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如此復雜?手機金屬外殼是如何煉成的,附國內(nèi)相關生產(chǎn)廠家

2016-05-13 制造業(yè)生態(tài)圈


自iPhone5以全鎂鋁合金開啟金屬風潮之后以來,眾多手機生產(chǎn)商開始了不同程度的采用金屬外觀件。一塊金屬鑄件,需要經(jīng)歷多少工序,才能變成我們手中精美的手機外殼?



樂視推出的手機樂Max采用全金屬手機,每一個金屬機身在生產(chǎn)流水線中超過100分鐘。讓我們揭秘它從一塊重達357g的鋁材,到最終37.5g的成品外殼,歷經(jīng)的16道精湛工藝。


1.鋁擠:第一步將柱形鋁材進行切割并擠壓,這個過程被稱之為鋁擠,會讓鋁材擠壓之后成為10mm的鋁板方便加工,同時更加致密、堅硬。


 

2.DDG:使用CNC機床(高速鉆攻中心),經(jīng)過DDG環(huán)節(jié)將鋁板精準地銑成152.2×86.1×10mm的規(guī)整三維體積,以方便之后的CNC精加工。




3.粗銑內(nèi)腔:為方便CNC加工,使用墻內(nèi)夾具夾住金屬機身。粗銑內(nèi)腔,把內(nèi)腔、以及與夾具結(jié)合的定位柱加工好,這對之后的加工環(huán)節(jié)至關重要。




4.銑天線槽:對于全金屬手機而言,最難解決的就是信號問題,當年iPhone 4剛上市時也遇到金屬邊框造成的信號差問題。同樣金屬鋁也可以屏蔽(削弱)手機射頻信號,所以必須經(jīng)過開槽的方法,讓信號可以有出入的路徑。


所以,銑天線槽是最重要、最難的一步,天線槽必須銑得均勻,并且保持必要的鏈接點以保證金屬殼的強度和整體感。


 

5.T處理:經(jīng)過銑天線槽之后,就要使用“T處理”把鋁材處理成可以與工程塑料相結(jié)合的表面。需要將金屬機身置于特殊的T液等化學藥劑中,使鋁材表面形成納米級(1納米=10的-9次方米)孔洞,為下一步的納米注塑做準備。


 


6.NMT納米注塑:“注塑”環(huán)節(jié)因為有了之前T處理過的金屬機身,從而可以讓NMT納米注塑工藝得以實現(xiàn)。NMT納米注塑是將高溫高壓狀態(tài)下的特殊塑料擠入經(jīng)過T處理的金屬材料上,讓塑料與金屬表層的納米級細小孔洞緊密結(jié)合,從而達到緊固天線的目的。




7.精銑弧面:對于全金屬手機而言,除了信號天線難以處理之外,還有就是金屬機身的3D塑形,這恰好也是最費時的一道工序,耗時需1000秒以上。




8.精銑側(cè)邊:細心的朋友可能會注意到,金屬機身的3D弧面被CNC銑出來了,但是在邊緣還保留一圈冗余,這時就需要精銑側(cè)邊,然后就能看到金屬外殼的雛形了。




9.拋光:之前使用頂級高速精密CNC機床,但也只能達到A1-A2級光潔度,要想達到后續(xù)加工需求,需要將其拋光至A0級光潔度,可呈鏡面效果。




10.噴砂:然而全金屬手機并不是全光面的效果,而是呈現(xiàn)磨砂表面。這就需要通過“噴砂”工藝,將金屬表面處理成磨砂效果。




11.一次陽極:鋁合金較為穩(wěn)定,為了不被汗液等外界因素所干擾,就必須要對其進行陽極處理。同時這也是為手機上色的過程,通過陽極氧化讓鋁本色變?yōu)榻鹕?。為鋁合金進行染色的過程中是非常難以控制的,控制不好就會出現(xiàn)色差、斑點等,這也會降低良品率。




12.高光處理:極富光澤的切邊設計,需要使用最高等級的超高速CNC機床對邊角進行切削,這個過程也被稱為鉆切或高光處理。




13.精銑內(nèi)腔:經(jīng)過12步的加工后,金屬外殼已初見端倪,這時就要將用于夾具鎖止的定位柱等多余料件去除,讓金屬外殼內(nèi)完全整潔。




14.二次陽極:已經(jīng)被CNC處理好的外殼還需要第二次陽極處理,使表面被氧化,形成致密、堅硬的氧化膜,讓其更加耐磨且不易沾污。




15.銑導電位:經(jīng)過陽極氧化后的鋁合金外殼導電效果會變差,所以就需要將局部陽極氧化膜去掉,露出金屬以獲得良好的接地效果,也就還需要再經(jīng)歷一次銑導電位的CNC處理。




16.熱熔螺母:最后,利用機械手將裝配螺母嵌入到已做好的塑料中,以保證未來的手機裝配。


 

以往的塑膠手機外殼,通過制造模具即可實現(xiàn)批量生產(chǎn),生產(chǎn)成本相對較低,生產(chǎn)效率較高。而現(xiàn)在的金屬手機外殼,完全是通過CNC精密機床一件一件加工出來的,生產(chǎn)成本要高得多,為了滿足生產(chǎn)效率要求,制造企業(yè)不得不采購大批量的CNC鉆攻加工中心機床。


曾有制造企業(yè)經(jīng)營者感嘆“做這個手機金屬外殼必須買大批量的CNC機床,否則沒法滿足生產(chǎn)周期要求。如果不買設備,沒有那個實力肯定接不到單,我們只能咬緊牙關大把投錢購買CNC機床。事實上錢都被這些做設備的賺走了,到最后我們剩下一大堆的機床!”


國內(nèi)主要CNC加工廠及CNC數(shù)目

CNC制造廠商

CNC機器數(shù)量(臺)

富士康

100000

可成

20000

比亞迪

19000

米亞(聯(lián)豐集團)

11000

無錫捷普

10000

長盈精密

10000

恒信

9000

崇州捷普

5000

錢大五金制品廠

4500

勁勝

3000

領勝

2500

宜安科技

2000

華茂

2000

通達集團

1500

天馳集團

1365

捷榮

1000

珠海光寶

800

興科集團

500

中泰集團

500

國茂

150


國內(nèi)其他CNC加工廠還有:及成集團、百匯、譽銘新、聯(lián)懋集、新聲集、鴻益進集團、夢之坊集團、聯(lián)振塑膠、古菘集團、晟銘電子、湘將鑫、四賢、聯(lián)振、大富、鑫王牌、生利、富萊駿、攀升、可成、領勝、日騰、澤臺、黃河精密、建富、赫比、領勝、富誠達、國泰、豐采、綠點、東方亮彩、富蘭德等。


事實上,2014年到2015年上半年是手機金屬外殼發(fā)展最為瘋狂的時期。到現(xiàn)在,這個行業(yè)的競爭已經(jīng)白熾化,高精密CNC加工的費用,從原來高于2元/min,到現(xiàn)在已跌破1元/min。不僅面臨著價格戰(zhàn)爭,有些企業(yè)過于依賴大客戶,一旦他們的手機不能達到預期銷量將直接導致制造商的虧損。同時現(xiàn)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制造企業(yè)帶來挑戰(zhàn)。