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纳米注塑技术常见案例、问题处理及改进措施

发布时间:2019-04-06 阅读量:244 打印 收藏此页

纳米注塑技术,英文为Nano Molding Technology,简称NMT,是将金属与塑料以纳米技术结合在一起的工艺技术。该技术先对金属表面进行纳米化处理,再将纳米塑料直接注射在金属表面,可将铝、不锈钢、钛、镁等金属与硬质树脂牢固结合在一起,实现一体化成型。纳米注塑工艺是一种基于金属表面纳米构型的insert molding(嵌件模塑)工艺,其核心是通过在金属表面的纳米化学构型工艺NCSnanocrystallization chemical structure),先使金属表面形成纳米级的微孔,然后通过把纳米塑料嵌入式成型到已处理好的金属件中,达到材料一体式的超强结合力。


目前纳米注塑技术主要的几种前处理工艺举例

纳米注塑技术的核心是金属材料的处理,称为前处理工艺或技术。随着技术和工艺的不断发展和创新,目前对金属的前处理有几种技术,各有优劣势,现简要分析如下:

一、T处理技术
技术优势:生产效率高,适合不锈钢、铝合金和MIM(Metal injection Molding,即金属注射成形),适合复杂结构件。

技术劣势:会使用大量强酸强碱,污染环境,而且不适合压铸铝,时效只有一周。


二、E处理技术

技术优势:生产效率较高,结合强度高,适合复杂结构件,适合挤出铝和压铸铝,时效长达一月以上。

技术劣势:不适合不锈钢和MIM。


三、HK处理技术

技术优势:超强结合力,HK制程容易控制, 工艺安全环保,塑料选择多样化,金属塑料结合体做阳极氧化时稳定。适合型材铝、压铸铝,时效一周以上。

技术劣势:和E处理技术一样,不适合不锈钢和MIM。


四、TRI处理技术

技术优势:结合强度高,适合复杂结构件,时效长达一月以上,使用的化学品较少。

技术劣势:和E处理技术和HK处理技术一样,不适合不锈钢和MIM。


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目前纳米注塑工艺出现的主要问题、原因分析及改进对策

在纳米注塑的生产加工过程中,如果技术、材料处理不当,较容易出现一些问题,较常见的是塑料与金属分离粘结强度差、CNC后塑料本体剥离掉落、塑料有裂纹和产品阳极氧化后黑色塑料发白等情况。出现这些问题,需要仔细分析其原因,有针对性的找出解决问题的方案和措施,避免成本浪费和各种损耗。下面结合实际生产过程中的问题,简单分析问题现象、产生原因和改善对策。


1、塑料与金属分离粘结强度差

原因分析:

经分析发现,未形成理想的纳米组织。经深层次研究后发现此批产品有重工,重工后部分纳米组织达到预期。

改善对策:

调整工艺,将不成功的纳米组织去掉,然后再过正常制程,使纳米组织达到预期。


2、CNC后塑料本体剥离、掉落

原因分析:

重结晶导致产品内应力开裂

改善对策:

1.模具温度提高30度,cycle time 增加5s

2.对产品的塑料进行结晶监控,降低重结晶;

3.成型后170度烘烤1小时。


3、塑料有裂纹

原因分析:

应力造成的塑料本体开裂

 改善对策:

1.反馈给材料供应商改善

2.在CNC之前退火处理


4、产品银条

原因分析:

应力发白银纹带

改善对策:

1)充分结晶

2)退火正常

3)材料增韧,如增加P物质

4)增加材料各组分相容性及剪切稳定性


5、产品杂色

原因分析:

经分析发现为浅色PPS交联至颜色变深。调查后发现,成型机设定温度实际温度相差30度,成型人员按照手册设定温度,未考察实际温度。

改善对策:

1)料温控制在330度以下,实测值

2)定期清理螺杆、料筒,防止局部积料 


6、产品白团块

原因分析:

经分析,此部位含有30%的钛白粉,此现象为钛白粉聚积。

经检查,未在原料粒子中发现此现象,可能是剪切和热场导致的相分离。

 改善对策:

反馈给材料供应商改善。


7、产品阳极氧化后,黑色塑料发白

原因分析:

玻纤及塑料中某些组分被腐蚀,形成视觉差异。

 改善对策:

反馈给材料供应商改善


8、产品塑料与金属分离

原因分析:

应力释放后,塑料变形并和金属分离

CNC后塑料本体剥落、掉落。

污染导致充填不良,经匹配,来之包装材料。

改善对策:

1.充填设计,合理的充填方式

2.排气设计,足够的排气能力

3.制程中不要使用油或水的设备,以免堵塞纳米孔

4.排气设计,足够的排气能力

5.对包材进行评估,尽量使用无析出物,无污染的包材

6.作业员佩戴手指套,并规定最优化的操作方式

7.如果可能,使用不带包材的金属卡架转运装置

8.模具与零件防止毛发、油脂、唾液、口水等污染。


有问题不可怕,可怕的是出现问题不去钻研、分析、试验,就随意去处理,就会造成更大的损失和浪费。愿注塑、材料等相关行业的工程技术人员们,不断学习、改善和创新,把纳米注塑工艺和技术发扬光大,为社会创造更大的价值。


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