在现代厨房中，抽油烟机外壳的清洁问题一直困扰着用户。传统注塑模具生产的外壳表面容易残留油污，不仅影响美观，还可能滋生细菌。为解决这一难题，模具制造领域通过创新表面处理技术，实现了外壳的长效自清洁能力。以下从技术原理、工艺方案、维护策略三个维度展开分析，为行业提供可落地的解决方案。

一、技术原理：从材料到结构的双重革新

1. 纳米陶瓷涂层技术

通过物理气相沉积（PVD）工艺，在模具表面形成 3-5 微米厚的纳米陶瓷涂层。这种涂层由氮化钛（TiN）和碳化钨（WC）复合而成，表面硬度可达 2000HV，是普通钢材的 5 倍以上。其微观结构呈现蜂窝状孔隙，可有效吸附油污分子，使其难以附着在模具表面。实际测试显示，采用该技术的模具在连续生产 3000 件外壳后，表面油污残留量减少 87%。

2. 仿生超疏水结构

模仿荷叶表面的微米级乳突结构，在模具表面加工出直径 20-50 微米的柱状阵列。这种结构与纳米涂层结合后，使表面接触角达到 152°，接近超疏水极限。当油污接触模具表面时，会因表面张力形成球状液滴，在重力作用下自动滚落。某家电企业应用该技术后，外壳清洁频率从每月 3 次降至每季度 1 次。

二、工艺方案：从预处理到后固化的全流程控制

1. 预处理阶段

采用干冰清洗技术去除模具表面的脱模剂残留。将 - 78.5℃的干冰颗粒以超音速喷射到模具表面，利用低温脆化和微爆效应剥离污染物。相比传统化学清洗，干冰清洗效率提升 40%，且无二次污染。清洗后的模具表面粗糙度控制在 Ra0.2-Ra0.4μm，为后续涂层提供理想基底。

2. 涂层沉积阶段

在真空度 10⁻³Pa 的环境中，通过磁控溅射技术将钛靶材离子化，与反应气体（N₂、CH₄）混合后沉积在模具表面。工艺参数控制如下：

• 溅射功率：800-1200W

• 沉积温度：250-300℃

• 涂层厚度：3-5μm

• 沉积速率：1.2μm/h

3. 后处理阶段

采用离子注入技术对涂层进行改性。将碳离子以 200keV 的能量注入涂层表层，形成梯度硬度结构。测试数据显示，注入后的涂层结合强度提升至 50N，耐磨寿命延长 3 倍以上。

三、维护策略：从日常保养到深度修复的全周期管理

1. 在线清洁系统

在注塑机上集成激光清洗模块，利用 1064nm 脉冲激光实时清除模具表面的残留油污。激光能量密度控制在 2-3J/cm²，可在不损伤涂层的前提下有效去除 0.1mm 以下的污染物。该系统使模具停机清洁时间从 4 小时 / 次降至 0.5 小时 / 次。

2. 涂层修复技术

当涂层出现局部磨损时，采用超音速火焰喷涂（HVOF）进行修复。将纳米陶瓷粉末以 500m/s 的速度喷涂到损伤区域，修复后的涂层厚度误差控制在 ±5% 以内。