2018年1月雜誌專題Dr.Q 技術專欄顧問專欄

NMT技術秘辛–(3) 金塑共面與結構體的應用

■ ACMT/ 邱耀弘

摘要

經過前面兩篇的介紹後,我們便可以利用NMT和金屬 結合,作為工程解決方案。眾所周知金屬能夠對電磁波 產生屏蔽效應,可以把有害的電磁波抵擋並經金屬傳導 來消散,可惜的是,也把信號傳導用的電磁波阻擋下 來,在過去的做法,必須把金屬加以簍空設計,現在有 了NMT奈米成形技術之後,金屬的簍空部分可以填入 塑膠,除了遮風避雨更增加了美觀感;同時,在金屬結 構的減重和特徵功能的強化,利用塑膠注射成形可以完 成結構取代的設計,那真是一舉數得!!接下來,本文將 為大家介紹一些NMT的利用案例。

 

1.金屬與塑膠的結合–不考慮外觀的基礎

利用板金沖壓或是彎折,相信是金屬由平面板材轉變成 立體結構的最快方式,也是我們傳統的金屬外殼加工 方式。但是如何把金屬的縫隙填滿,又能快速地完成密 封、不洩露的要求,就是比較困難的設計,當板金件遭 遇NMT技術的時候,工程師有了這樣的選擇:何不利 用工程塑膠來進行填縫並創造密封結構呢?有趣的案例 來了,請見圖(1)所示,在現代化的汽車發動機室會放 置一部發動機控制單元(ECU,EngineControlUnit),過去 的方式採用壓鑄鋅合金,很粗糙也不容易防水防塵、散 熱又不良,如何利用NMT技術來改良這個設計呢?

設計的程序如下思考:
●必須符合防塵防水且散熱的要求
●開發時減少金屬板金模具的費用,可先以平面金屬 板展開設計
●組合兩種金屬以提升散熱和減重的目的
●利用注射成形封膠的能力,選用耐熱度高且流動性 良好的PPS作為結構組合的塑料
●由於外殼產品置放於汽車發動機室,可使用烤漆作 為塗裝
最後,改用NMT技術成功的取代原有鋅合金的壓鑄 成形技術,在成本上的優勢是塑膠注射模具比壓鑄模 具耐用三倍以上,加上板金彎折加工快速、鋁和銅的 熱傳導高於鋅合金,因此成功的完成任務。

 

2.金屬與塑膠的結合–考慮外觀的基礎

接下來的文章為大家揭露中國名牌手機 OPPOR9S&R9SPlus 的高級設計方案,請見圖 (2) 所 示,這是利用NMT技術的最高境界,三條微細的 0.3mm天線縫設計使人感覺到塑料和金屬的充分融 合,這是怎麼辦到把金屬加工到這麼細緻??
我們在2012年曾經經過無數次的實驗,發現利用 NMT技術雖然可以拼接兩片或多片的金屬,但是由 於金屬塊不是一整體,其內部結晶的加工紋理不一 致,尤其是以鋁合金經過後續的陽極髮色處理,特別 容易產生不正常的顏色差異,因此,就必須要改用一 整塊鋁或是擠壓過的整片殼來作為NMT工藝的起始 設計,如圖(3)所示。 (資料來源由長盈科技梁世傑 經理提供概念圖) 如此的技術組合在2014~2017年,使中國智能手機已 經越居世界最大製造國之外,在殼體技術的創新和應 用,應該是當年NMT技術創始者所料未及的吧?

 

3.金屬與塑膠的結合–考慮減輕重量的設計

其實真正大量的NMT應用,應該是在減重設計上,也就是輕量化結構設計,產品最好不要太多後續塗裝 和表面處理,那麼,汽車應該就是首選項目,一部汽 車能夠減少1kg甚至更多的話,對於能源的節約將會 大大的提升,同時也降低汽車排放二氧化碳和PM2.5 的危害。我們來看看日本結合國際品牌的設計–德國 著名特用化學品公司朗盛與NMT結合開發一系列汽 車減重方案,Dr.Q為大家提供幾個案例。

 

如下由圖(4)~(7)依序為大家說明:

●先從不考慮對生命安全的卡車進氣罩開始,如圖(4) 表示之賓士大卡車進氣罩,獲得初步的成功;
●再挑戰汽車座椅的減重,如圖(5),已經在日本的電 動汽車上使用;

4.金屬與塑膠的結合–結構的挑戰

然而,在受力的位置挑戰以塑代鋼,Dr.Q發現失敗的 案例比比皆是,因為工程塑料的強度雖好,但是不能 像金屬一樣承受扭轉應力,和大家熟悉的複合材料有 相同致命的缺點,目前已知的複合材料都加入纖維以 便克服這種力學性能的問題,但仍是有待突破。畢竟, 人命關天的應用,還是以傳統金屬來得安全吧!

 

結論

NMT的應用在台灣和日本都不及中國大陸的智能手 機產業,這群勇於突破和嘗試新技術的工程師們,加 上一群創業的供應商的化學調料師們的努力,NMT 技術不再僅有日本獨占,而進入中國結合原來台灣的 技術,新的NMT改良技術讓金屬和塑膠更可靠的黏 結再一起,我們相信,沒有最好、只有更好來自於市 場的需求和勇於創新的能耐,希望這篇文章可以帶給 ACMT的讀者們有更多啟發!!別忘了,中國不光只有 智能手機是全世界製造中心,Dr.Q認為白/黑/彩色 家電的霸主之國,應該不會放棄NMT技術吧?一起 向前!!!■

Facebook留言

邱耀弘DrQ. 博士

耀德講堂創立人。畢業於台灣科技大學,林舜天教授粉末冶金實驗室大弟子。 中國與中國台灣MIM產業顧問,有關技術文章超過20篇,專利超過百篇。以“無私分享,升級產業”,被天下雜誌評論為“黑手博士”。

相關文章

發佈留言

“返回顶部”按钮