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金属也注塑 特殊注塑工艺面面观

发布: 2015-09-09 | 来源:环亚娱乐 | 编辑:gdpia | 查看:
    注塑是塑料加工最重要的方式,然而,随着技术的发展,液态金属、粉末注塑、纳米注塑等包含了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,这是否也算是一种跨行业的创新?

    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)。首先,将细腻的金属或陶瓷粉末与粘结剂按比例均匀的混合,混合物通过注塑机的压力注入模具型腔。由此产生的产品称之为绿件,绿件经过脱脂工艺后成为灰件。灰件被烧结后的成品可以进一步机加工,或用物理/化学的方法后加工处理。

    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。

    德国阿博格(Arburg)是粉末注塑方面的领先供应商之一,可提供专用的注射组件,目前在全球已交付数百个粉末注塑生产单元。

    阿博格认为,今年是PIM的元年,未来五年是PIM在中国的高速发展期。除3C行业外,PIM还可应用于诸多领域,如医疗(牙箍、活体钳)、工具制造、汽车、通讯、照明、穿戴、锁具、餐饮、枪械、航空航空等领域。早在CHINAPLAS2014期间,裕克施乐(Oechsler)塑料制品(太仓)有限企业先容,其提供给宝马汽车的陶瓷注塑工艺生产的新一代中控旋钮已应用在7系和5系上。

    纳米成型技术

    纳米成型技术(NMT,NanoMoldingTechnology),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。

    当前金属风席卷智能手机,乐视新售的MAX就是全金属手机。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。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。

    日本多年前已采用NMT技术,日本大成塑料拥有NMT专利。

    金属合金注塑高表面质量

    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企业(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。

    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。由于拥有这些特性,所以这类合金应用于承受高机械应力的精密部件。

    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。

    Liquidmetal机器是恩格尔将推出的一种金属注塑(MIM)和CNC加工的替代技术,可以在较短的周期时间内一步法制造可直接使用的具有极高表面质量的部件。加工周期介于2-3分钟之间,与CNC加工所需时间相比大幅缩短。另一个优点是没有废料积聚,因为注道残料可以回收。

    恩格尔发现液体金属技术在医疗领域具有很大的潜力,这也是其将用液体金属合金制造医用钳子的原因。

    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。为填补国内半固态注射成型设备的空白,伊之密启动了半固态镁合金注射成型机项目,2015年1月,新一代HPM半固态镁合金注射成型机—UN650MGII研制成功,各项技术指标已经达到国际先进水平。未来,伊之密将针对汽车配件市场做相关应用研发,研究半固态镁合金注射成型机的热流道技术,打造1000吨以上的大吨位半固态镁合金注射成型机。

来源:中塑在线
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