纳米注塑技术常见案例、问题处理及改进措施

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NCS（nanocrystallization 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。

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。