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行業案例
CASE
行業/分類：其他手板模型加工
加工方式: 壓鑄 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.1mm 生產周期: 2~7天
產品尺寸: 3cm*5cm*8cm
后處理: 打磨，電鍍
案例介紹
在壓鑄加工智能家居零件手板模型時，需兼顧功能性、美觀性及量產可行性，尤其注重電磁兼容性（EMC）、散熱效率和表面質感。以下是關鍵設計、工藝及驗證要點：
一、材料選擇與功能適配
| 材料 | 特性 | 適用場景 |
|---|---|---|
| 鋁合金ADC12 | 高流動性、低成本、易陽極氧化 | 外殼主體、散熱基座 |
| 鎂合金AZ91D | 輕量化（比鋁輕33%）、EMC屏蔽 | 便攜設備外殼、內部支架 |
| 鋅合金ZA-8 | 高光潔度、適合精細紋理 | 按鈕、裝飾面板 |
| AlSi10Mg（3D打印） | 復雜內腔一體成型 | 集成冷卻流道的傳感器殼體 |
選型建議：
- EMC要求高：鎂合金外殼+導電涂層（內壁噴涂鎳基涂料，表面電阻≤1Ω/sq）。
- 觸控交互部件：鋅合金壓鑄+NCVM（不導電真空鍍膜），兼顧金屬質感與信號穿透。
二、模具設計核心策略
1. 分型面與抽芯優化
- 隱藏分型線：沿產品棱線或曲面接縫分型，避免外觀面可見（如曲面智能音箱外殼）。
- 滑塊抽芯：用于側向孔位（如Type-C接口槽）、內部卡扣結構（抽芯角度≤3°）。
2. 澆注系統設計
- 多點進膠：薄壁件（1.2~1.5mm）采用扇形澆口，減少流痕（如智能面板邊框）。
- 真空輔助：對深腔結構（如溫濕度傳感器腔體）使用真空排氣，氣孔率降低60%。
3. 冷卻與熱平衡
- 隨形水路：3D打印模具鑲件嵌入隨形冷卻管道，縮短周期（適用于鎂合金高發熱量場景）。
三、壓鑄工藝參數優化
| 參數 | 鋁合金ADC12 | 鎂合金AZ91D |
|---|---|---|
| 熔體溫度 | 660~680°C | 620~640°C |
| 壓射速度 | 3~4m/s（薄壁件4~5m/s） | 4~6m/s（高流動性需求） |
| 比壓 | 60~80MPa | 40~60MPa |
| 模溫控制 | 180~220°C（分區±5°C） | 200~250°C（防粘模） |
工藝要點：
- 薄壁填充：壁厚≤1.5mm時，采用超高速壓射（≥5m/s）+局部增壓（80~100MPa）。
- 防變形：頂出后立即放入定型夾具冷卻（溫度梯度≤10°C/min）。
四、后處理與表面工程
1. 功能性處理
- EMC增強：
- 化學鍍鎳（厚度5~8μm，表面電阻≤0.1Ω/sq）。
- 導電泡棉槽設計：壓鑄預留0.3mm壓縮余量槽位。
- 散熱強化：
- 噴砂（120#金剛砂）→ 陽極氧化（膜厚15~20μm，熱輻射率提升30%）。
- 嵌入熱管：壓鑄時預埋銅熱管（需模具定位銷±0.1mm精度）。
2. 美學處理
- 啞光質感：微弧氧化（MAO）生成陶瓷層，Ra 0.8~1.6μm。
- 色彩定制：PVD鍍膜（玫瑰金、鈦灰）+ UV保護層（耐刮擦≥3H）。
- 透光設計：局部CNC銑薄至0.6mm + 激光穿孔（用于LED導光）。
五、質量驗證體系
1. 性能測試
- EMC測試：
- 30MHz~6GHz輻射抗擾度測試（EN 55032 Class B）。
- 靜電放電（ESD）±8kV接觸放電，無功能失效。
- 環境可靠性：
- 溫循測試（-20°C~70°C，50 cycles，無開裂）。
- 鹽霧測試（5% NaCl，96h，腐蝕面積≤5%）。
2. 裝配驗證
- 公差匹配：
- 螺絲柱孔徑公差±0.05mm（配合自攻螺絲防滑牙）。
- 卡扣插拔力測試（10~20N，500次循環無斷裂）。
六、成本與周期控制
- 快速模具方案：
- 鋁模（壽命3000~5000模次）用于首批500~1000件驗證，成本比鋼模低60%。
- 3D打印砂芯（ExOne S-Max）制作復雜內腔，縮短修模周期至3天。
- 模擬驅動優化：
- 使用FLOW-3D模擬填充缺陷，試模次數減少50%。
七、智能家居零件典型應用
- 語音助手外殼：鎂合金壓鑄+激光微孔透聲網（孔徑0.3mm，開孔率≥30%）。
- 智能門鎖結構件：鋅合金壓鑄鎖體+不銹鋼嵌件（防鉆抗暴）。
- 溫控器面板：鋁合金壓鑄基座+IML（模內注塑）觸控玻璃面板。
通過材料-工藝-表面協同設計，壓鑄智能家居手板模型可同步實現功能驗證與外觀定型，大幅縮短產品上市周期。對于高集成度零件（如帶天線的智能網關外殼），建議采用**壓鑄+激光直接成型（LDS）**工藝，直接在金屬表面生成電路圖案。
