先進材料與設(shè)備推動電子用塑料前行
生意社4月2日訊 在電子電氣產(chǎn)業(yè),采用高性能塑料樹脂替代金屬部件已是大勢所趨。日益嚴(yán)格的法規(guī)的出臺,也使得環(huán)保綠色的塑料材料更具市場競 爭力。而高效、靈活的加工設(shè)備對於促進這一材料於電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用無疑起到舉足輕重的作用。電子電氣產(chǎn)業(yè),已成為僅次於汽車行業(yè)的第二大塑料需求市場。 這一市場巨大,據(jù)德國GFK公司提供的數(shù)據(jù),僅該產(chǎn)業(yè)中的消費電子產(chǎn)品,估計2008年全球銷售額超過7,000億美元,其中平板電視、手機、電腦占市場 份額的65%。這為塑料行業(yè)帶來了巨大的商機。目前電子電氣市場的三大趨勢為小型化、重設(shè)計和生態(tài)友好。因此,通過利用新材料、新技術(shù)來提高加工性能、生 產(chǎn)效率和降低能耗,尤為重要。
材料:綠色環(huán)保風(fēng)勁吹
隨著包括已為電子行業(yè)普遍認(rèn) 可和接受的《電氣、電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS)在內(nèi)的眾多法規(guī)的頒布,電子行業(yè)企業(yè)已成為開創(chuàng)綠色環(huán)保理念并且推動其不斷發(fā)展的先 鋒。各大企業(yè)紛紛采取措施,選用更為環(huán)保的材料、更先進的理念來設(shè)計和制造電子產(chǎn)品,以滿足這些法規(guī)所定義的要求。這些法規(guī)主要規(guī)范了在電子產(chǎn)品中對汞、 鎘和鉛等重金屬以及六價鉻化合物等特定化學(xué)品的使用,使得其在生產(chǎn)和使用過程中以及廢棄後對環(huán)境產(chǎn)生的影響最小化。
滿足“無鹵素”要求
國際電工委員會在其IEC61249-2-21標(biāo)準(zhǔn)中對電子產(chǎn)品材料中所含鹵素的總量作出了明確的規(guī)定,要求溴(Br)的含量不得超過900ppm,氯 (Cl)的含量不得超過900ppm,鹵素總含量不得超過1,500ppm,符合這些要求的材料可稱為“無鹵素”材料。這一定義也在國際印刷電路協(xié)會頒布 的IPC-4101B中得以采用。高性能聚合材料制造商英國威格斯所生產(chǎn)的未填充的VICTREXPEEK聚合材料完全符合這些要求。
VICTREXPEEK的主要屬性包括:耐高溫性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性、耐水解性、高純度、絕緣性、高強度/重量比等等。這些屬性對於應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、應(yīng) 用環(huán)境復(fù)雜多樣的各類電子產(chǎn)品而言,是金屬、合成物以及其它聚合材料的優(yōu)良替代材料。它不僅能夠充分利用其卓越性能實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計,更能滿足綠色環(huán)保的需 求,確保電子產(chǎn)品在其產(chǎn)品生命周期的各個階段對環(huán)境造成的影響都得以最小化。
VICTREXPEEK聚合材料以及采用這些聚合材料制成的產(chǎn)品都已通過了專業(yè)認(rèn)證并符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的要求。
無鹵阻燃聚酯加工性能提高
RoHS和WEEE等指令對某些溴化阻燃劑在電子電器配件中的使用做出了限制,主要應(yīng)用於該類產(chǎn)品的工程塑料聚酯也受此限制。
泰科納工程塑料的XFR無鹵阻燃聚合物家族CelanexXFR和RiteflexXFR能夠幫助客戶產(chǎn)品滿足以上要求。“塑料行業(yè)在為電子電器選擇替 代阻燃劑時,面臨著苛刻的阻燃要求的挑戰(zhàn)。”泰科納全球聚酯業(yè)務(wù)總監(jiān)PeteBombik說,“泰科納在XFR系列產(chǎn)品中采用了創(chuàng)新型阻燃體系來替代傳統(tǒng) 阻燃劑,在保證環(huán)境友好的同時,提高了工程塑料的性能。”
“泰科納的這一系列新型CelanexXFRPBT能達到V-0阻燃,且符合 RoHS要求,其擁有專利的阻燃體系,能讓用戶輕松替代市面上大多數(shù)性能相近的PBT,而無須更改設(shè)計和模具。”該公司聚酯產(chǎn)品市場經(jīng)理 JeannePilis解釋,“不僅如此,新的CelanexXFR系列產(chǎn)品可提供填充型和非填充型,其流動性與韌性能夠與我們的溴化阻燃系列產(chǎn)品相媲 美。”
廢塑料再生材料用于電腦組件
除了生產(chǎn)研發(fā)“無鹵素”材料外,為幫助電子產(chǎn) 品制造商更好地應(yīng)對環(huán)境問題的挑戰(zhàn),一些材料供應(yīng)商也開始采用廢塑料進行再生利用,例如沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料的ValoxiQ和XenoyiQ樹脂,已證明可 用於多個主要電腦組件,包括內(nèi)部冷卻風(fēng)扇、散熱器罩、連接器和外部面板。
ValoxiQ聚對苯二甲酸丁二醇(PBT)樹脂通過采用專有 的阻燃技術(shù)來滿足無鹵部件的要求。此外,它們部分再生於用後的廢塑料(包括PET水瓶),從而有助於減少石化燃料的使用。與市場上的其他塑料相比,它們還 可在塑料制造過程中減少50%以上的能源和二氧化碳排放量。除了幫助電子產(chǎn)品制造商遵守環(huán)境法規(guī)(如歐盟的廢電子電氣產(chǎn)品(WEEE)指令) 外,ValoxiQ樹脂還可滿足電子產(chǎn)品環(huán)境評估工具(EPEAT)中非必須的材料選擇要求,從而幫助產(chǎn)品制造商們獲得認(rèn)證。
沙伯基礎(chǔ) 創(chuàng)新塑料電子全球市場總監(jiān)吉田浩說:“ValoxiQ樹脂不僅為綠色電子產(chǎn)品提供很好的發(fā)展可能性,且早已被用作電腦冷卻風(fēng)扇的商業(yè)化生產(chǎn)。此外,我們還 正在擴展iQ系列的產(chǎn)品種類,以涵蓋其他環(huán)保材料,如無定型聚碳酸脂和半結(jié)晶PBT樹脂混合而成的XenoyiQ,該材料也是外殼和外部面板的較好選擇。 ”
生產(chǎn)設(shè)備:高度靈活及高效
近年來電子電氣行業(yè)蓬勃發(fā)展,產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新越來越受重視,各種復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)頻繁出現(xiàn),同時,產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期縮短以及競爭壓力日益增大,這些都促使電子產(chǎn)品制造企業(yè)努力提高生產(chǎn)效率——具有高度靈活性和高效的生產(chǎn)設(shè)備成為其中關(guān)鍵的因素。
為適應(yīng)這種高動態(tài)市場的需求,部分注塑機供應(yīng)商專門成立相關(guān)業(yè)務(wù)部門,開發(fā)合適的注塑機和加工方案。例如,奧地利ENGEL成立了“電子通訊”工業(yè)部 門,其各個系列的注塑機作為電子通訊應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ),包括產(chǎn)品類別,如“通訊”、“消費者電子產(chǎn)品”和“傳感器及電子連接器”。就手機注塑而言,該公司為 生產(chǎn)手機和相關(guān)設(shè)備的外殼配件提供高性能的生產(chǎn)單元和特殊加工技術(shù)。生產(chǎn)單元中的核心部分是快速并高度精確的全電動注塑機——ENGELe-motion 全電動注塑機系列和e-victory電動液壓混合動力注塑機系列,此外,ENGELERC系列的高速機械手系統(tǒng)、ERCSpeedy高速機械手和用於注 塑件存儲的托盤傳送器組成了完整的產(chǎn)品系列。
ENGELx-melt技術(shù),依靠壓縮塑料熔體的能力來存儲能量。在注射噴嘴關(guān)閉時,螺桿 以柱塞般的動作將熔體在螺桿前端的空間內(nèi)壓縮。當(dāng)噴嘴閥門打開時,塑料熔體以極速釋放及膨脹并填充整個模腔。這種方法可以注塑極小的注射量0.1克至20 克,壁厚在0.1至1毫米之間,還能保持優(yōu)越的重復(fù)性。ENGELe-motion全電動注塑機系列結(jié)合了ENGEL的快速線性移動機械手以及ENGEL 自動化技術(shù)程序中的托盤傳送器。用戶注塑生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品流程是制定生產(chǎn)單元設(shè)計框架的因素。ENGEL機組元件是模塊化的,可以相互組合來體 現(xiàn)用戶的個別需求。
在符合市場趨勢的材料和設(shè)備的雙重“催化”下,塑料在電子電器領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛、深入,未來這一市場值得期待。
未來顯示屏革新理念
隨著新技術(shù)問世及圖像音質(zhì)提高,越來越多家庭開始購買純平電視。與傳統(tǒng)電視相比,該類電視具有重量輕、節(jié)省空間、節(jié)省能源、功率強大等特點。
液晶電視橫截面有機玻璃作為一種超純聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),在液晶電視制造中起著關(guān)鍵作用。Evonik光學(xué)表面部總監(jiān) MichaelZietek表示:“有機玻璃由於具有特殊的光學(xué)特性,能使顯示屏照明優(yōu)化成為可能。”有機玻璃作為導(dǎo)光材料,在此起著核心作用,可確保最 佳亮度和燈光均勻分布。組合光必須在整個顯示屏表面均勻分布,不得存在任何耗損,遠距離傳導(dǎo)時亦不例外。Zietek補充說:“我們的材料具有優(yōu)異的光學(xué) 純度和透明度,特別適用於這一用途。目前,這一材料已成功應(yīng)用於導(dǎo)航設(shè)備顯示屏、手機顯示屏、液晶純平顯示屏和電視顯示屏等領(lǐng)域。”
這 一材料結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。但是,通過連續(xù)熔化各材料層,可構(gòu)建於純平電視顯示屏中。對於顯示屏均勻進行光傳導(dǎo)而言,有機玻璃起著關(guān)鍵作用。在超純平形態(tài)下,這 一聚合物材料特別適合於該用途。為了讓液晶顯示器適用於電視,開發(fā)機構(gòu)不得不在各個方面充分發(fā)揮現(xiàn)有革新技術(shù)的潛力。MichaelZietek表示:“ 看電視時觀眾離大屏幕相對較遠。因此,需要更多的光線才能獲得所需的亮度。”
小型顯示器所用的邊緣光線系統(tǒng)不適用於大屏幕,原因在於不 能產(chǎn)生所需的亮度,也不能形成均勻的照明。因此,對於超過15英寸的屏幕尺寸,需要將超薄霓虹直管或發(fā)光二極管(LED)置於顯示屏後。采用不同光散射材 料和光導(dǎo)向材料構(gòu)成的材料層,可確保照明均勻一致。目前,研究仍在繼續(xù),目標(biāo)是生產(chǎn)能在單一平面內(nèi)進行光散射的圓盤。這一特殊作用可進一步提高光輸出量。
有機玻璃不僅僅能為電視顯示屏錦上添花,還能使手機等產(chǎn)品外觀更加優(yōu)美。Evonik為此開發(fā)了一種低成本解決方案。手機時尚面板重點是采用涂有丙烯酸 涂層、經(jīng)專業(yè)優(yōu)化的高級薄膜。該薄膜置於注射模具中,采用模塑料通過注射在模內(nèi)成型。這一工藝不需要後續(xù)加工,特別具有經(jīng)濟效益。對於制品設(shè)計而言,該工 藝提供的設(shè)計靈活性是市場成功的關(guān)鍵。例如,手機可在燈光較暗的迪斯科舞廳內(nèi)閃亮。這一效果可通過在有機玻璃內(nèi)嵌入磷光染料實現(xiàn)。
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