手机行业都知道的NMT（纳米注塑成型）究竟好在哪？

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什么是纳米注塑成型（NMT）

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。

左：树脂与铝合金结合断面图 右：PBT渗入金属表面

图片来源：亚猎士ALEXRIMS

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纳米注塑的可靠性

铝材和铝材的结合：

切断强度700kgf

图片来源：百度文库MarcyLee

铝材和树脂的结合：

结合样件形式

经力学性能测试后形貌

PPS和金属一体化成品的拉力强度实验数据

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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：

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

 

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

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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

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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

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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。

HTC电池盖

图片来源：长盈精密

NMT技术应用：铝架构造案例

图片来源：亚猎士ALEXRIMS

车载电脑控制盒NMT成型过程

图片来源：亚猎士ALEXRIMS

与原压铸件相比：重量降低了1/3，成本降低了50%，薄金属散热性极佳，具有高气密性。

笔记本电脑（左）电子书（右）

图片来源：亚猎士ALEXRIMS