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手機結(jié)構(gòu)件金屬+塑料技術(shù)包括納米注塑和嵌件注塑。納米注塑是表面含有納米孔洞的金屬和塑膠注塑是兩者連接的工藝,嵌件注塑是通過物理結(jié)構(gòu)的內(nèi)扣等方式將塑膠和金屬連接的工藝。國內(nèi)大部分全金屬手機外殼用的是納米注塑技術(shù);Iphone和部分小米手機用了嵌件注塑。
圖:手機金屬外殼/中框制程,來源:梁世杰先生的PPT,需要完整PPT的朋友可長按上面的二維碼獲取
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上圖為手機金屬外殼/中框制程,其主要內(nèi)容為:
手機金屬外殼/中框主要由兩種材料組成:塑料和金屬。其中納米注塑工藝用的材料為PPS(或者PBT、PA 9T等)和不銹鋼(或者鋁合金),嵌件注塑用的材料為PPSU(或者PSU、PEEK、PEI等)和鋁合金(或者鈦、鎂合金等)。
納米注塑用的金屬通過沖壓、CNC、壓鑄、鍛造中的一種或兩種(其他工藝一般需要結(jié)合CNC)得到結(jié)構(gòu)件雛形,雛形再經(jīng)過T/E處理后納米注塑,再經(jīng)過噴砂、陽極、高光等得到我們?nèi)粘I钪蓄伾嗖实氖謾C金屬外殼/中框了!
T處理有大成塑料、昱捷股份、晟銘電子、谷崧集團,E處理有比亞迪、長盈精密、富士康、通達集團、勁勝精密;國內(nèi)應(yīng)用納米注塑的手機終端企業(yè)很多,有華為、小米、OPPO、VIVO、魅族等等。
圖:納米注塑手機外殼半成品
圖:納米注塑手機中框半成品
為了使脈絡(luò)更加清晰,我們通過圖文結(jié)合的方式加以說明:
一.原材料
金屬材料使手機結(jié)構(gòu)件高強度化、輕薄化,塑膠使手機免受信號不良的困惑。
1.納米注塑用的塑膠原料
圖:PBT顆粒(白)
目前,納米注塑用的塑膠原料有PBT、PPS、PA 9T等。PPS和PBT是用量較多的塑料;和PPS相比,PBT可配色性好(PPS黑色占多數(shù))、價格便宜,但力學(xué)性能較差。具體請點擊查看→工程塑料怎么粘接到金屬上?納米注塑之PPS和PBT有什么區(qū)別?
國內(nèi)PPS主要供應(yīng)商有東曹、寶理;PBT供應(yīng)商主要有東麗、寶理、華力興;PA 9T 供應(yīng)商有日本可樂麗。
手機塑膠供應(yīng)商還有銀禧科技、金發(fā)科技、中塑新材料、中鐳科技、南通星辰合成材料有限公司、出光興產(chǎn)株式會社、東莞市奧能工程塑料有限公司等。
2.納米注塑用的金屬
圖:6063鋁合金板
納米注塑應(yīng)用較多的有不銹鋼(SUS-304,316, 316L)、鋁合金(5052& 6061 & 6063 & 7072 &7075)。這些金屬經(jīng)過T處理后容易得到納米級孔洞,納米注塑時和塑膠結(jié)合的非常緊密。
相關(guān)的供應(yīng)商有:
廣東豪美鋁業(yè)股份有限公司 |
臺山市金橋鋁型材廠有限公司 |
廣東威鋁鋁業(yè)股份有限公司 |
盈泰鎂合金 |
深圳市冠聯(lián)鑫金屬材料有些公司 |
3.嵌件注塑用原料
嵌件注塑是通過物理結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌等方式將塑料和金屬連接,沒有化學(xué)反應(yīng);故對塑料的反應(yīng)基團沒有要求,對塑料的力學(xué)性能、收縮率要求很高,對金屬的要求相對納米注塑較低。
圖:iPhone 5(左)和iPhone 6(右),來源高分子論壇網(wǎng)友
嵌件注塑金屬有鋁合金、鈦合金、鎂鋁合金等;其中,Iphone 6 采用的是AL 6063,主要考慮其能夠陽極氧化。塑膠有PPSU、PSU、PEEK、PEI等特種塑料;值得注意的是,Iphone手機同時采用了PPSU和PEEK:PEEK為內(nèi)層,PPSU為外層。可能的解釋為PEEK為特種塑料,力學(xué)性能極佳;PPSU表面效果好,對人體危害小(PPSU廣泛應(yīng)用于高端奶瓶中)。
PPSU、PEEK的供應(yīng)商主要有索爾維、RPT等,國內(nèi)有數(shù)量眾多的企業(yè)也能夠PPSU、PEEK,但規(guī)模較小,難以統(tǒng)計。PA的供應(yīng)商有帝斯曼。
二.納米注塑的加工情況
1.金屬原料的加工
納米注塑制程中的金屬可以通過4種主要方法得到手機外殼雛形:沖壓、CNC(數(shù)控機床加工)、壓鑄、鍛造。
圖:壓鑄成型
沖壓是靠壓力機和模具對板材施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件);
CNC是通過數(shù)控機床按照程序全自動從鋁板銑出要求的形狀;
壓鑄是將熔融的金屬液體射入模具得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件;
鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,得到致密、機械性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單的結(jié)構(gòu)件。
2.T/E處理
T處理液最早由日本大成塑料開發(fā),T處理液的作用為刻蝕金屬表面,得到納米級孔洞,為后續(xù)的納米注塑做準(zhǔn)備。國人在T處理液的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了E處理液、B處理液、F處理液等等。
圖:T處理流程
一般來說,T處理之前應(yīng)該還有酸洗、堿洗(堿液將金屬表面的油脂等雜質(zhì)清除,酸液可以去除金屬表面的氧化物,并“吃”出比較大的納米孔洞),T液進一步腐蝕金屬表面,“吃”出較小的納米孔洞。T處理是一個化學(xué)腐蝕過程,國內(nèi)眾多處理進化為電化學(xué)腐蝕,從而效率更高。具體請點擊查看→【干貨】華為、聯(lián)想手機納米注塑NMT的工藝流程
T處理主要有大成塑料、昱捷股份、晟銘電子、谷崧集團;
E處理主要有比亞迪、長盈精密、富士康、通達集團、勁勝精密。
3.納米注塑
納米注塑是將T處理的金屬結(jié)構(gòu)件固定在模具中特定位置,然后注塑得到金屬+塑料一體化產(chǎn)品。具體點擊查看→日本東麗:手機材料中的“金屬+塑料”技術(shù)
納米注塑良率的影響因素包括:T處理的好壞、金屬/塑膠的好壞和成型工藝的穩(wěn)定與否;另外,注塑前務(wù)必要保證金屬表面免受環(huán)境、人體的污染。
圖:手機納米注塑細節(jié)
納米注塑之后一般還包括CNC精銑、拋光、噴砂、陽極、高光等制程。一般,大型的加工企業(yè)擁有從T處理到高光全制程的能力。
三.手機主機廠
圖:納米注塑手機外殼
近幾年,國產(chǎn)手機通過南征北戰(zhàn),在國內(nèi)甚至是全球受到了消費者們的歡迎。國產(chǎn)手機的崛起,得益于國內(nèi)納米注塑產(chǎn)業(yè)化的搶先一步。據(jù)統(tǒng)計,2015年上半年國內(nèi)手機出貨量達到2.35億部。應(yīng)用納米注塑的手機主機廠主要有:
華為 | 科納 |
小米 | 朵唯 |
OPPO | 一加 |
VIVO | 中興 |
魅族 | TCL |
聯(lián)想 | 酷派 |
三星 | 金立 |
經(jīng)過幾年的發(fā)展,納米注塑已在手機行業(yè)得到大力推廣,但在其他如:汽車、家電等行業(yè)發(fā)展有限。可喜的是,小編發(fā)現(xiàn)越來越多的非手機圈的人士對這項工藝表現(xiàn)出了極大地興趣,并在嘗試將其應(yīng)用在相應(yīng)的行業(yè)。相信10年內(nèi),這門有意思的工藝將四處開花,果實累累!
圖:納米注塑的應(yīng)用
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