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发表时间:2016-10-25
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纳米成型技术(NMT,即Nano Molding Technology),是金属与塑料根据纳米技术结合的工法实现一体成形,不但能够兼顾金属外观质感,也可以简化产品机构件设计,让产品更轻、薄、短、小,且较CNC工法更具成本效益。
近年来,随着消费者对手机质感、重量和档次的要求不断提高,逐渐倾向于选择质感好、机身轻薄的手机,所以铝合金、不锈钢等金属材料等满足制造条件的材料受到了手机生产商的青睐。但采用全金属外壳会使手机信号大大减弱,而塑料对信号几乎没有影响。手机质感、信号保真的要求都推动手机外壳材料从塑料到金属+塑料的过渡。
材料设计师们将金属外壳镂空一小部分,再将塑料填补到镂空部分中,使塑料和金属成为一体。目前纳米成型技术(NMT,即Nano Molding Technology)就是能很好实现以上构想的方法之一。NMT是金属与塑料以纳米技术结合的工法,先将金属表面经过纳米化处理后,塑料直接注射成型在金属表面。树脂的易成型性、易弯曲性与金属的刚性、強度及耐热性的相互组合,可制成复杂精巧的金属塑料一体化产品,不但能兼顾金属外观质感,也可以简化产品结构件设计,让产品更轻、更薄、短、小,且较CNC工法(电脑控制机床加工方法)成本更低。
纳米注塑成型技术过程简述我们可以通过下面的视频来全面了解纳米注塑成型技术。
从视频中可以看到,一块铝材历经7道工序(铝板→CNC粗铣打磨→T处理→纳米注塑→精铣→高光C角处理→阳极氧化→CNC去辅助结构),最后得到手机外壳成品。图1 为NMT流程简单示意图。
图1 NMT流程简单示意图
在整个纳米注塑过程中都需要准确调控,下面我们着重来讲解材料的选择、T处理过程、NMT成型过程所需要注意的事项。
纳米注塑成型技术要点解析
1、材料选择
金属材料
1)铝及铝合金:1000~7000 series and ADC-12 (压铸件)
2)镁及镁合金:AZ-31B and AZ-91D
3)不锈钢系列:SUS-304, 316, 316L以及其他铁系列合金
4)铜及铜合金:C110, C1020, C5191, KFC5, CAC16和KLF194
5)钛及钛合金:KSTI 和 KS40
塑料材料
不是所有的塑料都能和金属粘接,在纳米注塑的塑料选材上有一定要求:
1)强度要足够高,通用塑料达不到要求;
2)收缩率尽量和金属的收缩率接近,必要时可以加一些玻纤来降低塑料的收缩率;
3)塑料还必须和金属纳米空洞里残留的处理液(一般为胺类物质)反应,提高拉拔力!
目前满足条件的稳定材质有以下4种:
1)PPS : 宝理 5120(白)/ 1135(黑)/ F458A (黑)
东漕 BGX120(黑)/BGX140(黑)/BGX545(黑)
2)PBT
3)PA (Nylon尼龙) :黑色
4)PPA :多色
仅有PBT与PPS和金属的粘接性能较好。国内大部分手机用的PBT、PPS来自日本,如:宝理、东丽和东曹;有一部分来自国产,如:华立兴、银禧科技等。
2、T处理过程
T处理之所以这么叫是因为大成(日本大成建设集团)的英文名首字母为“T”,日本大成发明的T处理主要经过碱洗、酸洗、T处理液、水洗四个步骤,如图2所示。首先通过T处理技术在金属表面形成纳米级的凹坑;再使用硬树脂通过注塑进入纳米级的凹坑,使树脂与金属连接在一起。
T处理工艺最关键的当属T处理液。目前,日本大成对T处理液仍处于保密状态;据行业内人士分析,T处理液的主要成分是胺类物质。
图2 T处理流程示意图
3、NMT成型过程
相比T处理和CNC加工,纳米注塑NMT倒没那么复杂:将金属框架固定在模具里,再进行注射成型,类似于双色注塑。纳米注塑的次品率比一般注塑成型高很多,甚至超过50%,所以工艺的精密控制就显得异常重要!纳米注塑过程需要注意以下要点:
|
标准 |
措施 |
1 |
温度系统:料管温度、模具温度、烘烤温度、退火温度 |
•NMT产品都要依材料物性表设定成型温度 •实际依产品结构、工艺来调整 |
2 |
射出成形条件:高压、保压、高速 |
•NMT产品都要调到中高级别 •实际依产品结构、工艺来调整 |
3 |
模具规定时间清洁保养 |
•每4小时前后模须用干净布擦拭清洁一次,避免纳米注塑时金属表面被污染。 |
4 |
工件拿取不可造成任何污染 |
•保证金属和塑料结合,作业全程带防指纹手套 |
5 |
退火处理时必须按各种不同胶粒物性表执行落实 |
•依工程提供物性表参数执行 |
6 |
削毛边 |
•凡要求削毛边的结构区域必须要清除干凈 |
7 |
所有胶粒的物性表中都要明确规定成形条件 |
•依工程提供物性表参数执行 |
8 |
设定注塑机各压力参数的检测频率 |
•产品不同,研发、工程、品保、业务检讨定义 |
9 |
所有成形条件、文件定期审核 |
•依标准审核 |
10 |
NMT破坏性测试检测 |
•依标准审核 |
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