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【专题】纳米注塑技术与应用

发布时间: 2017.10.17
标签:
关键字: 纳米注塑
内容来源:
网络整理

什么是纳米注塑?

在我们的工作和生活当中,每天都见得到,它广泛应用于3C产品中,例如我们的手机外壳、笔记本电脑外壳。我们在惊叹其美观适用的之后,还应当了解纳米注塑。

纳米注塑是指纳米成型技术(NMT,即Nano Molding Technology),是金属与塑料以纳米技术结合的工艺,先将金属表面经过纳米化处理后,塑料直接射出成型在金属表面,让金属与塑料可以一体成形,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工艺更具成本效益。

 纳米注塑工艺流程 

日本大成塑料(Taiseiplas)株式会社于2002年发明了纳米成型技术(NMT)。大成第一个字母为T,所以命名T处理。我国研究人员改变了纳米孔形成方式,衍生了不同的处理方法,其中,在通电的情况下进行的处理方法被称为E处理,字母E是电的缩写。现将两种工艺流程介绍如下:

1.T处理


▲全过程示意图   图片来源:coxon group

1.碱洗金属基材,除去表面油脂后水洗;

2.酸洗金属基材,刻蚀出尺寸较大的纳米孔后水洗;

3.T处理:使用弱酸性的T液处理基材, 刻蚀出尺寸较小的蜂窝状纳米孔,最终基材表面形成纳米级别的珊瑚礁结构;

4.水洗基材后烘干。

(其中,T处理步骤需多次重复,具体重复次数依所选材料而定)

T处理的两个关键的酸处理程序示意图         图片来源:长盈精密

2.E处理

E处理结合了电化学原理与化学腐蚀原理——铝合金阳极氧化+化学扩孔技术。

原理为,先使用弱碱性溶液中和纳米孔中的酸性溶液,再浸泡在耦合剂中,使耦合剂充满纳米孔(耦合剂需能与PPS/PBT反应)。

工艺流程:

上挂→除油→水洗→碱蚀→水洗→氧化→水洗→E处理→水洗→烘烤

E处理前需预氧,四道药水共处理3min左右,每道药水处理40s左右。E处理后基材表面形成φ10-50nm的蜂窝状的不规则孔洞,纳米孔洞经烘干后直接注塑成型。

T处理与E处理技术对比

3.金属与塑料以纳米技术结合的工艺称为纳米注塑成型技术(NMT)。先对金属表面进行纳米化处理,再将塑料注射在在金属表面,可将镁、不锈钢、钛等金属与硬质树脂结合,实现一体化成型。

纳米注塑的可靠性铝材和铝材的结合:


铝材和树脂的结合:

4.纳米成型工艺的优点:

1.有效减少工序工时与成本;

2.减轻产品自重同时兼顾外观质感;

3.粘结力超强;

4.安全和可回收,对环境影响很小。

5.部分适用材料金属基材:

1.铝及其合金:1000-7000系列(5052、6061、6063、7072、7075)

2.铜及其合金:CAC16、C110、C5191、C1020、KFC5、KLF194

3.镁及其合金:AZ-31B、AZ-91D

4.钛及其合金:KSTI、KS40

5.不锈钢:SUS-304、SUS-316、316L及其他铁系列合金(MIM304L)

塑料基材:

1.PPS:宝理PPS5120(白)/PPS 1135(黑)/ PPS F458A(黑)

东漕BGX120(黑)/BGX140(黑)/BGX545(黑)

2.PBT

3.PA(Nylon尼龙):黑色(包括PA6、PA66)

4.PPA:多种颜色

6.纳米成型技术的应用

以手机为代表的移动通讯器材的框体是一个有高度薄壁化要求的应用领域;采用NMT技术,可实现不在金属壳体上打孔,只是通过金属嵌件成型就能在金属壳体上形成复杂的树脂凸台,提高薄壁框体的设计自由度。此外,它还可以帮助减少金属框体的机械加工工序,起到降低成本的作用。

7.纳米注塑相关企业

纳米注塑相关企业(排名不分先后):

⑴ 日本大成

⑵ 昱捷股份

⑶ 晟铭电子

⑷ 谷崧集团

⑸ 亚猎士

⑹ 富士康

⑺ 比亚迪

⑻ 长盈精密

⑼ 通达集团

⑽ 劲胜精密

⑾ 勤德

⑿ 煜明

⒀ 鑫迪科技

⒁ 德硕化工

⒂ 东明化工

⒃ 微航磁电

⒄ 麦士德福科技

 纳米注塑的前景 

首先NMT技术简化并缩短了制造工艺;而且作为胶连镁合金金属,减少了不必要的表面处理工艺;最重要的是因为NMT是安全和可回收的技术,所以对环境影响很小。正因为这些优点,纳米注塑成为时下制造行业的热门材料。制造业龙头富士康、华为、比亚迪等企业纷纷投入纳米注塑技术的研究当中,可见其在行业中的影响力。

富士康自营电商平台富贸商城看重其发展前景,将与深圳市艾邦高分子科技有限公司联合在9月19日举办第一届纳米注塑技术与应用研讨会。由此可以预见,纳米注塑技术在以后的制造业产业中有着更加广泛的应用,掌握这一门技术就掌握了核心竞争力。

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