为什么ABS树脂如此广泛地用于电子产品外壳?
ABS之所以成为电子产品外壳的“常青树”,是因为它在性能、成本和加工性之间取得了绝佳的平衡。
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1. 优异的综合力学性能
高强度和韧性:ABS外壳能承受日常使用中的磕碰、跌落和挤压,不易破裂或永久变形。其抗冲击性能尤其突出。
良好的刚性:能够保持产品的外形结构,不会感觉软塌塌的。
2. 出色的表面处理效果
易于喷涂和电镀:ABS表面极性高,与油漆、金属镀层结合力非常好。
可以轻松实现高光、哑光、金属质感等各种外观效果。
非常适合做电镀,做出类似金属的华丽外观(很多家电按钮、装饰条就是电镀ABS)。
本身具有光泽:即使不喷涂,直接注塑出的ABS零件表面也具有一定光泽度。
?3. 卓越的加工性能
易于注塑成型:ABS熔体流动性好,热稳定性佳,非常适合大规模、高速的注塑成型生产。这直接降低了生产成本。
尺寸稳定:成型后收缩率小,零件尺寸精确,变形小。
4. 成本效益高
原材料价格相对低廉,且加工效率高,使得最终产品的成本非常有竞争力。对于消费电子产品来说,这是至关重要的考量因素。
5. 其他优点
耐低温性好:在低温环境下仍能保持良好的机械性能。
易于二次加工:可以进行粘接、焊接、机械加工等。
ABS外壳的局限性(缺点)
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没有完美的材料,ABS也有一些缺点,需要在设计时考虑:
耐候性较差:
长时间暴露在紫外线下会变黄、粉化,强度和韧性下降。因此户外使用的电子产品外壳通常需要添加抗UV剂或使用其他材料。
不耐高温:
热变形温度通常在90°C左右。对于散热要求高的部件(如CPU散热口附近),ABS可能会变形。通常需要设计金属散热片或使用更耐热的材料(如PC)。
可燃性:
ABS属于易燃材料,需要添加阻燃剂才能达到电子产品的安全标准(如UL94 V-0级)。
不耐有机溶剂:
会被酮类、酯类、某些氯化烃等溶剂溶解或产生应力开裂。在清洁时需要特别注意。
常见的改性ABS与合金材料
为了克服ABS的缺点或提升其特定性能,工程师们开发了许多改性材料:
PC/ABS合金:这是最成功的聚合物合金之一。
优点:结合了PC的耐高温性、高强度、高抗冲击性和ABS的加工流动性、成本优势。
应用:广泛应用于笔记本电脑外壳、手机中框、汽车部件等要求更高的领域。
阻燃ABS:添加了阻燃剂,能够通过严格的防火安全标准。
抗UV ABS:添加了紫外线吸收剂和稳定剂,延缓老化变黄过程。
电镀级/喷涂级ABS:专门优化了表面活性和结构,以获得最佳的表面处理效果。
设计ABS外壳时的关键考量
壁厚均匀:避免因冷却不均导致缩水、翘曲或应力集中。
圆角设计:避免尖角,用圆角过渡以减少应力集中,提高强度和便于脱模。
拔模斜度:必须设计足够的斜度,才能让零件顺利从模具中顶出。
加强筋:在保证强度的同时,可以减小壁厚,节省材料并防止缩痕。
卡扣和螺钉柱:ABS的韧性使其非常适合设计卡扣式连接。螺钉柱需要做防爆裂设计。