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手机纳米注塑到底有什么用?一文读透NMT纳米注塑工艺的优劣

2018-08-24 16:16
中高端手机为什么纷纷采用纳米注塑工艺?

2018年5月31日,雷军率领小米团队,在深圳隆重发布了小米8系列手机。手机的高颜值、高性能,诱惑着我真想马上入手一台小米8!
俗话说,外行看热闹,内行看门道,如果你不是业内人士,不经提醒,你一般不会知道手机的头部、底部或者边框上,一般会有个特别的细带,而这个与众不同的部分就是采用纳米注塑所露出的蛛丝马脚。纳米注塑工艺为小米8这样的手机增色不少。
小米手机8采用纳米注塑工艺
殊不知,从iPhone6那个大白带开始,“纳米注塑”就几乎伴随着每一款金属手机。然而天天接触,仍然有一些小伙伴不认识它。让我们先来看看这些或白或黑、或蓝或灰的小细带吧(具体是什么颜色,则要看如何和手机颜色搭配了)。

上面这些细带,就是手机采用了纳米注塑工艺。而且不仅是小米、苹果手机,各大品牌手机如华为、三星、OPPO、VIVO、HTC、魅族、联想、HTC、一加等,绝大部分均已在其中高端智能机型上采用NMT生产工艺。
手机等电子产品爱用铝合金等金属材质

现在的笔记本、平板电脑、智能电视、智能手表等电子设备,越来越多的采用金属材质作为背壳或中框,其中又特别钟爱铝合金材质,因为它轻、耐高温、美观、金属光泽亮丽,这些特征也普遍受到消费者的欢迎。具体说来,铝合金材料具有以下共通的特点:
首先,金属质感非常强烈,和不锈钢的低调相比,铝合金材料更容易加工出高档、美观、熠熠生辉的感觉。
其次,铝合金的比重只有不锈钢的三分之一,也就是说同样体积的铝合金手机,材料上差不多是不锈钢重量的三分之一。这也是为什么iPhone5比iPhone4S轻了这么多的原因。
再次,铝合金很耐刮伤,它在强度上虽算不上顶级,但表面硬度却达到蓝宝石级别。从iPhone5开始,苹果公司就摈弃了iPhone4S上的不锈钢材料,转而采用了阳极氧化铝来锻造机身,结果就诞生了更轻、更薄、金属质感更亮丽、色彩更丰富的新一代iPhone产品。
手机采用金属材质 须使用纳米注塑工艺避免信号干扰

上面讲了智能手机等产品普遍采用铝等金属材质,但全部用金属也不行,因为通讯信号需要发射和接收,为了避免信号干扰的问题,需要有天线或开口,但天线因为不美观、不方便早就被摒弃不用了,所以金属材质手机都会选择在手机背壳或边框上开口并用塑料填充,以便于信号传输,而这就需要金属直接与塑料相对接的技术了。
手机轻薄化的发展趋势和即将到来的5G时代 使纳米注塑工艺更上一层楼

现在越来越多的手机向轻薄化、便携性发展,而手机背壳材质从塑料到金属再到现在采用曲面2.5D、3D玻璃等复合板,甚至如小米手机尝试采用陶瓷。而纳米注塑解决了轻薄和加工效率、成本控制、信号传输等问题,自然被各大手机厂商广泛使用。
现在智能手机已开始迈入5.X mm超薄手机时代,而大屏也是一个趋势,但是手机面积大了、厚度薄了,就更需要提升手机的结构件的硬度和强度。目前手机中铝合金一般采用高硬度的航空铝合金,但对于5.Xmm已不太够用,它需要一个更牢固的金属中框来支撑。但不管这个金属中框是采用不锈钢、钛铝合金或液态金属来作为材料,都需要搭配NMT纳米注塑工艺,以实现金属和塑料结合的一体化。
纳米注塑工艺如此重要和受欢迎,下面为您讲解一下到底这个纳米注塑工艺是什么?有些什么用处?
什么是纳米注塑成型工艺?

让我们先了解一下什么是纳米吧。纳米(英文缩写为nm)是一个长度计量单位,它的大小约是十亿分之一米,可以说很小很小。


什么是纳米注塑成型?

纳米注塑成型(即Nano Molding Technology,简称NMT),是金属与塑料以纳米技术结合在一起的工艺方法;该工艺先将金属表面经过纳米化处理后,再将塑料直接射出在金属表面,使金属与塑料可以一体成型。通俗的说就是这种工艺能够不用一颗螺丝钉,就能实现不同材料之间的结合或组装,也可以把它理解成微型的卯榫结构。这样的工艺方法,不但能够兼顾金属的外观质感,还可以简化产品结构件的设计,让产品更轻、薄、短、小,且对比CNC工法更具成本效益。    
在开始时,生产工艺只是将铝材与硬质树脂进行一体化成型,后来这项技术得到进一步改进,可以应用于镁、不锈钢、钛等金属与树脂的一体化成型。并且进一步发展出了金属间的结合技术,期望在金属与树脂的复合制品内有新的用途。
纳米注塑工艺进一步降低机身的厚度,因为它支持在金属表面直接注入塑料,这也就意味着安装点和其他组件可以直接应用到外壳上。而且,不仅仅是电池盖,甚至可以说手机的任何部分都在NMT技术中受益。
NMT纳米注塑主要工艺流程是什么样的?

纳米注塑整个工艺的要点在于金属材料的纳米化处理上,可以说纳米化是整个注塑过程的重中之重,如果这一工序没完成好,之后的一切都随之废去。NMT的工艺流程主要包含:
1、脱脂:使用碱性液体对金属工件进行浸泡约1分钟,以脱去工件表面附着的油脂;
2、中和:碱处理之后,需要通过酸处理来中和掉碱性,以使工件处于中性状态;
3、纳米处理:这是重要的一步,通过使用T液对工作面进行浸泡,使表面形成3-20nm直径的粗糙凹面(这个凹坑或称孔洞是纳米级的,我们用肉眼看不到),这一步一般称为T处理;
4、纳米凹面E处理:在凹面进行E处理,以形成更多不规则的表面粗糙度;
5、清洁处理:用纯水进行清洗,冲刷掉处理出来的微波物质;
6、干燥处理:将金属件进行干燥处理,清除表面残留的水份和其他物质,以进行下一工序;
7、注塑:通过在纳米化处理后的表面凹坑内注入树脂,使树脂与金属形成紧密的结合结构、完成注塑成型。

   这样的注塑成品中,金属与树脂不是单靠粘性结合在一起,而是通过两种不同物质在内部相互嵌套与摩擦紧密结合,实现液体和气体都无法通过,其贴合强度不亚于与同种材料的热熔合,强度是非常大的。
NMT纳米注塑的适用对象包括哪些?

目前,NMT技术主要适用于硬质塑料与金属材料的结合应用。主要适用种类如下:
1、纳米注塑工艺主要适用的金属:铝、镁、铜、不锈钢、钛、铁、镀锌板、黄铜等;其中铝合金的适应性较强,包括1000到7000系列。
2、纳米注塑工艺主要适用的树脂材料:PPS、PBT、PA6、PA66、PPA等;其中PPS具有特别强的粘合强度(3000N/c㎡),但PPS材料成本较高,而PBT在结合强度、成本方面均有不错的表现,综合性价比最高。
纳米注塑有哪些优点?

概括地说,NMT的优势在于既兼顾了金属外观的质感,又简化了产品在结构上的技术设计,可以让产品设计更加自由、实现原来的许多不可能。具体而言,它的优点主要有:
1、产品设计自由度更高:由于跳出许多工艺限制,使产品设计思路更加广阔,减少了后顾之忧;
2、工序制程简化:比如原来需要二次或多次加工的工序,在一次注塑过程中可全部简化;
3、工时缩短:原来需要大量二次CNC加工、花费大量加工时间的产品,现在可以一次注塑成型完成,生产周期大大缩短;
4、机械性能更高更强:由于金属与塑料实现了纳米级别的相互嵌套,结合强度大大提高,机械性能也上升了几个等级,可以实现许多原来无法实现的应用;
5、成本优势:由于工时的缩短、工序的简化、加工难度的下降,带来一系列的成本下降,提升了产品的竞争力;
6、产品外观优势:手机上的纳米注塑能够兼顾金属外观质感,并让结构件更加坚固。
7、 产品结构优势:可以简化产品机构件设计,让产品更轻、薄、短、小。
8、 环境优势:由于NMT是安全和可回收的技术,对环境影响小。
NMT纳米注塑可以在哪些领域应用?

NMT产品的潜在用途,超越了铝合金和镁合金的压铸产品,可以拓展到一个更广阔的领域。随着人们对3C电子产品的要求越来越高,NMT注塑正好为这种高要求提供了解决方案,所以被广泛应用到中高端消费产品上,大大提升了用户体验,同时提升了产品质量。
纳米注塑的主要应用产品有:手机外壳、电脑显示器箱体、笔记本电脑外壳、汽车中控面板、灯饰装饰配件、投影设备外壳及更多的3C消费类电子产品等。如大韩化工的USCON系列PBT纳米注塑材料,已被应用到乐视、小米等手机中,还有越来越多的智能手环、智能音箱等电子消费品也正在选用大韩化工的纳米注塑材料。
NMT纳米注塑的发展趋势

可以看出,目前NMT的应用方向趋向于小件化轻便产品,但是由于这种工艺具有非常大的优势,在未来的应用发展中存在着极大的发展空间,其显著优点:减自重、减厚度、降成本、延寿命等,都有着非常大的商业空间,目前其应用方向也在向着大件化、工业化方向发展,比如说:
* 可用于金属管道的接合:在金属管道接合的选择上一般选择以焊接为主要工艺,但是纳米注塑成型工艺提供了更为方便快捷的方式,通过在两个管道接合地方套入事先成型的接管,再加以热处理,即可完成管道之间的接合;
* 用于办公用具上:在日常办公桌椅等器具上,以往都是以塑料套金属作为保护和美化处理,使用纳米注塑可以把金属和塑料溶为一体,不单提升了机械强度,也使外观设计水平又上一个台阶;
*用于汽车外观设计上:传统的汽车外部装饰件多为金属或塑料铸件,使用纳米注塑工艺可以把金属件和塑料更好的融为一体,制作出更加经久耐用、美观大方的汽车配件,如汽车前挡标牌等等。
   NMT纳米注塑的应用从小到大,从专业到广泛,更从民用到军工应用在不断发展着,未来在航空航天等领域的应用中,纳米注塑工艺也必将得到更大范围的应用。
大韩化工工业作为工程塑料领域一家杰出的国际性公司,也将不断研发更先进的技术、生产更高品质的纳米注塑材料,为手机、家电、汽车等应用领域的厂商们,解决NMT处理的一切问题。大韩化工期待NMT纳米注塑工艺的发展与进步,同时也不断应用新工艺、新材料解决问题,满足客户的各项需求,并为客户提供更加优质的技术指导和服务。