導讀：早期在全金屬手機外殼時代，納米注塑曾經風靡一時，如今，在3D玻璃及陶瓷外殼的潮流下，是否已經過氣了呢？其實并不是，因為3D玻璃需搭配金屬中框，一般是不銹鋼或鋁合金材質，鋁合金不必多說，不銹鋼也是可以納米注塑的，詳情請見文章：富士康不銹鋼中框+雙面玻璃納米注塑工藝。并且，玻璃及陶瓷外殼在未來一段時間內僅適用于高端手機群，因此，納米注塑技術依然是手機人需要研究的內容，今天，我們聚焦納米注塑失效問題，來看一下11種常見納米注塑失效案例分析及改善對策。
納米注塑是一種基于金屬表面納米構型的insert molding 工藝。其核心工藝是在金屬表面納米化學構型工藝 NCS（ nanocrystallization chemical structure），通過在金屬表面形成納米級微孔，然后通過塑膠和處理好的金屬件的嵌入式成型達到前所未有的超強結合力。
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二、納米注塑市前處理工藝舉例
T處理是大家耳熟能詳的納米注塑前處理技術，然而市場上不僅僅只有T處理技術，同類處理技術還有C處理、B處理、HK處理、E處理、PMH處理、TRI處理等。
下表列舉了幾種前處理工藝的技術優劣，主要從生產效率、適用的金屬類型及注塑產品類型等幾個方面來介紹。
技術優勢 | 技術劣勢 | |
T處理 | 生產效率高，適合不銹鋼、鋁合金和MIM，適合復雜結構件 | 使用大量強酸強堿污染環境，不適合壓鑄鋁，時效只有一周 |
E處理 | 生產效率較高，結合強度高，適合復雜結構件，適合擠出鋁和壓鑄鋁，時效長達一月以上 | 不適合不銹鋼和MIM |
HK處理 | 超強結合力，HK制程容易控制， 工藝安全環保， 塑料選擇多樣化，金屬塑料結合體陽極氧化穩定。適合型材鋁、壓鑄鋁，時效一周以上。 | 不適合不銹鋼和MIM |
TRI處理 | 結合強度高，適合復雜結構件，時效長達一月以上，使用的化學品較少 | 不適合不銹鋼和MIM |
圖 大成公司的T處理流程
三
納米注塑材料說明
金屬類材料
鋁合金類：1~7系鋁，壓鑄鋁
鎂合金類
不銹鋼類：sus304 ，316L等
鈦合金類
圖：各式各樣的納米注塑手機中框以及外殼（來源：東莞市貝斯特熱流道科技有限公司）
塑膠材料
PPS系列：如Polyplastics ，Ticona ,TOSOH,鼎塑等
PBT系列：以Toray，Sabic，Dupont ，Cheil等廠家
PPA系列：Solvay ，EMS等
PAEK系列：驗證中
PPSU系列：驗證中
應注意的問題有：
1）以高級工程塑料優先
2）考慮與金屬的熱膨脹系數匹配性
3）結晶性塑料為主
例如：
最適合做納米注塑的PPS材料
PPS樹脂+ E物質/P物質+填充物+染色體系
圖 PPS樹脂+ E物質/P物質+填充物+染色體系
市面商用規格都是此類配方架構
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四、納米注塑失效分析及改善
失效分析的意義在于不斷解決問題，持續改進，是全面品質管理非常重要、專業性最強的部分。
圖：納米注塑熱流道，來源東莞市貝斯特熱流道科技有限公司
納米注塑成型是一個高度協作配合的四位一體系統工程
我們對這幾部分的要求是：
材料：流動性，粘結性，可染色性，色彩穩定性，制程兼容性等
模具：機構、模具設計的合理性很大程度上決定了充填的效能，復轉寫效能
處理：納米組織形態，大小，物質
成型：廣義的成型制程，除了注塑外，包括后段的CNC、表面處理等。成制程參數的控制會直接影響產品品質
失效案例統計
圖 失效案例統計
以現有的數據來看，各類的失效分析案例都占有相當大的比重，具體有哪些失效案例？我們來分析一下并找到它們的改善對策。
圖：納米注塑熱流道，來源東莞市貝斯特熱流道科技有限公司
塑料與金屬分離粘結強度差
背景描述
塑料與金屬分離粘結強度差，緊為正常情況下剪切力數值的三分之一。
原因分析
經分析發現，未形成理想的納米組織。經深層次研究后發現此批產品有重工，重工后部分納米組織達到預期。
改善對策
調整工藝，將不成功的納米組織去掉，然后再過正常制程，使納米組織達到預期。
X產品CNC后塑料剝離掉塊
背景描述
CNC后塑料本體剝離、掉落。
原因分析
重結晶導致產品內應力開裂
改善對策
1）模具溫度提高30度，cycle time 增加5s；
2）對產品的塑料進行結晶監控，降低重結晶；
3）成型后170度烘烤1小時。
X產品塑料開裂
背景描述
塑料有裂紋
原因分析
應力造成的塑料本體開裂
改善對策
1）反饋給材料供應商改善
2）在CNC之前退火處理
X產品雜色
背景描述
CNC后發現塑料深褐色絮狀雜色
原因分析
經分析發現為淺色PPS交聯至顏色變深。調查后發現，成型機設定溫度實際溫度相差30度，成型人員按照手冊設定溫度，未考察實際溫度。
改善對策：
1）料溫控制在330度以下，實測值
2）定期清理螺桿、料筒，防止局部積料
X產品銀條
背景描述
塑料有條狀發白。
原因分析
應力發白銀紋帶
改善對策
1）充分結晶
2）退火正常
3）材料增韌，如增加P物質
4）增加材料各組分相容性及剪切穩定性
X產品白團塊
背景描述
CNC后塑料本體剝離、掉落。
原因分析
經分析，此部位含有30%的鈦白粉，此現象為鈦白粉聚積。
經檢查，未在原料粒子中發現此現象，可能是剪切和熱場導致的相分離。
改善對策：
反饋給材料供應商改善。
X產品陽極后黑色塑料發白
背景描述
housing陽極后黑色塑料發白。
原因分析
玻纖及塑料中某些組分被腐蝕，形成視覺差異。
改善對策
反饋給材料供應商改善
X產品塑料與金屬分離1
背景描述
烘烤后金屬塑料分離。
原因分析
應力釋放后，塑料變形并和金屬分離
改善對策
此現象改善最難
X產品塑料與金屬分離2
背景描述
CNC后塑料本體剝離、掉落。
改善對策
1）充填設計，合理的充填方式
2）排氣設計，足夠的排氣能力
X產品塑料與金屬分離3
背景描述
塑料與金屬分離，塑料面光滑
原因分析
污染導致充填不良，經匹配，來之包裝材料
改善對策
1）制程中不要使用油或水的設備，以免堵塞納米孔
2）排氣設計，足夠的排氣能力
3）對包材進行評估，盡量使用無析出物，無污染的包材
4）作業員佩戴手指套，并規定最優化的操作方式
5）如果可能，使用不帶包材的金屬卡架轉運裝置
6）模具與零件防止毛髮、油脂、唾液、口水等污染
定量分析相同質量的三種包裝材料在某為溫度下釋放小分子組分
X產品成型現場臭味
背景描述
成型現場裂解氣怪臭，有腐爛的味道。
原因分析
此為PPS成型的普遍現象，PPS裂解產物有臭味。
改善對策
1）添加用于減少“臭氣”的熱穩定助劑母粒（已經和高分子材料國家重點實驗室開發一種專用助劑母粒，用于改善此狀況）
2）控制成型溫度盡量低
3）加強現場排風
五、與納米注塑相關金屬展望
新材料
由于納米注塑的處理技術的進步，原來的材料設計立足點發生變化，通過對現有的材料失效方式的總結，開發新的材料
現有的處理工藝主要使用結晶性塑料，未來拓展到無定形的材料如PPSU，PC，PC/ABS等
新理念：MIM+ECIM
不只是說對MIM生產的機構件做NMT處理
而是利用MIM 及ECIM的工藝特點形成新的不同尺度的微觀結構
素材來源：富士康 賴勇
富士康的賴勇先生分享報告《納米注塑失效分析及改善》
來源于第一屆納米注塑與金屬手機外殼論壇
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第五屆手機金屬與3D玻璃外殼技術應用論壇
（6月3日·深圳龍崗中海凱驪酒店 深圳市龍崗區大運路168號）
主辦方：艾邦智造資訊有限公司
規模：600人
時間 | 演講議題 | 公司 | 演講人 |
8:40-8:55 | 開場致辭 | 艾邦智造 | 江耀貴 主辦方 |
8:55-9:20 | 3D玻璃行業痛點以及難點 | 一加手機 | 劉兵 CMF設計師 |
9:20-9:45 | 3D玻璃熱彎成型工藝介紹 | 奧瑞德光電 | 鄭海濤 熱彎機項目經理 |
9:45-10:10 | 3D曲面玻璃全尺寸、快速檢測解決方案 | 蘇州天準科技股份有限公司 | 劉雪亮 經理 |
10:10-10:40 | 上午茶歇 | ||
10:40-11:05 | 3D玻璃手機中框材質及設計 | 東莞市燦煜金屬制品有限公司 | 徐志彬 副總 |
11:05-11:15 | 工程陶瓷在手機外殼中的應用 | 三環集團 | 黃海云 |
11:15-11:45 | 圓桌會議（1 伯恩：項目工程師 馬健；2 聯想：研究院總監 施金忠；3 一加手機：CMF設計師 劉兵；4 三環集團 副總經理 黃海云；5 勁勝集團 總監 王長明 ） | ||
11:45-12:00 | 3D玻璃產業鏈頒獎 | ||
12:00-14:00 | 午餐 | ||
下午上半場：精密加工論壇 | |||
14:00-14:25 | 如何智造3D石墨模具 | 中匠智造 | 彭志明 技術總監 |
14:25-14:50 | 3D玻璃熱成型前CNC加工與后段加工控制因素 | 久久精工 | 韋祿 研發經理 |
14:50-15:15 | 3D玻璃拋光工藝應用 | 西可實業 | 譚志強 技術總監 |
15:15-15:40 | 光譜共焦傳感器測量技術在玻璃測量的運用 | 司逖測量技術（上海）有限公司 | 鄭健平 總監 |
15:40-16:10 | |||
下半場：3D裝飾論壇 | |||
16:10-16:35 | 手機3D玻璃的噴墨、曝光、顯影，全制程解決方案 | 泰達機器人 | 楊雪文 技術總監 |
16:35-17:00 | 納米炫光復合材料3D高壓工藝 | 蘇州蘇大維格光電科技股份有限公司 | 溫源 設計總監 |
17:00-17:25 | 雙曲面3D玻璃貼合與轉印應用現況 | 愛元福 | 洪玉純 副總經理 |
17:25-17:50 | 手機外殼未來趨勢探討 | 聯想 | 施金忠 聯想研究院 總監 |
18:30-20:30 | 晚宴 | ||
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