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从小米6看弘竣玻璃制造工艺

2017-08-28 15:00:07 上海弘竣实业有限公司 阅读

2017年三星S8和华为P10都已发布上市,近日在小米成立7周年之际,雷军掏出小米6,小米6主要看点是——四曲面玻璃外观设计(金属中框不锈钢锻造工艺和四曲面玻璃工艺)。

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小米6与中框颜色契合度非常高,整机的一体感更强的亮银色四曲面玻璃手机只有几十台成品,工艺极端困难,量产良率几乎为零。不过,现场展示的小米6亮银色外观非常惊艳,具有科幻色彩,雷军甚至引用《三体》小说的外星人武器“水滴”来形容。


小米的高颜值无疑与它采用的不锈钢中框和四曲面玻璃工艺息息相关,据说小米6采用50道制程,272道工序加工出来不锈钢高亮边框。下面我们来详细解读一下这两种手机外观工艺:

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四曲面玻璃工艺

曲面玻璃盖板相对传统的2D玻璃盖板而言,加工环节更为复杂,需要CNC精雕甚至热弯等工序来实现曲面效果,因此良率更低,但同时价值也明显提升。


生产工艺流程

CNC开料、磨边、超声波清洗、热弯、双面抛光、化学强化、图文印刷、AF成膜和检测出成品。


生产工艺痛点

3D玻璃的加工难度主要体现在3D曲面成型、曲面抛光、曲面印刷、曲面贴合四大工艺上。


3D玻璃双曲面屏,采用CNC加工非常的不划算,工时长,效率低,目前基本都是采用热弯机,热弯工艺取代了大部分CNC加工,而玻璃的热弯需要更多的石墨模具,因此部分CNC产能将从金属的加工转向石墨模具加工。


3D玻璃热弯机

从3D玻璃热弯机的主要供应商分布来看,主要有韩国、台湾、国内华南与华东区域。韩国有近10家企业,台湾企业有盟立、大量科技等5家左右,国内华南区域有40家左右,主要集中在东莞与深圳,其中,东莞有10家左右,深圳有20多家。


华东区域有龙雨电子、韵申新能源等5家左右,还有个别在东北的企业,比如哈尔滨奥瑞德光电等。DTK和盟立自动化是热弯机佼佼者,但价格不菲,约180-240万/台。国内厂商目前大部分处于研发和小批量出货阶段,从最近的进度看国产化替代进程在加快。


热弯设备供应商

韩国DTK

台湾盟立

韩国JNT

奥瑞德

环球机械

美华机器人

深圳诺峰光电

恩特贝斯

可期机械

远洋翔瑞

。。。


未来市场预测

三星之后,安卓阵营品牌荣耀Magic、VIVO Xplay6等旗舰手机都使用3D玻璃。受此影响,业界称2017年将是3D玻璃爆发元年,原来做手机金属背盖以及铝合金中框企业订单将减少,部分企业将转向3D玻璃加工。

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不锈钢锻造工艺

3D玻璃时代,中框将会变窄,中框作为关键结构件,需要强度更高的材料来承载,铝合金的强度低将可能是其致命弱点。不锈钢硬度高、耐划伤、耐磕碰等也是其致胜的法宝,是目前的唯一选择。不过不锈钢加工难度,效率较低。

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一整块不锈钢,通过锻压取得初步外形然后在CNC数控机床上优化,最后只留下一体化成型的不锈钢边框。


这期间要经历接近30种刀具和上百道对工艺要求极高的步骤。即使金属和塑料从材质上讲成本差异并不大,但加工成本却有天壤之别。复杂的工艺会导致的问题就是良率低和生产效率低。


一旦一道工序出现问题,影响整个生产。

不锈钢锻造工艺的成本要比现在的一体化CNC加工低30-50%,同时品控更加稳定。


从加工方式上,锻造跟CNC切削的不同点在于,前者是一种塑形加工,利用金属的可塑性对其施加外力达到所需要的形状,现代锻造加工一般会配合模具进行生产。


而CNC切削则是数控机床根据预设数值,控制刀具移除组件上不要的部份以达到所需要的形状。

不锈钢中框常用表面处理工艺

喷砂工艺

利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将喷料(铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂)喷射到工件表面。由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力。


物理气相沉积

物理气相沉积(Physical vapordeposition,PVD)是一种工业制造上的工艺,是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。

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工艺流程

PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)。


技术特点

PVD(Physical VaporDeposition,物理气相沉积) 可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的装饰镀层。


铝合金金属质感非常强烈、轻、染色性强、便宜、但其强度低、易划伤、审美疲劳;而不锈钢材料强度高,但其染色性能差等,两种材料相比各有千秋。


未来预测

随着5G时代临近,行业将从“金属外壳+金属中框”向“金属中框+双面玻璃”的方向发展,将需要7系铝、不锈钢甚至钛合金等一类加工技术壁垒更高、价值更高的金属中框,以保持机身强度和对大屏的支撑,这将显著提高金属中框产业价值空间。


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