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手機結構件金屬+塑料技術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構的內扣等方式將塑膠和金屬連接的工藝。國內大部分全金屬手機外殼用的是納米注塑技術;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合CNC)得到結構件雛形,雛形再經過T/E處理后納米注塑,再經過噴砂、陽極、高光等得到我們日常生活中顏色多彩的手機金屬外殼/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;國內應用納米注塑的手機終端企業很多,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
為了使脈絡更加清晰,我們通過圖文結合的方式加以說明:
一.原材料
金屬材料使手機結構件高強度化、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)、價格便宜,但力學性能較差。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有什么區別?
國內PPS主要供應商有東曹、寶理;PBT供應商主要有東麗、寶理、華力興;PA 9T 供應商有日本可樂麗。
手機塑膠供應商還有銀禧科技、金發科技、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)。這些金屬經過T處理后容易得到納米級孔洞,納米注塑時和塑膠結合的非常緊密。
相關的供應商有:
廣東豪美鋁業股份有限公司 |
臺山市金橋鋁型材廠有限公司 |
廣東威鋁鋁業股份有限公司 |
盈泰鎂合金 |
深圳市冠聯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構內嵌等方式將塑料和金屬連接,沒有化學反應;故對塑料的反應基團沒有要求,對塑料的力學性能、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為內層,PPSU為外層。可能的解釋為PEEK為特種塑料,力學性能極佳;PPSU表面效果好,對人體危害小(PPSU廣泛應用于高端奶瓶中)。
PPSU、PEEK的供應商主要有索爾維、RPT等,國內有數量眾多的企業也能夠PPSU、PEEK,但規模較小,難以統計。PA的供應商有帝斯曼。
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的結構件;
鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,得到致密、機械性能優良、結構簡單的結構件。
2.T/E處理
T處理液最早由日本大成塑料開發,T處理液的作用為刻蝕金屬表面,得到納米級孔洞,為后續的納米注塑做準備。國人在T處理液的基礎上,開發出了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處理之前應該還有酸洗、堿洗(堿液將金屬表面的油脂等雜質清除,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處理是一個化學腐蝕過程,國內眾多處理進化為電化學腐蝕,從而效率更高。具體請點擊查看→【干貨】華為、聯想手機納米注塑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處理的金屬結構件固定在模具中特定位置,然后注塑得到金屬+塑料一體化產品。具體點擊查看→日本東麗:手機材料中的“金屬+塑料”技術
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定與否;另外,注塑前務必要保證金屬表面免受環境、人體的污染。
圖:手機納米注塑細節
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,國產手機通過南征北戰,在國內甚至是全球受到了消費者們的歡迎。國產手機的崛起,得益于國內納米注塑產業化的搶先一步。據統計,2015年上半年國內手機出貨量達到2.35億部。應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 |
聯想 | 酷派 |
三星 | 金立 |
經過幾年的發展,納米注塑已在手機行業得到大力推廣,但在其他如:汽車、家電等行業發展有限??上驳氖?,小編發現越來越多的非手機圈的人士對這項工藝表現出了極大地興趣,并在嘗試將其應用在相應的行業。相信10年內,這門有意思的工藝將四處開花,果實累累!
圖:納米注塑的應用
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