3D曲面蓋板因其超高的顏值及出色的手感,目前已成為手機蓋(gai)(gai)(gai)板主流的(de)(de)設(she)計趨(qu)勢。而由于5G時代的(de)(de)到(dao)來,手機3D曲面后(hou)蓋(gai)(gai)(gai)的(de)(de)材料基本(ben)脫(tuo)離了金屬,目前主要包括3大類,玻璃、塑(su)膠(jiao)(復合板、PC等(deng))、陶瓷(氧化鋯(gao)),今天我們(men)來詳細了解一(yi)下每種材料下的(de)(de)3D曲面后(hou)蓋(gai)(gai)(gai)成型工藝(yi)。
一、3D玻璃蓋板
今年(nian)蘋果剛(gang)發布的iPhone 11的曲(qu)面玻璃后蓋就是(shi)采(cai)用(yong)本文介紹(shao)的第三種(zhong)3D曲(qu)面成(cheng)型工(gong)藝:冷雕加工(gong)而成(cheng)。
1. 熱彎
熱彎工藝是3D玻璃后蓋最早的也是最為成熟的工藝了,整個工藝流程大致是將已經開粗精修的2D平面玻璃放入石墨模具中,通過熱彎機的高溫熱壓,得到3D曲面形狀的玻璃產品,后續還要經過拋光、鋼化、CNC、UV轉(zhuan)印、PVD、絲印等后處理(li)工(gong)序(xu),就可以得到一(yi)片成品后蓋,如下圖。
圖 產品3D玻璃后蓋,拍攝于三海科技
2D白片(pian)放入石墨模具后,整(zheng)個熱彎過程(cheng)主(zhu)要是在精密熱彎機內部完成,如下(xia)圖所示,包括(kuo)預(加(jia))熱、(達(da)到玻(bo)璃(li)軟化點后)熱壓成型、冷(leng)卻保壓三(san)個階段,大(da)約20個工站及以(yi)上為最佳,一般40秒(miao)之(zhi)內能出一片(pian)3D玻(bo)璃(li)蓋板(ban)(如果(guo)制造大(da)尺(chi)寸3D玻(bo)璃(li)工站大(da)約10-15個左右)。
圖 熱(re)彎工序流(liu)程
圖 3D玻璃熱彎(wan)用(yong)的石墨模具,拍攝于范(fan)霍恩(en)展(zhan)臺
圖 小尺寸3D玻璃熱彎機,拍攝于龍雨電子展臺
整個熱彎過程,工藝穩定性、能耗、良率、出片(pian)效率是重點考量的因素,同時也是各大設備及加工廠商(shang)比拼(pin)的幾(ji)個方向。
圖 3D玻璃(li)前蓋板,拍攝于沃格光電
圖 大尺(chi)寸3D玻璃蓋板,拍攝于龍(long)迪(di)光電展臺
2. 熔接
關于3D玻璃熔接工藝,CMF設計軍團早期寫過幾篇文章,大家可以查閱:
一(yi)文了解(jie)3.5D玻(bo)璃(li),詳解(jie)成型工藝,優缺點分(fen)析,技術(shu)現狀
3D玻璃外殼(ke)成型出(chu)新(xin)工藝!熔接(jie)PK熱彎
這種(zhong)熔(rong)(rong)接工(gong)藝是(shi)近年來新出的3D玻璃成型(xing)工(gong)藝,主要是(shi)把兩片分離(li)的玻璃加熱至熔(rong)(rong)融狀態(tai),然后(hou)進行(xing)拼接,再(zai)冷卻,CNC,拋光等,最(zui)后(hou)實現3D形狀,雖然目前沒有(you)批量(liang)化生產應用案例,但(dan)不失(shi)為一種(zhong)新成型(xing)方向。
圖 幾(ji)種類型3D玻璃熔(rong)接案例,來源于廈門祐尼(ni)三的新(xin)材料(liao)科技有(you)限公(gong)司(si)
相比于熱彎來說,熔融工藝優缺點如下:
我們(men)拿內側直角(jiao)邊舉(ju)例說明(ming),具體(ti)工藝流程如下:
3. 冷雕
冷雕就是不用熱彎機,直接用CNC,將2D平面玻璃加工成3D曲面玻璃,加工成本很高,伯恩、藍思等近年來一直在不斷提升這種技術。今年iPhone的曲面玻璃蓋板就是采用冷雕加工,據說動用了上千臺CNC。這種工藝的難點之一在于凹面拋光。
隨著5G時代的(de)來臨,unibody全玻璃機身(中框(kuang)去金屬化)趨勢顯(xian)著,在蘋果的(de)帶動下,全玻璃一體機冷(leng)雕工藝或將(jiang)興(xing)起,目前已經有(you)很(hen)多(duo)設備廠商都(dou)在布(bu)局(ju)專用的(de)冷(leng)雕機,下圖是(shi)名創精機汪總提(ti)供(gong)的(de)產品圖片(pian),四頭(tou)可同時加工,高效高精度(du)。
圖(tu) 3D玻璃冷雕(diao)設(she)備
圖(tu) 冷雕工(gong)藝加工(gong)的(de)3D玻(bo)璃產品(pin)
二、3D塑膠蓋板
為迎接(jie)5G,取(qu)代(dai)金(jin)屬機(ji)殼,塑膠(jiao)材(cai)料(liao)(liao)憑(ping)借著成(cheng)本(ben)低、易成(cheng)型(xing)等特(te)點,是(shi)中低端機(ji)型(xing)材(cai)料(liao)(liao)的(de)首選。目前(qian)手機(ji)蓋(gai)板用(yong)的(de)塑膠(jiao)主(zhu)要分為四(si)種:透明PC、復合材(cai)料(liao)(liao)蓋(gai)板(PC+PMMA)、IMT蓋(gai)板(TPU、PC、PET等)、傳統的(de)塑膠(jiao)蓋(gai)板材(cai)料(liao)(liao),本(ben)文(wen)主(zhu)要介紹應用(yong)趨勢比較火的(de)前(qian)兩種成(cheng)型(xing)工藝。
1. 高壓成型
復合蓋板(PC+PMMA)高壓(ya)成(cheng)型是2017年下半年興(xing)起的(de)一種3D塑膠外(wai)殼(ke)加工工藝。是將已經UV轉印、鍍膜(mo)、絲(si)印好的(de)復合板通過(guo)高壓(ya)成(cheng)型機的(de)熱壓(ya),得(de)到(dao)3D形狀的(de)蓋板,如下圖所示:
圖 高壓成型設備(bei)車間(jian),瑞蒙科技(ji)提供
圖 vivo Z1,復合材料后蓋
整個工藝對高(gao)壓成型油墨要求(qiu)較高(gao),包括耐高(gao)溫、耐高(gao)壓、延(yan)伸(shen)性(xing)、潔凈度(du)和細膩度(du)等。這些都直接(jie)影(ying)響復合蓋板成型的(de)良率。
圖 手機(ji)及電子煙復合外(wai)殼,瑞蒙科技提供
關于此種工(gong)藝的(de)介紹大家可以(yi)查看軍團早期寫的(de)文(wen)章:
華為新機(ji):仿玻璃(li)蓋板+漸變色,千元智(zhi)能機(ji)市場(chang)或將迎來洗牌
小米Play發布,手(shou)機(ji)背蓋全制程工藝揭秘(mi),浸染漸變(bian)是(shi)什么?
2. 注塑壓縮
5G時代,中框后蓋一體化(hua)趨勢(shi)顯(xian)著(zhu),透明(ming)PC仿玻璃注塑(su)(su)壓縮(suo)成(cheng)型工藝優(you)勢(shi)越(yue)來(lai)越(yue)明(ming)顯(xian)。這是一種(zhong)(zhong)薄壁化(hua)注塑(su)(su)升級版工藝,結合(he)了注塑(su)(su)與(yu)壓縮(suo)兩(liang)種(zhong)(zhong)成(cheng)型技術,相比于傳統的注塑(su)(su),從(cong)PC原料到(dao)模具工藝設備上都要做改(gai)良(liang)。
圖(tu) 注塑壓塑工藝流程(cheng)
與3D玻璃一樣,注塑成型的透明蓋板仍(reng)需做后裝飾處理(li),比如膜片貼合等(deng),也可(ke)以直接進(jin)行(xing)表面處理(li)加(jia)工。
圖 PC仿玻璃(li)蓋板,右(you)圖為(wei)浸染(ran)漸變工(gong)藝處(chu)理的產品
圖 后蓋中框一體化PC蓋板(ban),拍攝于凱和(he)科技
關于此種工藝的介紹大家可以(yi)查看軍團早(zao)期寫(xie)的文章:
一文了解2019年將大火的手機蓋板PC注塑(su)工(gong)藝及產業鏈
3. IMT工藝
塑膠外殼成型工藝除了(le)以上兩種,還(huan)有(you)(you)IMT,是一種雙層(ceng)紋(wen)理工藝(3D光學紋(wen)理+PVD),華為、oppo都曾在(zai)(zai)2018年中旬發布過IMT外殼手機,不過由于(yu)產能受限等問(wen)題(ti)逐漸(jian)退(tui)出了(le)舞臺,不過目前出口(kou)國外的手機中,還(huan)有(you)(you)部分機型在(zai)(zai)采用。
圖 OPPO K1 漸變色后蓋,圖片來自新浪微博:@飛揚發髻
這種工藝(yi)是將IMR與IML相結合并(bing)延伸而成的一種新工藝(yi),最大(da)的特點就是可以(yi)讓3D蓋板的外觀效果(guo)更為酷炫奪(duo)目。
圖 IMT工藝流程
關于此種工藝(yi)的介紹大家可以查看軍團(tuan)早期寫的文(wen)章:
一文看懂OPPO、華為紛(fen)紛(fen)采(cai)用的IMT工藝及產業鏈
一文了解,IMD|IMT|IME|OMD|OMF等工(gong)藝(yi),不(bu)(bu)要再傻傻分不(bu)(bu)清了
三、3D陶瓷蓋板
陶(tao)瓷是(shi)一種高端(duan)的金屬替代(dai)材料(liao),目前國(guo)內(nei)三環、伯恩、藍思等都在布局,不過(guo)這(zhe)一塊(kuai)的市占(zhan)率不太高,主要應(ying)用于高端(duan)旗(qi)艦機外殼,比如小米MIX系列,三星、oppo等旗(qi)艦機。陶(tao)瓷蓋板的成(cheng)型(xing)主要包括陶(tao)瓷粉末注塑(CIM)、流(liu)延成(cheng)型(xing)及干(gan)壓成(cheng)型(xing)。
圖 全(quan)陶瓷一體機身,拍攝于三環(huan)展臺(tai)
1. CIM(注射成型)
CIM即陶瓷粉(fen)末(mo)注(zhu)射(she)成(cheng)型,與MIM一樣(yang)(yang)都屬(shu)于粉(fen)末(mo)注(zhu)射(she)成(cheng)型技術。可以將陶瓷像塑膠材(cai)料注(zhu)塑工藝(yi)一樣(yang)(yang),通過造粒(li)、注(zhu)射(she)成(cheng)型方式(shi)制備成(cheng)各種結構復(fu)雜的產(chan)品。
圖(tu) 陶瓷注(zhu)射成(cheng)型工藝流程
圖 粉末(mo)注(zhu)射成型(xing)陶瓷(ci)蓋(gai)板(ban),拍攝于匯景(jing)陶瓷(ci)展臺
圖 粉末注射成型陶瓷電子煙(yan)配(pei)件,煙(yan)嘴、霧化(hua)芯等,正盈智能科技李總提(ti)供
2. 流延成型
小(xiao)米5、小(xiao)米6尊享版(ban)的陶瓷(ci)后蓋都是采用(yong)流延成型(xing)工藝。
圖 流延成型工藝流程
圖 全密封流延機,德龍科技提供
圖 小米6陶(tao)瓷尊享版(ban),unibody全陶(tao)瓷機身
3. 干壓成型
小米MIX系列陶瓷后蓋就(jiu)是采(cai)用(yong)干壓(ya)成型制備。
圖 陶瓷干壓成型工藝流(liu)程
圖 陶瓷蓋板,干(gan)壓成型工藝,正盈智能科技李總提供
圖 MIX系列(lie)陶瓷中框與后蓋(gai),拍攝于三環(huan)集團展(zhan)臺(tai)