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金属也注塑这些特殊注塑工艺你知道么?

 山水丰顺 2016-07-13


注塑,是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑,是塑料产品加工的最重要方式。然而,随着技术的发展,粉末注塑、纳米注塑等金属材料的注塑工艺,也得到发展,并在一些领域获得越来越多的应用,注塑跨界应用于金属材料也碰撞出越来越多的火花。


 

 
粉末注塑-3C新风潮
 


近年来3C行业开始走更加高端的金属路线甚至陶瓷路线,由此助推粉末注射成型(PIM)工艺的发展。目前PIM在手机领域应用普遍,从最先前的手机振子到如今的3C手机行业内的卡槽,充电器上的金属件都采用了这一工艺。


PIM


是一种独特的针对小尺寸和复杂构件的高精度生产方法,结合了塑料注射成型的设计灵活性和烧结金属和陶瓷材料的材料广泛选择性,包括金属注射成型(MIM)和陶瓷注射成型(CIM)。


MIM工艺流程


MIM工艺流程


MIM的应用


图片来源于鑫迪科技


目前现状


随着粉末注射成型技术在中国的发展,越来越多的企业对这项技术的应用水平在不断提高。但是,相比欧美在粉末注射成型技术的发展来说,亚洲的技术受到了一定的限制﹕技术跨度大,综合型人才极少;应用相对集中,开发能力有限,在国内的应用集中在不锈钢电子产品中,在其它的应用上尚少;工艺和程序的控制体系有待提高。



 

 
纳米注塑成型
 




纳米注塑成型技术(NMT,Nano Molding Technology),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,塑料直接射出成型在金属表面,让金属与塑料可以一体成型。


纳米注塑手机外壳(半成品)

图源网络

 

过程简述


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工法更具成本效益。


加工流程图

 

手机若采用全金属外壳,由于金属的屏蔽作用,手机信号会被大大减弱;而绝大部分塑料则不会有屏蔽效果(不导电),但塑料散热效果不好。


NMT优势


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

 

纳米注塑避免了两者的缺点,又将两者优点结合起来,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。除手机外,NMT也可应用到数码相机、个人计算机以及移动通信电子产品等。

 


 

 
金属合金注塑 高表面质量
 


液体金属是一类具有全新特性的材料。锆合金具有无定形,即非晶结构,这也是它们被称作玻璃合金的原因。由这些材料制造的部件非常硬,但同时富有弹性,因此具有极佳的复原行为。例如,钢的弹性为0.2%,钛是1%,而由液体金属合金制造的部件弹性为2%。另外,材料还具有比重小、耐腐蚀性能优异的特征。


图片来自Liquidmetal Technologies


性能特征:


1、机械强度达到1500MPa,洛氏硬度53 ,均为钛的两倍;

2、吸收能量是弹簧钢的3倍,钛的4倍,并且无永久变形;

3、可以在没有任何损坏的前提下发生1.8%变形,而钛只能变形0.69%;热收缩率小于0.4%

 

Liquidmetal技术使恩格尔(Engel)打开了通向全新材料类型和产品特性的大门,现在可以高效地注塑金属合金。作为LiquidmetalTechnologies公司(位于美国加利福尼亚)的独家机器制造合作伙伴,恩格尔是液体金属材料注塑系统解决方案全球唯一供应商,并在6月恩格尔研讨会上首次展示该技术。

 


为了用注塑方法加工这些材料,恩格尔以全电动机器系列e-motion为基础开发了一种新型注塑机。Liquidmetal机器与用于塑料加工的普通注塑机之间的差别,主要是注塑单元不同。液体金属合金有从圆棒切削的碎块材料形式,这些坯料自动供入熔化腔中,在高真空条件下感应加热熔化。机器不采用螺杆,而用柱塞将熔化的金属合金注入控温模具中。在无氧条件下快速冷却就会形成无定形结构,从而使材料具有优异的特性。

 

(注:液态金属成型方式是压铸,并非是真正意义上的注塑成型。只是恩格尔是专业注塑成型设备厂家,目前在进入液态金属成型设备领悟。类似液态金属来自Liquidmetal Technologies的缘故,把液态金属的压铸成型说成注塑成型,原因就与恩格尔有关,不过并非严格意义上的注塑。)



 

 
半固态镁合金注射成型
 


镁及镁合金是目前密度最轻的金属结构材料,也是21世纪最富有开发和应用潜力的“绿色材料”。目前,镁合金成型设备主要为热室压铸机、冷室压铸机和半固态镁合金注射成型机等,尤以后者更受市场青睐。因为半固态镁合金注射成型机的成型质量、后加工都更优质,成品率、合格率也比压铸机高,而且该类设备不需要SF6保护气体(SF6是温室效应气体,它对温室效应的影响约相当于CO2的25000倍),所以越来越多客户倾向半固态镁合金注射成型机。


半固态镁合金注射成型机

图片来源于伊之密官网


半固态成型的优势


1.可以成型更复杂的制品

2.成型温度低,模具寿命长

3.成型制品精度高,表面质量好

4.不用SF6保护气体,绿色环保


目前现状


半固态镁合金注射成型机是以屑状镁合金为原料,通过旋转螺杆的输送与剪切,同时经过料筒的加热逐渐变成半固态的浆料成型的机械设备。在工业发达国家,镁合金半固态加工技术(触变成型)已经成熟并进入规模生产,其主要应用于汽车、电器、航空航天等领域。半固态镁合金注射成型技术促进了镁合金在汽车、电子仪器、消费类产品、计算机、摄像机、复印机等行业的应用,并取代了部分塑料产品的市场。


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