浅谈手机纳米模具设计及其工艺流程

浅谈手机纳米模具设计及其工艺流程

吴科伟黎灿新

广东长盈精密技术有限公司广东东莞523000

摘要：本文主要针对手机纳米的模具设计与其注塑成型工艺流程进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

关键词：手机；纳米模具；设计；工艺流程

前言

纳米注塑成型技术，属于塑胶及金属通过纳米技术相结合的一种方法。纳米注塑成型产品，已逐步融入至人们日常生活中，现阶段应用最为广泛的为手机外壳。

1、手机纳米模具设计

1.1合理选用热流道

因纳米模具注塑成型所用塑料粒子的价格相对较高，为节约一部分开支的同时，还能够取得最佳充填的效果，通常会用热流道该种形式。热流道，包含着针阀热流道、开放热流道。开放热流道，由热嘴、分流道板、主嘴与各种配件所构成。这种开放热流道的固定板采用标准的厚度即可，流道板的厚度通常在80mm以上范围。开放热流道因出胶无封闭，极易有流涎情况出现，以至于走胶通道有堵塞情况出现，甚至会导致成品不良；针阀热流道，由气缸组件、阀针、热嘴、分流道板、主嘴与各种配件所构成。针阀系统，它主要借助气缸来驱动着阀针做出上下移动的动作，一直到开闭进到胶口。针阀热嘴，技术极具先进性，相比开放热流道，在价格上略高一些，但并不会有流涎情况出现，对纳米模具注射成型结合力并不会产生影响，为多数模具厂首选。NMT模具，其进胶点通常会选择产品天线周边位置，为产品强度最弱位置，便于保压压力，可对天线位置结合力的实际强度起到保障作用。

1.2设计纳米注塑-发热系统

1.2.1发热板铺发热丝设计；

A：设计铺发热丝要均匀，不均时会造成内模每个位置温度不一致，影响产品粘合力；

B：发热丝功率不够时，会造成模具升温较慢，在模具允许的情况下，发热丝绕长度尽量加长，在发热板上可以绕多几个弯；

C：感温线探头放置在模具上不可以避空，必须跟发热板有接触才能实际的探测出模具温度，通过温控箱调节模具温度；

D：内模和模架接触面积尽量减少，避免把热量带走散失。为确保发热板的热量传递至面板上面，发热板与模板之间增加一块5mm厚的隔热板，隔热板材料使用玻璃纤维。

1.3设计模仁

纳米模具注塑成型模仁所处工作环境一般为150℃左右，为能确保模仁快速升温，发热板下应设块隔热板，模仁周围接触模板面需隔开，以尽量将热量流失减少。隔热板上增设支撑的垫圈，避免模具的隔热板出现下沉情况引起产品不良问题。因现阶段多用卧式的注塑机台，在150℃左右，胚料放入模具内极易有松动、掉落状况，增加压模风险系数，模仁上需设吸气装置，吸盘需用200℃耐高温型号。

1.4定位设计

金属胚料若想放置于模具上，需先做好定位处理，因受温度与加工精度等各方面因素对尺寸所产生的影响，需先用方形或者圆形定位方法进行预定位处理，单边间隙应设0.03m。胚料已放置模仁后，用合模期间，需用四边滑块实施零配件精准化定位处理。

①实施胚料的外形定位处理

胚料的外形定位处理，应放置无塑胶位置，以免注塑期间定位孔会被冲变形，建议采用方形块或者圆形针手段，实施胚料的外形定位处理。

②实施圆孔的定位处理

借助圆形将四周定住，同个胚料上不可有3个或者2个圆形顶管，以免被卡死风险增加，可做好2个或者1个圆环孔的定位，期间需注意把握圆环的方向，应当与胚料的涨大收缩保持相同方向。

③实施圆环孔的定位处理

模内注塑钢片定位中的三个小圆孔定位。胚料的定位孔有时为三个直径3-4mm的圆孔定位，由于模具的热胀冷缩很容易导致生产时钢片放不了模具，现在标准采用定位针避空0.02mm，定位针中心开0.3mm的十字骨做弹性变形空间，槽位高度需要低于胚料5mm以上。

胚料采用一个圆孔两个腰型孔定位胚料开一个圆孔与两个腰型孔三个孔的中心线形成一个直角三角形。保证胚料膨胀后不会压定位针。三个孔选择圆形定位针，直径一般为3-4mm，定位针与胚料孔单边避空0.02mm。

1.5设计滑块

因纳米模具注塑成型产品的外观均由CNC加工制作而完成的，胚料当中滑块倒扣均有类似于耳机的孔，还有类似于USB孔带有塑胶侧孔。因NMT均需高速高压将充填完成，相近于塑胶金属侧面会同样受较大冲击力，促使金属被冲变形，。故而，NMT模具有无倒扣与侧孔，均需增设滑块以对金属胚料产生支撑作用。塑料周边胚料边所受充填的压力相对较大，需滑动的支撑作用，较小受力部分也需支撑，还可适当予以避空处理。滑体应做于模仁之上，与该模仁处于相同温度环境状态，防止热量流失至模板当中。胚料若有侧孔，为避免由于胚料不到位的装入所促使滑块的合模将胚料与模具压坏，需增设承板，更改成后合滑块结构，前后的模仁均合上之后，才可合上滑块。把塑胶结构均藏在五金的结构当中，常规的出模结构钢切勿把胚料放置模具当中，需将后合式的内滑块做成。后合式的滑块结果需增设回针的限位块，避免铲基弹出后针板出现后退或者斜顶被拉坏等情况。

1.6设计斜顶

因NMT模具处于高温环境中开展加工处理操作，相比普通的塑胶模具相比，斜顶有着较高卡死风险。故而，应当尽可能地将斜顶增大，以确保强度系数得以有效提升。但因多数产品受空间限制，需借助结构将斜顶长高度缩短，以便于将斜顶强度增强。如可用短斜顶的结构，该斜顶底部能够平齐至模仁底部，借助斜顶座旋转将斜顶扣住。因斜顶相对较短，可适当增加角度。

1.7设计顶针

NMT模具的顶针应设金属面之上，不可设于金属面的薄弱位置，尤其在顶面存在塑胶较薄位置，避免金属被顶变形情况出现。不存在胶料顶针，相应内模过孔应相等较大一些，防止顶针被卡死。

1.8排气设计注意事项；

A：在胶位碰穿面，PL面设计排气时，要注意排气深度。PPS材料排气做0.01MM深，排气槽离产品胶位距离为0.5MM，排气宽度2MM，间隔10MM做一个排气；

B：通过模流分析，可以确认产品的困气位置，在模具设计时做出相应的排气调整；

C：镶针排气，排气槽离产品胶位距离为0.5MM，并且做导气槽；

D：在胶位碰穿孔位置要加排气和导气孔；

E：在流道末端加排气镶针；

F：产品骨位太深时镶件要增加排气；

G：产品从厚胶位到薄胶位置容易形成包胶，在薄胶位处增加排气；

H：内模排气不佳时，可以在模具上做吸气孔做排气，通过注塑气管实现；

I：冷流道模具在水口板末端增加排气，设计出图时直接做出来；

1.9设计模架

NMT模架应确保发热丝的两穴出口处于一致状态，将模板实际加工量减少。若注塑机上未安装好隔热板，模具上应增设面与底隔热板两块，将热量的流失减少。

2、手机纳米模具注塑成型工艺流程

纳米注塑工艺流程即为：①设计。材料选择、制造分析；②金属加工。金属3D成型加工操作。如有必要还可预处理金属件，如喷砂处理等；③T或E处理。主要是指促使金属表层逐渐有纳米孔形成；④纳米注塑。用注塑机把塑胶注射至模具内部，确保塑胶能够与金属结合在一起；⑤实施后期处理操作。

3、结语

综上所述，手机纳米的模具设计与其注塑成型工艺流程极具复杂性，对设计技术员们自身专业素养及技能水平要求均相对较高。那么，今后为了更好地开展设计实践工作，便还需广大设计技术员们积极投入到实践探索中，积累更多实践经验，结合手机外壳产品实际加工制作要求及各项标准，科学合理地优化、完善手机纳米的模具设计与其注塑成型工艺流程，以便于加工制作出高标准、高质量的手机外壳产品。

参考文献：

[1]韩灵全，王瑞麒，李文琪.手机壳注塑成型工艺与模具设计[J].科技创新与应用，2017，15（10）：807-808.

[2]董海涛.浅谈塑料模具设计与制造的工艺流程[J].现代制造技术与装备，2016，11（24）：889-891.