■ 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。
圖１：汽車發動機控制單元的外殼設計改用NMT 技術製作取代外殼( 圖片取自日本大成
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?
圖2：智能手機OPPOR9S&R9SPlus 的微縫天線設計( 圖片取自OPPO 網頁)，該設計的三條細縫是採用平行的三片圓盤刀所具切出來，這真是機械加工的極致工藝 ; 圖3：智能手機背蓋的一個天線縫的設計，必須經過攏長的程序方能製作出完美的外觀，NMT 技術僅是其中一小個環節，絕大部分是採用CNC 機械加工與夾治具翻轉完美的定位，這樣的技術組合使得中國製造的智能手機在全世界展露一流的製造水平
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；
圖4：朗盛科技想到的減重方案首先針對無關生命緊要的汽車零部件，並獲得汽車大廠的認可– 在大卡車的進氣口遮蔽罩，減少了約10kg 的重量 ; 圖5：汽車的座椅減重– 將鋁合金與塑料結合後，一張椅子可以輕量化至少減少5kg
圖6：汽車前窗上沿檔板– 改採輕量化NMT 的組合設計，封膠後可充分防塵防水
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!!!■
