中手機為什么紛紛采用納米注塑工藝?
2018年5月31日,雷軍率領小米團隊,在深圳隆重發(fā)布了小米8系列手機。手機的高顏值、高性能,誘惑著我真想馬上入手一臺小米8!
俗話說,外行看熱鬧,內行看門道,如果你不是業(yè)內人士,不經提醒,你一般不會知道手機的頭部、底部或者邊框上,一般會有個特別的細帶,而這個與眾不同的部分就是采用納米注塑所露出的蛛絲馬腳。納米注塑工藝為小米8這樣的手機增色不少。
殊不知,從iPhone6那個大白帶開始,“納米注塑”就幾乎伴隨著每一款金屬手機。然而天天接觸,仍然有一些小伙伴不認識它。讓我們先來看看這些或白或黑、或藍或灰的小細帶吧(具體是什么顏色,則要看如何和手機顏色搭配了)。
上面這些細帶,就是手機采用了納米注塑工藝。而且不僅是小米、蘋果手機,各大品牌手機如華為、三星、OPPO、VIVO、HTC、魅族、聯想、HTC、一加等,絕大部分均已在其中智能機型上采用NMT生產工藝。
手機等電子產品愛用鋁合金等金屬材質
現在的筆記本、平板電腦、智能電視、智能手表等電子設備,越來越多的采用金屬材質作為背殼或中框,其中又特別鐘愛鋁合金材質,因為它輕、耐高溫、美觀、金屬光澤亮麗,這些特征也普遍受到消費者的歡迎。具體說來,鋁合金材料具有以下共通的特點:
首先,金屬質感非常強烈,和不銹鋼的低調相比,鋁合金材料更容易加工出、美觀、熠熠生輝的感覺。
其次,鋁合金的比重只有不銹鋼的三分之一,也就是說同樣體積的鋁合金手機,材料上差不多是不銹鋼重量的三分之一。這也是為什么iPhone5比iPhone4S輕了這么多的原因。
再次,鋁合金很耐刮傷,它在強度上雖算不上,但表面硬度卻達到藍寶石級別。從iPhone5開始,蘋果公司就擯棄了iPhone4S上的不銹鋼材料,轉而采用了陽極氧化鋁來鍛造機身,結果就誕生了更輕、更薄、金屬質感更亮麗、色彩更豐富的新一代iPhone產品。
手機采用金屬材質 須使用納米注塑工藝避免信號干擾
上面講了智能手機等產品普遍采用鋁等金屬材質,但全部用金屬也不行,因為通訊信號需要發(fā)射和接收,為了避免信號干擾的問題,需要有天線或開口,但天線因為不美觀、不方便早就被摒棄不用了,所以金屬材質手機都會選擇在手機背殼或邊框上開口并用塑料填充,以便于信號傳輸,而這就需要金屬直接與塑料相對接的技術了。
手機輕薄化的發(fā)展趨勢和即將到來的5G時代 使納米注塑工藝更上一層樓
現在越來越多的手機向輕薄化、便攜性發(fā)展,而手機背殼材質從塑料到金屬再到現在采用曲面2.5D、3D玻璃等復合板,甚至如小米手機嘗試采用陶瓷。而納米注塑解決了輕薄和加工效率、成本控制、信號傳輸等問題,自然被各大手機廠商廣泛使用。
現在智能手機已開始邁入5.X mm超薄手機時代,而大屏也是一個趨勢,但是手機面積大了、厚度薄了,就更需要提升手機的結構件的硬度和強度。目前手機中鋁合金一般采用高硬度的航空鋁合金,但對于5.Xmm已不太夠用,它需要一個更牢固的金屬中框來支撐。但不管這個金屬中框是采用不銹鋼、鈦鋁合金或液態(tài)金屬來作為材料,都需要搭配NMT納米注塑工藝,以實現金屬和塑料結合的一體化。
納米注塑工藝如此重要和受歡迎,下面為您講解一下到底這個納米注塑工藝是什么?有些什么用處?
什么是納米注塑成型工藝
讓我們先了解一下什么是納米吧。納米(英文縮寫為nm)是一個長度計量單位,它的大小約是十億分之一米,可以說很小很小。
什么是納米注塑成型?
納米注塑成型(即Nano Molding Technology,簡稱NMT),是金屬與塑料以納米技術結合在一起的工藝方法;該工藝先將金屬表面經過納米化處理后,再將塑料直接射出在金屬表面,使金屬與塑料可以一體成型。通俗的說就是這種工藝能夠不用一顆螺絲釘,就能實現不同材料之間的結合或組裝,也可以把它理解成微型的卯榫結構。這樣的工藝方法,不但能夠兼顧金屬的外觀質感,還可以簡化產品結構件的設計,讓產品更輕、薄、短、小,且對比CNC工法更具成本效益。
在開始時,生產工藝只是將鋁材與硬質樹脂進行一體化成型,后來這項技術得到進一步改進,可以應用于鎂、不銹鋼、鈦等金屬與樹脂的一體化成型。并且進一步發(fā)展出了金屬間的結合技術,期望在金屬與樹脂的復合制品內有新的用途。
納米注塑工藝進一步降低機身的厚度,因為它支持在金屬表面直接注入塑料,這也就意味著安裝點和其他組件可以直接應用到外殼上。而且,不僅僅是電池蓋,甚至可以說手機的任何部分都在NMT技術中受益。
NMT納米注塑主要工藝流程是什么樣的?
納米注塑整個工藝的要點在于金屬材料的納米化處理上,可以說納米化是整個注塑過程的重中之重,如果這一工序沒完成好,之后的一切都隨之廢去。NMT的工藝流程主要包含:
1、脫脂:使用堿性液體對金屬工件進行浸泡約1分鐘,以脫去工件表面附著的油脂;
2、中和:堿處理之后,需要通過酸處理來中和掉堿性,以使工件處于中性狀態(tài);
3、納米處理:這是重要的一步,通過使用T液對工作面進行浸泡,使表面形成3-20nm直徑的粗糙凹面(這個凹坑或稱孔洞是納米級的,我們用肉眼看不到),這一步一般稱為T處理;
4、納米凹面E處理:在凹面進行E處理,以形成更多不規(guī)則的表面粗糙度;
5、清潔處理:用純水進行清洗,沖刷掉處理出來的微波物質;
6、干燥處理:將金屬件進行干燥處理,清除表面殘留的水份和其他物質,以進行下一工序;
7、注塑:通過在納米化處理后的表面凹坑內注入樹脂,使樹脂與金屬形成緊密的結合結構、完成注塑成型。
這樣的注塑成品中,金屬與樹脂不是單靠粘性結合在一起,而是通過兩種不同物質在內部相互嵌套與摩擦緊密結合,實現液體和氣體都無法通過,其貼合強度不亞于與同種材料的熱熔合,強度是非常大的。
NMT納米注塑的適用對象包括哪些?
目前,NMT技術主要適用于硬質塑料與金屬材料的結合應用。主要適用種類如下:
1、納米注塑工藝主要適用的金屬:鋁、鎂、銅、不銹鋼、鈦、鐵、鍍鋅板、黃銅等;其中鋁合金的適應性較強,包括1000到7000系列。
2、納米注塑工藝主要適用的樹脂材料:PPS、PBT、PA6、PA66、PPA等;其中PPS具有特別強的粘合強度(3000N/c㎡),但PPS材料成本較高,而PBT在結合強度、成本方面均有不錯的表現,綜合性價比高。
納米注塑有哪些優(yōu)點?
概括地說,NMT的優(yōu)勢在于既兼顧了金屬外觀的質感,又簡化了產品在結構上的技術設計,可以讓產品設計更加自由、實現原來的許多不可能。具體而言,它的優(yōu)點主要有:
1、產品設計自由度更高:由于跳出許多工藝限制,使產品設計思路更加廣闊,減少了后顧之憂;
2、工序制程簡化:比如原來需要二次或多次加工的工序,在一次注塑過程中可全部簡化;
3、工時縮短:原來需要大量二次CNC加工、花費大量加工時間的產品,現在可以一次注塑成型完成,生產周期大大縮短;
4、機械性能更高更強:由于金屬與塑料實現了納米級別的相互嵌套,結合強度大大提高,機械性能也上升了幾個等級,可以實現許多原來無法實現的應用;
5、成本優(yōu)勢:由于工時的縮短、工序的簡化、加工難度的下降,帶來一系列的成本下降,提升了產品的競爭力;
6、產品外觀優(yōu)勢:手機上的納米注塑能夠兼顧金屬外觀質感,并讓結構件更加堅固。
7、 產品結構優(yōu)勢:可以簡化產品機構件設計,讓產品更輕、薄、短、小。
8、 環(huán)境優(yōu)勢:由于NMT是安全和可回收的技術,對環(huán)境影響小。
NMT納米注塑可以在哪些領域應用?
NMT產品的潛在用途,超越了鋁合金和鎂合金的壓鑄產品,可以拓展到一個更廣闊的領域。隨著人們對3C電子產品的要求越來越高,NMT注塑正好為這種高要求提供了解決方案,所以被廣泛應用到中消費產品上,大大提升了用戶體驗,同時提升了產品質量。
納米注塑的主要應用產品有:手機外殼、電腦顯示器箱體、筆記本電腦外殼、汽車中控面板、燈飾裝飾配件、投影設備外殼及更多的3C消費類電子產品等。如大韓化工的USCON系列PBT納米注塑材料,已被應用到樂視、小米等手機中,還有越來越多的智能手環(huán)、智能音箱等電子消費品也正在選用大韓化工的納米注塑材料。
NMT納米注塑的發(fā)展趨勢
可以看出,目前NMT的應用方向趨向于小件化輕便產品,但是由于這種工藝具有非常大的優(yōu)勢,在未來的應用發(fā)展中存在著極大的發(fā)展空間,其顯著優(yōu)點:減自重、減厚度、降成本、延壽命等,都有著非常大的商業(yè)空間,目前其應用方向也在向著大件化、工業(yè)化方向發(fā)展,比如說:
可用于金屬管道的接合:在金屬管道接合的選擇上一般選擇以焊接為主要工藝,但是納米注塑成型工藝提供了更為方便快捷的方式,通過在兩個管道接合地方套入事先成型的接管,再加以熱處理,即可完成管道之間的接合;
用于辦公用具上:在日常辦公桌椅等器具上,以往都是以塑料套金屬作為保護和美化處理,使用納米注塑可以把金屬和塑料溶為一體,不單提升了機械強度,也使外觀設計水平又上一個臺階;
用于汽車外觀設計上:傳統的汽車外部裝飾件多為金屬或塑料鑄件,使用納米注塑工藝可以把金屬件和塑料更好的融為一體,制作出更加經久耐用、美觀大方的汽車配件,如汽車前擋標牌等等。
NMT納米注塑的應用從小到大,從專業(yè)到廣泛,更從民用到軍工應用在不斷發(fā)展著,未來在航空航天等領域的應用中,納米注塑工藝也必將得到更大范圍的應用。
大韓化工工業(yè)作為工程塑料領域一家杰出的國際性公司,也將不斷研發(fā)更先進的技術、生產更高品質的納米注塑材料,為手機、家電、汽車等應用領域的廠商們,解決NMT處理的一切問題。大韓化工期待NMT納米注塑工藝的發(fā)展與進步,同時也不斷應用新工藝、新材料解決問題,滿足客戶的各項需求,并為客戶提供更加的技術指導和服務。
前瞻性說明:
此新聞稿包含高性能材料供應商深圳大韓化工管理層基于目前情況的假定和預測。諸多已知和未知風險,不確定性和其他因素都可導致當前估計和將來實際情況在運營結果、經濟狀況、公司的發(fā)展和運作等方面的實質性差別。公司沒有義務更新此種前瞻性說明以適應未來事態(tài)的發(fā)展。這些因素包括在深圳大韓化工官方報告中的內容.