纳米注塑应用

纳米注塑简介NMT工艺纳米注塑的注意事项纳米注塑的应用纳米注塑成型（NMT，即NanoMoldingTechnology)，是金属与塑料以纳米技术结合的工法，先将金属表面经过T处理化后，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工法更具成本效益。纳米（nm），又称毫微米，是长度的度量单位，国际单位制符号为nm。1纳米=10^-9米，长度单位如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小的多。国际通用名称为nanometer，简写nm1mm（毫米）=1000um（微米)1um=1000nm(纳米）纳米注塑是一种基于金属表面纳米化构型的Insertmolding工艺。其核心工艺是在金属表面纳米化学构型工艺NCS（Nano-crystallizationchemicalstructure），通过在金属表面形成微纳米级微孔，然后通过塑胶和处理好的金属件的嵌入达到超强的结合力。金属基材(造型后)碱处理(脱脂与清洗)清洗后干燥酸处理(侵蚀出奈米孔洞)T处理(浸泡)干燥(待射出)油脂与污物a.金属基材先经过成形加工›获得正确几何形状›避免金属基材多重加工造成纳米孔洞封孔b.成形后的金属基材进行碱处理›碱处理其实就是碱洗，利用碱剂除污，尤其是那些作为保护金属基材的防锈油›还有来自模具的脱模寄与保护油c.碱洗后经过中性水浸泡与清洗›轻金属中以铝、镁、锌合金都怕强碱，所以除油污后要尽速清洗d.清洗干净后的金属基材进行酸处理›任何一种金属都有适当的酸液可侵蚀›控制酸液对金属基材表面进行”凿洞”或是“挖掘“e.T处理剂浸泡已经酸蚀完成之金属基材›T处理指的是一种秘方，大成化学透露是一种化学药剂›成份含有胺a.轻金属对酸的反应轻金属基材：铝,镁,锌合金由于轻金属大多没有硬的析出物与晶粒，酸液很容易侵蚀出奈米孔洞，这些孔洞非常的细小，右图可以看到许多20~40nm的孔洞长在约100~150nm的大洞内壁。b.析出相金属对酸的反应析出相金属基材：钛合金与不锈钢由于析出相金属有不同的析出晶粒，对于酸蚀的抵抗就有不同的能力，有趣的是对酸蚀抵抗力高的，会像大石头般的由基底材料长出，除了可以看到许多20~40nm的孔洞外，有一些大的晶粒突出(约50~80nm的大小)。a.酯或脂(Ester):普遍存在工程塑料中b.胺(Amine)：许多的特用化学药剂c.两种物质生成的反应就是塑料材料制造的聚合反应(Polymerization)d.一种除了发热还导致聚合反应物进行交换位置的化学反应导致两种物质很均匀的混合而在一起即使有能力制作出表面具有奈米孔洞的金属基材，塑料却无法射进去如此小的奈米孔洞(无法排气且可能产生包风)，根本就没有结合能力，塑料结构立即脱落。有T处理剂的酸蚀后之金属基材，塑料射入产生脂与胺的反应，两者进行交换并融合，奈米孔洞中很快就被两种反应物“占满“，塑料结构立即产生锚栓效应紧固在金属上。一种可塑性材料(如下图橘色)，透过高压或化学反应进入另一底材(蓝色或浅蓝色)构成的孔洞，产生如船锚抛入水中栓住底材的效果，称之为描栓效应。錨栓效應的位置“工程塑料(PPS,PBT,andNylon)中所含的酯对射出推挤而与T处理剂胺反应的交换行进方向T处理剂中所含的胺与工程塑料的脂反应的交换行进方向“工程塑料与T处理剂只是位置交换，因此没有塑料射入排气不良的问题“如何做好纳米注塑？NMT模具注塑材料适合NMT的材料：金属类：1）铝及铝合金：1000~70002）镁及镁合金：AZ-31BAZ-91D3）不锈钢系类：SUS304,316.316L以及其他铁系列合金4）钛及钛合金：KSTIKS40塑料类：1）PPS2）PBT3）PA6、PA66、PPA（注意吸水性）为防止塑料的膨胀收缩速度高于金属，会添加部分的纤维如：玻璃纤维、碳纤维等，使材料的热膨胀收缩与金属相似。金属件：a.T处理后的金属件，到成型前请在常温保存b.T处理后，用OPP袋等包装的金属件的使用期限为7天，打开包装后请在无尘环境下进行管理，三小时内成型。c.打开包装后严禁接触塑胶结合面（另外，水、油、人的口水、汗液等都不允许接触结合面）d.金属件注塑前要进行预热（金属件的温度低会造成结合不良）注意：120°10分钟以上的加热会造成表面状态的变化，所以禁止胚料NMT注塑前需先预热到145°度，与模具设定温度基本吻合才能顺利装入模内注塑；普通预热版自动上料机上的预热版1）为了防止进行T处理的金属产品附着润滑油等脏污，模具的滑动不见要设计成无油模式。2）如果必须使用润滑油，要是用Teflon系列耐热200度以上的耐热润滑油（因为金属产品上有润滑油附着的话容易引发不良）3）严禁产品顶出时只顶塑胶或金属，因为结合部位产生负荷的离型会对塑胶完全固化前的结合产生影响。4）模具升温推荐使用加热棒加热（热电偶温度计），严禁用油加热（汽化的油雾会对阻碍结合面的结合效果）5）所有流到末端要开排气（气体以及空气的堆积会对结合造成阻碍）6)模具规定时间清洁保养，一般每四小时用干净布擦拭，这样做是避免纳米注塑时金属表面被污染。NMT模具对于模具温度较敏感，模具温度不够时，对于塑胶流动性，胶熔融状态会有影响，模具温度冷却时会凝固，造成塑胶无法填充孔里面影响产品粘合力；模具温度需控制在140-160°C，靠加热板（感温线）接温控箱控制温度前、后模各接2组10针转24针温控箱前、后面加热板（感温线）温度系统材料温度模具温度烘烤温度胚料温度射出成型高压保压高速1）高射速，高保压。因为塑胶要流入到纳米孔，所以注射时要采用高的射出压力，提高保压。2）高模温。因为必须让树脂在熔融的状态下接触到金属件的纳米孔，所以尽量在塑胶材料物性表允许的范围内调高模温。3）注塑产品时不允许使用脱模剂4）注意！注塑后需在3h内转至烘烤，烘烤时间为3h，烘烤温度150℃。(成型后立即冷却会对产品的结合强度造成影响，因为塑胶和金属件的收缩率会有差异。)5）塑胶的加热时间太长会影响结合的强度，所以注塑的加热部分及热流道内的树脂滞留时间需控制在10分钟以内，防止材料分解碳化，造成产品不良。6）流道断裂在模具内造成短时间的注塑机停机的情况，成型机加热部分的塑胶会滞留在内，造成塑胶碳化，所以滞留时间超过13分钟的话要清空塑胶后再生产。NMT失效的现象-金塑结合位置脱胶a.形式不对的注塑机螺杆，目前大都以PC/ABS的传统螺杆，没有正确的压缩比b.工程塑料专用螺杆还要设计必要的塑化排气c.模具设计排气，注意放入金属件后，注射工程塑料于金属表面的排气d.模具内没有装置压力传感器，无从得知注射品质（关键注射压力是否传达到模具的每一个角落）注塑机+机械手除湿干燥机双层12组温控箱2组12针温控箱自动上料机烘烤架烘烤箱镭雕机NMT产品的潜在用途，超越了镁合金和铝合金压铸产品，具有非常强的粘结力；NMT产品可以拓展到一个广阔的领域，如手机、数码相机、个人计算机以及移动通信电子产品等；显示器箱体移动通信产品车载电脑面板1.嵌件注塑代替压铸优点：注塑凸台和肋板代替铝合金压铸产品；广泛的装饰变化；提高压铸产品的强度；更薄，更轻，成本更低；手机笔记本电脑投影仪2.嵌件后可进行表面处理铝合金阳极氧化拉丝+喷涂高温烤漆电镀溅镀抛光喷涂抛光+拉丝阳极氧化3.金属接合替代焊接优点：缩短接合周期3D形状易接合有利于进行处理降低产品的自重注射组装优点减轻重量减少厚度降低成本使用寿命延长