太精密:揭秘iphoness手機金屬外殼加工全過程

2018-10-23 16:50:59 信為傳感器

自iphoness5開啟手機金屬外殼風潮之後以來,手機金屬外殼已經成了手機廠商爭相追捧的對象,手機廠商在宣傳中最常見的就是CNC精準加工,常常會說經過CNC三十道精準加工……

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其實CNC遠沒有大家想的那麽神秘,就是數控機床而已,目前已經很普及,如果說有區別的話那麽就隻能是加工精密度的區別,但就手機金屬外殼而言其加工精密度要求並不高,要知道精密儀器、齒輪等加工的精密度是以千分之微米計的,手機金屬外殼的加工則粗放的多。剝開神秘的外衣其實手機金屬外殼的加工一點都不神秘,下麵就來看看手機外殼加工的真實過程。

在揭秘手機金屬外殼加工過程之前,有必要先搞清楚三個概念,全CNC工藝和壓鑄工藝,以及CNC+壓鑄。全CNC手機中框是通過CNC加工中心將一塊鋁板(或其他金屬材料)銑成特定的形狀,壓鑄則是利用模具腔對融化的金屬施加高壓,將流體金屬壓鑄衝壓成固態的金屬外殼或中框,當然還有把兩種工藝結合的做法。

全CNC工藝的成本比較高,材料浪費也比較多,當然,這種工藝下的中框或外殼質量也好一些。而壓鑄的原則就是不浪費,節省時間和成本,但是不利於後期的陽極氧化工藝,還可能留下沙孔流痕等等影響質量和外觀的小問題,當然,廠商們都有一個良品率的概念,靠譜的廠商是不會讓這些次品流入到後麵的生產環節中去的。明白了兩種工藝的異同之後,就開始談談現如今在千元機上也嶄露頭角的手機金屬外殼加工工藝了。


-----壓鑄階段-----

在進行壓鑄之前,看到的是原始的鋁材,因為純鋁的強度和硬度都不夠,所以事實上手機上用到的都是鋁合金,並且根據配方不同,有著不同的特性。比如iphoness 6用的6000係鋁合金強度就不夠,但是延展性好一些,就容易被壓彎。而iphoness 6s用的7000係強度就高很多,但是更脆了,它更難被壓變形,但是一旦超過受力負荷,就不是變彎,而是斷裂了。根據廠商的不同需求,鋁合金的配方也有所不同。

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既然是壓鑄的話,就不可能是直接拿鋁材開刀,而是需要將鋁材融化成流體,方便後續在模具中衝壓成型。

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當這些金屬變成流體之後,就可以注入壓鑄機內,然後衝壓成手機金屬外殼的雛形。雖然看起來比較簡單,但是即使這樣的環節,外殼加工中還是要時時防範出現沙孔,一旦有了沙孔,在後續的加工切割中,就會出現有小坑的狀況,所以 這裏仍然需要改進工藝和模具結構,這個試錯改進的過程當中會浪費大量的原材料。

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-----噴漆階段-----

在前麵的壓鑄階段結束後,這些有了雛形的外殼該接受下一個選擇了,是像iphoness那樣接受陽極氧化處理,增加金屬質感呢,還是直接進行噴漆呢?這看起來是個很難的抉擇。但是現實卻跟審美無關:壓鑄外殼不利於做陽極氧化處理,另外還有一些產品差異化的考慮等等。

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經過機床加工,衝掉多餘的部分,磨掉毛刺之後,就可以看到手機金屬外殼已經基本成型了。至於上麵那個開口,則是為了注塑而留的,這個後蓋上麵的小孔等都是CNC加工出來以便注塑,加固機身。這個邏輯就跟iphoness 6開始的背部白帶條一樣,為了讓天線信號通暢,後蓋是不能使用完全的整塊金屬。所以在天線部分,總會看到有塑料的痕跡,這一點目前沒有辦法克服,而這部分的塑料也不算是噴點。

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在注塑完成之後,經過再次打磨,接下來就是噴漆的過程了,廠商們肯定是不會拿上麵的素顏外殼直接上的。噴漆的過程其實也是個技術活,手機在背部的塑料和金屬部分有明顯的分界線,如果噴漆工藝不夠好的話,這個分界線會依然可見,因此看不看得見這個金屬和塑料的分界部分,就是判斷噴漆工藝好不好的重要指標。

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-----烤漆-----

噴漆完畢之後,就是進行烤漆了,噴漆和烤漆一般來說不是一次就好,而是多次循環進行。並且在烤漆和噴漆之間,還會有再次的打磨,這組手機金屬外殼最終會經曆5次噴漆,5次烤漆和2次打磨。通常第一遍是底漆,最後一遍的漆料中會加入珠光粉或者鋁粉,以保證質感和觀感。

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-----鑽石切割-----

到了這一步,就是手機廠商們最喜歡放出來的部分了,因為這個部分有一個非常好聽的環節,叫鑽石切割。不過在這個鑽石切割之前,廠商們還需要給攝像頭、音量鍵、揚聲器等等部分開孔。

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在各個孔開好之後,就是很神秘的鑽石切割環節了,說起來叫鑽石切割並不是因為切出來的邊框晶瑩剔透像鑽石一樣,而是完成切割的刀具就是鑽石。經過切割的外殼邊緣會有很好的高光感了。和前麵的噴漆烤漆弄一遍不夠類似,這裏的鑽石切割也不能一遍完 事,兩遍最少,三遍算是業界良心,畢竟多一個步驟,就多一些成本。

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需要指出的是,為了保證切割的寬度和角度嚴格一致,這裏還得動用一種叫激光對刀儀的東西,來把控好切邊的刀紋路粗細和切邊寬度大小。簡單來講,就是激光對刀先在要切的地方走一圈,根據被測物的形狀測出數據反饋到CNC機床,然後切割才能開動。

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2014年到2015年上半年是手機金屬外殼發展最為瘋狂的時期。到現在,這個行業的競爭已經白熾化,高精密CNC加工的費用,從原來高於2元/min,到現在已跌破1元/min。不僅麵臨著價格戰爭,有些企業過於依賴大客戶,一旦他們的手機不能達到預期銷量將直接導致製造商的虧損。同時現在的手機升級換代很快,未來手機工藝的革新也將給這些手機金屬外殼製造企業帶來挑戰。

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