳定的物理和化学属性，极强的环境适应性和极长的使用寿命

c、无毒无害无放射、不燃烧、不爆炸、不含其它有害重金属元素或化学物质

d、粒径小，粒度分布均匀，易生产加工

如将该型夜光粉添加到开关标识的印刷油墨中，在开关表面进行印刷，可实现标识的自发光功能。该工艺具有一下优点：

1）减少了开关内部的发光源，大大简化了开关的结构，降低了开关内部结构设计的难度，降低了开关的成本；

2）标识背光根据光线强度可自动变亮，减少电气部分的控制电路，极大简化了整车线束，并减少了开关针脚，降低了线束和开关的成本。

夜光材料目前已广泛应用到航空仪表、钟表、消防器材、门把手、电源开关等，在生活用开关上已有很多应用，目前在汽车开关上还未见应用，但待夜光材料的辉度提高，发光颜色的种类增多，该技术应用到汽车开关上是必然的，此举能够大大降低开关及整车的成本，不会影响甚至能够提升整车的内饰效果。

5 总结

本文总结了开关标识设计上需要满足的法规规范和性能要求，分析了目前主要的开关标识加工工艺，提出夜光材料在开关标识上应用的新设想，夜光材料的应用可大大简化开关结构，降低线束和开关成本，其具体工艺方法及使用效果还需后续深入研究。

[1] 陈自悟.新一代节能夜光涂料的研制[J].现代涂料与涂装.

[2] 刘应亮,雷炳富,石春山,孟建新,满石清,谭绍早,肖勇,袁定胜,黄浪欢,张静娴.长余辉发光材料研究发展[J].无机化学学报,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，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。