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金屬也注塑 特殊注塑工藝面面觀
????????注塑是塑料加工最重要的方式，然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，液態(tài)金屬、粉末注塑、納米注塑等包含了金屬材料的注塑工藝，也得到發(fā)展，并在一些領(lǐng)域獲得越來越多的應(yīng)用，這是否也算是一種跨行業(yè)的創(chuàng)新?
????????粉末注塑 3C新風(fēng)潮
????????近年來3C行業(yè)開始走更加高端的金屬路線甚至陶瓷路線，由此助推粉末注射成型(PIM)工藝的發(fā)展。目前PIM在手機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用普遍，從最先前的手機(jī)振子到如今的3C手機(jī)行業(yè)內(nèi)的卡槽，充電器上的金屬件都采用了這一工藝。
????????PIM是一種獨(dú)特的針對小尺寸和復(fù)雜構(gòu)件的高精度生產(chǎn)方法，結(jié)合了塑料注射成型的設(shè)計(jì)靈活性和燒結(jié)金屬和陶瓷材料的材料廣泛選擇性，包括金屬注射成型(MIM)和陶瓷注射成型(CIM)。首先，將細(xì)膩的金屬或陶瓷粉末與粘結(jié)劑按比例均勻的混合，混合物通過注塑機(jī)的壓力注入模具型腔。由此產(chǎn)生的產(chǎn)品稱之為綠件，綠件經(jīng)過脫脂工藝后成為灰件。灰件被燒結(jié)后的成品可以進(jìn)一步機(jī)加工，或用物理/化學(xué)的方法后加工處理。
????????隨著粉末注射成型技術(shù)在中國的發(fā)展，越來越多的企業(yè)對這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用水平在不斷提高。但是，相比歐美在粉末注射成型技術(shù)的發(fā)展來說，亞洲的技術(shù)受到了一定的限制﹕技術(shù)跨度大，綜合型人才極少;應(yīng)用相對集中，開發(fā)能力有限，在國內(nèi)的應(yīng)用集中在不銹鋼電子產(chǎn)品中，在其它的應(yīng)用上尚少;工藝和程序的控制體系有待提高。
????????德國阿博格(Arburg)是粉末注塑方面的領(lǐng)先供應(yīng)商之一，可提供專用的注射組件，目前在全球已交付數(shù)百個粉末注塑生產(chǎn)單元。
????????阿博格認(rèn)為，今年是PIM的元年，未來五年是PIM在中國的高速發(fā)展期。除3C行業(yè)外，PIM還可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如醫(yī)療(牙箍、活體鉗)、工具制造、汽車、通訊、照明、穿戴、鎖具、餐飲、槍械、航空航空等領(lǐng)域。早在CHINAPLAS 2014期間，?？耸?Oechsler)塑料制品(太倉)有限公司介紹，其提供給寶馬汽車的陶瓷注塑工藝生產(chǎn)的新一代中控旋鈕已應(yīng)用在7系和5系上。
????????納米成型技術(shù)
????????納米成型技術(shù)(NMT，Nano Molding Technology)，是金屬與塑料以納米技術(shù)結(jié)合的工法，先將金屬表面經(jīng)過納米化處理后，塑料直接射出成型在金屬表面，讓金屬與塑料可以一體成型。
????????當(dāng)前金屬風(fēng)席卷智能手機(jī)，樂視新售的MAX就是全金屬手機(jī)。手機(jī)若采用全金屬外殼，由于金屬的屏蔽作用，手機(jī)信號會被大大減弱;而絕大部分塑料則不會有屏蔽效果(不導(dǎo)電)，但塑料散熱效果不好。納米注塑避免了兩者的缺點(diǎn)，又將兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，不但能夠兼顧金屬外觀質(zhì)感，也可以簡化產(chǎn)品機(jī)構(gòu)件設(shè)計(jì)，讓產(chǎn)品更輕、薄、短、小，且較CNC工法更具成本效益。除手機(jī)外，NMT也可應(yīng)用到數(shù)碼相機(jī)、個人計(jì)算機(jī)以及移動通信電子產(chǎn)品等。
????????日本多年前已采用NMT技術(shù)，日本大成塑料擁有NMT專利。
????????金屬合金注塑 高表面質(zhì)量
????????Liquidmetal技術(shù)使恩格爾(Engel)打開了通向全新材料類型和產(chǎn)品特性的大門，現(xiàn)在可以高效地注塑金屬合金。作為Liquidmetal Technologies公司(位于美國加利福尼亞)的獨(dú)家機(jī)器制造合作伙伴，恩格爾是液體金屬材料注塑系統(tǒng)解決方案全球唯一供應(yīng)商，并在6月恩格爾研討會上首次展示該技術(shù)。
????????液體金屬是一類具有全新特性的材料。鋯合金具有無定形，即非晶結(jié)構(gòu)，這也是它們被稱作玻璃合金的原因。由這些材料制造的部件非常硬，但同時富有彈性，因此具有極佳的復(fù)原行為。例如，鋼的彈性為0.2%，鈦是1%，而由液體金屬合金制造的部件彈性為2%。另外，材料還具有比重小、耐腐蝕性能優(yōu)異的特征。由于擁有這些特性，所以這類合金應(yīng)用于承受高機(jī)械應(yīng)力的精密部件。
????????為了用注塑方法加工這些材料，恩格爾以全電動機(jī)器系列e-motion為基礎(chǔ)開發(fā)了一種新型注塑機(jī)。Liquidmetal機(jī)器與用于塑料加工的普通注塑機(jī)之間的差別，主要是注塑單元不同。液體金屬合金有從圓棒切削的碎塊材料形式，這些坯料自動供入熔化腔中，在高真空條件下感應(yīng)加熱熔化。機(jī)器不采用螺桿，而用柱塞將熔化的金屬合金注入控溫模具中。在無氧條件下快速冷卻就會形成無定形結(jié)構(gòu)，從而使材料具有優(yōu)異的特性。
????????Liquidmetal機(jī)器是恩格爾將推出的一種金屬注塑(MIM)和CNC加工的替代技術(shù)，可以在較短的周期時間內(nèi)一步法制造可直接使用的具有極高表面質(zhì)量的部件。加工周期介于2-3分鐘之間，與CNC加工所需時間相比大幅縮短。另一個優(yōu)點(diǎn)是沒有廢料積聚，因?yàn)樽⒌罋埩峡梢曰厥铡?/p>
????????恩格爾發(fā)現(xiàn)液體金屬技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域具有很大的潛力，這也是其將用液體金屬合金制造醫(yī)用鉗子的原因。
????????半固態(tài)鎂合金注射成型
????????鎂及鎂合金是目前密度最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，也是21 世紀(jì)最富有開發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色材料”。目前，鎂合金成型設(shè)備主要為熱室壓鑄機(jī)、冷室壓鑄機(jī)和半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)等，尤以后者更受市場青睞。因?yàn)榘牍虘B(tài)鎂合金注射成型機(jī)的成型質(zhì)量、后加工都更優(yōu)質(zhì)，成品率、合格率也比壓鑄機(jī)高，而且該類設(shè)備不需要SF6保護(hù)氣體(SF6是溫室效應(yīng)氣體，它對溫室效應(yīng)的影響約相當(dāng)于CO2的25000倍)，所以越來越多客戶傾向半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)。
????????半固態(tài)鎂合金注射成型技術(shù)促進(jìn)了鎂合金在汽車、電子儀器、消費(fèi)類產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、復(fù)印機(jī)等行業(yè)的應(yīng)用，并取代了部分塑料產(chǎn)品的市場。為填補(bǔ)國內(nèi)半固態(tài)注射成型設(shè)備的空白，伊之密啟動了半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)項(xiàng)目，2015年1月，新一代HPM半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)—UN650MGII研制成功，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。未來，伊之密將針對汽車配件市場做相關(guān)應(yīng)用研發(fā)，研究半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)的熱流道技術(shù)，打造1000噸以上的大噸位半固態(tài)鎂合金注射成型機(jī)。
