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塑料質(zhì)輕、高溫流動(dòng)性好、絕緣,金屬具有高貴質(zhì)感、輕度高、導(dǎo)電等優(yōu)勢(shì)。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),工業(yè)上至少有三種技術(shù)將塑料和金屬的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),從而達(dá)到單個(gè)材料不能達(dá)到的效果,下面我們具體來(lái)看看吧!
一.LDS技術(shù)
圖:線(xiàn)路板
LDS(LaserDirect Structuring)即激光直接成型技術(shù):利用激光技術(shù)在特殊塑料件上直接三維打印電路板的技術(shù)。和傳統(tǒng)的電路板相比,這類(lèi)產(chǎn)品體積明顯縮小、線(xiàn)路設(shè)計(jì)更加靈活;因此,LDS技術(shù)已經(jīng)在要求很高的領(lǐng)域如,通信、汽車(chē)電子、機(jī)電設(shè)備、醫(yī)療器械等方面得到大量的應(yīng)用?;貜?fù)“LDS”查看更多文章
1.LDS工藝是怎樣的?
圖:手機(jī)LDS天線(xiàn)工藝
如上圖,以手機(jī)LDS天線(xiàn)為例:含有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物的改性塑料通過(guò)注塑成型得到特定的形狀;通過(guò)激光照射得到特定形狀活化區(qū)域;化學(xué)鍍可將更多的金屬原子依附在活化區(qū)域中,從而得到功能性電路板;為了防止電路板被磨損,一般通過(guò)噴涂或組裝將其覆蓋保護(hù)。
形象的講,金屬是在塑料基體上通過(guò)激光照射“長(zhǎng)”出來(lái)的,故為塑上變金!
2.可用于LDS技術(shù)的塑料有哪些?
圖:可用于LDS的塑料,來(lái)源:百度百科
如上圖所示:LDS技術(shù)用塑料比較多,覆蓋了耐高溫塑料、工程塑料和通用塑料,其中工程塑料種類(lèi)最多。根據(jù)德國(guó)LPKF的相關(guān)建議,LDS技術(shù)對(duì)塑料有兩個(gè)要求:電鍍指數(shù)和粘接性;因此,LDS技術(shù)用塑料有:
聚酰胺類(lèi):HTN(杜邦)、PPA(RTP)、PA6/6T(巴斯夫)、PA4T(帝斯曼)、增強(qiáng)PA1010(EMS)、PA(華力興);
聚碳酸酯類(lèi):RTP、MEP、SABIC IP、Lucky Enpla(韓國(guó)樂(lè)喜)、中塑新材料、金發(fā)都有做;
聚酯類(lèi):PET、PBT(朗盛、中塑)、PET/PBT合金;
PC/ABS類(lèi):相應(yīng)的廠(chǎng)家包括RTP、MEP、臺(tái)灣華宏、SABICIP、Lucky Enpla、中塑、金發(fā)、華力興、鼎啟鐘華;
其他類(lèi):LCP(Ticona、RTP)、PP、PPO、COP、PEEK等。
圖:LDS材料,來(lái)源:深圳華力興
3.LDS技術(shù)應(yīng)用在手機(jī)的哪個(gè)地方?
LDS技術(shù)在手機(jī)中可用來(lái)制作LDS天線(xiàn)。在塑料外殼手機(jī)中,LDS天線(xiàn)主要位于手機(jī)外殼和機(jī)身上。在金屬外殼手機(jī)中,由于外殼中塑料含量很少,以這些塑料為基體制作LDS天線(xiàn)難度較大;故目前主要有兩個(gè)方案:
1.增加塑料的含量,在有限的位置上鐳雕出天線(xiàn);
2.天線(xiàn)主體置于手機(jī)內(nèi)部,接受信號(hào)部分刻蝕在手機(jī)外殼/中框的塑料上,達(dá)到保持良好信號(hào)的效果。
圖:LDS天線(xiàn)在手機(jī)塑料外殼上
圖:三星塑膠外殼手機(jī),紅框部分為L(zhǎng)DS線(xiàn)路(包括天線(xiàn)、GPS等)
圖:LDS天線(xiàn)鐳雕在有限的塑料上,來(lái)源:中塑新材料,艾邦高分子拍攝
圖:LDS天線(xiàn)部品,材質(zhì):PA,來(lái)源:三菱工程塑料株式會(huì)社,艾邦高分子拍攝
二.NMT納米注塑技術(shù)
納米注塑技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)NMT(Nano Molding Technology),它是先將金屬表面經(jīng)過(guò)納米化處理,塑膠直接注射成型在金屬表面,得到塑膠+金屬一體化結(jié)構(gòu)的技術(shù)。NMT技術(shù)解決了塑料和金屬粘接不良的問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)了塑膠和金屬的一體化。
目前,該技術(shù)在智能手機(jī)上的應(yīng)用得到了極大的推廣;NMT技術(shù)還應(yīng)用于汽車(chē)制造、醫(yī)療器械等,今后的應(yīng)用領(lǐng)域還可能包括航天、航空、軍事等?;貜?fù)“NMT”查看更多文章
1.NMT技術(shù)工藝是怎樣的?
圖:納米注塑工藝流程
如上圖:金屬基材先通過(guò)堿洗除去表面的油脂等雜質(zhì),通過(guò)酸洗除去表面的金屬氧化物并刻蝕出納米級(jí)孔洞;再通過(guò)T處理刻蝕出尺寸更小的納米級(jí)孔洞;水洗干燥后的金屬夾持在模具內(nèi),和塑料注塑達(dá)到一體化結(jié)構(gòu)。
形象的講,塑料覆蓋在通過(guò)表面處理的金屬上,從而使兩者緊密連接;故稱(chēng)之為金上覆塑!
2.可用于NMT技術(shù)的塑料有哪些?
圖:可用于NMT的塑料
由于塑料需要和殘留在納米孔洞里的T處理液通過(guò)位置交換才能進(jìn)入納米孔洞,從而具備良好的粘接力;而T處理含有胺類(lèi)成分,故塑料需要含有特定的官能團(tuán)與之反應(yīng)如,酯基、酰胺基等。目前在量產(chǎn)的塑料有:PPS、PPA、PBT、PA等。
3.NMT技術(shù)應(yīng)用在手機(jī)的哪些部位?
NMT技術(shù)一般應(yīng)用在手機(jī)金屬外殼或手機(jī)金屬中框上,如下圖所示:
圖:納米注塑手機(jī)外殼
圖:納米注塑手機(jī)中框半成品
三.MIM粉末冶金技術(shù)
金屬粉末注射成型簡(jiǎn)稱(chēng)為MIM(Metal injection Molding),它是一種將金屬粉末與粘接劑(塑料)的增塑共混,然后注塑成型、脫脂、燒結(jié)的工藝。關(guān)于MIM有一個(gè)很實(shí)用的解釋?zhuān)喊呀饘倭慵O(shè)計(jì)的像塑膠注射零件一樣;利用塑膠注射快速?gòu)?fù)制的優(yōu)點(diǎn),將金屬零件注射成形,然后經(jīng)過(guò)熱制程作成金屬實(shí)體零件。
MIM技術(shù)由于生產(chǎn)時(shí)間短、成本低,能夠大量生產(chǎn)精密、小型的金屬制品?,F(xiàn)在主要應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦上如:手機(jī)金屬卡托、鏡頭裝飾圈、手機(jī)按鍵、手機(jī)支架、筆記本電腦轉(zhuǎn)軸用凹凸輪?;貜?fù)“MIM”查看更多文章
1.MIM技術(shù)的工藝是怎樣的?
圖:MIM技術(shù)工藝流程
如上圖:金屬粉末和粘接劑先進(jìn)行充分的混合得到MIM粒料;MIM粒料加入專(zhuān)用注塑機(jī)中注塑得到生坯;生坯通過(guò)脫粘處理脫除大部分粘接劑得到棕坯;棕坯中仍然含有少量粘接劑,通過(guò)燒結(jié)將剩下的粘接劑除去得到燒結(jié)件;最后再通過(guò)CNC等將多余的部分銑去得到成品。
形象的講,金屬粉末在塑料的幫助下注塑成型,故稱(chēng)之為聚砂成金!
2.哪些塑料可以應(yīng)用于MIM技術(shù)?
圖:可用于MIM的塑料
MIM工藝的脫脂過(guò)程目前主要分為三種方式:
熱脫系統(tǒng):在空氣或真空下,脫脂劑在熱氛圍中分解脫除;此類(lèi)脫脂劑有PE、PP、EVA。
溶脫系統(tǒng):脫脂劑在溶液(如:水)中分解;此類(lèi)脫脂劑有PEG(聚乙二醇)。
酸脫系統(tǒng):在硝酸或草酸中,脫脂劑在熱氛圍中分解脫除;此類(lèi)脫脂劑有POM(聚甲醛)。
3.MIM技術(shù)應(yīng)用在手機(jī)的哪些部位?
MIM主要用來(lái)制造手機(jī)金屬卡托、鏡頭裝飾圈、手機(jī)按鍵等,如下圖所示:
圖:手機(jī)金屬卡托
圖:鏡頭裝飾圈
圖:手機(jī)按鍵
四.3種技術(shù)的總結(jié)比較
表:3種技術(shù)的總結(jié)比較
LDS技術(shù) | NMT技術(shù) | MIM技術(shù) | |
所用塑料 | 種類(lèi)較多,聚酰胺類(lèi)、聚碳酸酯類(lèi)、聚酯類(lèi)、PC/ABS類(lèi)等 | PPS、PPA、PBT、PA | PE、PP、EVA、PEG、POM |
材料的功能 | 塑料為基體,金屬為電路板 | 塑料和金屬都可做結(jié)構(gòu)件 | 塑料提高金屬流動(dòng)性 |
技術(shù)特點(diǎn) | 打破電路板設(shè)計(jì)極限,大大節(jié)省空間 | 極大增強(qiáng)塑料和金屬的粘接力,避免用到膠水 | 使更多金屬的注塑成型成為可能 |
所用機(jī)器 | 擠出機(jī)、注塑機(jī)、LDS鐳雕機(jī) | 注塑機(jī) | 擠出機(jī)、注塑機(jī)、酸脫爐、燒結(jié)爐 |
應(yīng)用領(lǐng)域 | 通信、汽車(chē)電子、機(jī)電設(shè)備、醫(yī)療器械 | 手機(jī)、汽車(chē)制造、醫(yī)療器械 | 主要為手機(jī)、筆記本電腦 |
應(yīng)用于手機(jī)的部位 | 手機(jī)天線(xiàn) | 金屬后殼、金屬中框 | 金屬卡托、鏡頭裝飾圈、按鍵、支架 |
總的來(lái)講,LDS、NMT、MIM可分別理解為“塑上變金”、“金上覆塑”、“聚砂成金”。在手機(jī)方面:LDS產(chǎn)品主要為手機(jī)天線(xiàn),NMT產(chǎn)品主要為手機(jī)金屬后殼/中框,MIM產(chǎn)品主要為金屬卡托、鏡頭裝飾圈、按鍵、支架等手機(jī)精密零部件。
雖然這三種技術(shù)工藝完全不同,但應(yīng)用的領(lǐng)域十分相似:電子、通信等高附加值、高技術(shù)要求領(lǐng)域。相信隨著技術(shù)的成熟以及成本的降低,這三種技術(shù)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到普及。
近期,艾邦高分子將推出MIM系列文章,涉及到工藝、市場(chǎng)、應(yīng)用以及相關(guān)工藝對(duì)比等。下一篇MIM文章我們將探討MIM金屬粉末注射成型的五大工藝選擇?敬請(qǐng)期待!
為了促進(jìn)MIM行業(yè)之間的交流,艾邦高分子于2016年3月26日,在MIM制造重鎮(zhèn)--東莞長(zhǎng)安舉辦《第一屆金屬粉末注塑成型及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)》,誠(chéng)邀您參加!
主要議題Main topics | |
演講主題Topic | 擬邀請(qǐng)嘉賓Guests(TBD) |
中國(guó)金屬粉末注射成形產(chǎn)業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀 | 邱耀弘技術(shù)總監(jiān)鑫迪科技 |
精密陶瓷結(jié)構(gòu)件工藝與行業(yè)應(yīng)用 | 勁勝集團(tuán)、東莞華晶粉末冶金有限公司 |
MIM制品后段尺寸和外觀(guān)自動(dòng)化檢測(cè)方案及應(yīng)用 | 三姆森科技 |
《催化脫脂常見(jiàn)缺陷及其解決方法》 | 駱接文總經(jīng)理深圳市星特爍科技有限公司 |
MIM成型模具設(shè)計(jì)可視化分析 | 蔡銘宏大中華區(qū)總經(jīng)理臺(tái)灣科盛 |
MIM行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用趨勢(shì) | 富馳高科(擬邀請(qǐng)) |
MIM注塑成型常見(jiàn)疑難雜癥分析 | 擬邀請(qǐng)(JSW,海天,日精,住友沙迪克) |
MIM新設(shè)備以及新工藝,包含整個(gè)工藝流程上的設(shè)備工藝 | 待定 |
CNC制備手機(jī)零配件與MIM比較以及趨勢(shì) | 待定 |
自制喂料對(duì)金屬粉末的選型建議 | 廣州有色金屬研究院(擬邀請(qǐng)) |
圓桌討論:MIM之路將走向何方?新的市場(chǎng)在哪里? MIM企業(yè)如何才能長(zhǎng)盛不衰 | 擬邀請(qǐng):華為,酷派,安費(fèi)諾,勁勝,恒普等大咖 |
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