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    1. 最全的手機行業表面處理新工藝和新市場!

      發布者: 發布時間:2018/3/19 14:18:09 閱讀:次 【字體:
       
        什么是表面處理
       
        表面處理是利用物理學、化學、材料學和制造學等多學科的邊緣性新技術,來改變零部件表面的狀況和性質的一種工藝。
       
        表面處理應用于各個領域,例如人類生產用的工業用品、生活用的日常用品、消費品、工藝品等。不同產品有不同需求,對應的表面處理方式也不同。
       
        工業用品,多以改變表面性能為目的。主要為增強表面剛度、硬度、強度、耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫等性能需求。
       
        工業消費品,改性滿足功能要求的同時也注重裝飾性。例如汽車外表面的表面處理,采用靜電噴涂的方式,既有保護車體的功能需求也有美觀的裝飾屬性。
       
        日常用品,重視裝飾,滿足客戶體驗感,同時也需要滿足防腐蝕、耐磨、防酸堿度等性能要求。
       
        表面處理常用于塑膠、金屬、玻璃等材質產品
       
        表面處理常用的方式
       
        表面處理技術在消費電子產業應用
       
        智能手機消費電子的表面處理多采用最先進的工藝。目前常用的手機外殼多為塑膠外殼和金屬外殼。手機表面處理主要針對外殼、卡托、按鍵、充電接口等精密結構件。表面處理的方法大致可以分為物理法和化學法,物理法包括:噴涂、PVD、NVCM、磁控濺射、蒸發鍍、離子注塑、鐳雕等;化學法主要包括:電泳、水電鍍、陽極氧化、微弧氧化、化學腐蝕等。
       
        手機表面處理方法分為物理方法和化學方法兩大類
       
        其中,真空鍍膜和陽極氧化是目前兩種常用的表面處理方法。
       
        真空鍍膜法
       
        在手機消費電子的表面處理中,物理氣相沉積(PVD)是最主要的真空鍍膜方法。其原理為:在真空條件下,將金屬氣化成原子或分子,或者使其離子化成離子,直接沉積到工件表面,形成涂層,其沉積粒子束來源于非化學因素,如蒸發鍍、濺射鍍、離子鍍等。
       
        真空不導電電鍍,稱NCVM,是一種真空電鍍的高新技術。也是目前塑膠件外殼廣泛采用的物理法表面處理工藝之一。采用新的鍍膜技術、新的材料,做出普通真空電鍍的不同顏色的金屬外觀效果,起到美化工件表面之功用。
       
        NCVM目前廣泛用于塑膠件外殼的真空鍍膜工藝
       
        真空鍍膜表面處理的應用范圍和優勢
       
        鐳雕工藝是2014年推出的一種表面處理工藝。和網印移印相似,都是在產品上印字或圖案之類的,是一種用光學原理進行表面處理的工藝。3D鐳雕已成功應用在智能手機外殼的表面處理中。
       
        3D鐳雕新工藝
       
        NCL(NCVM coating laser):電鍍+噴涂+鐳雕,是當下最為流行的一種塑膠件外殼表面處理新工藝,可以使得塑膠件呈高度仿真金屬的效果。NCL工藝可以將高級聚碳酸酯做出鋁合金噴砂陽極氧化及高光的金屬效果,實現高度模擬金屬的光澤和質感。
       
        NCL工藝使塑膠件高度仿真金屬效果
       
        陽極氧化
       
        陽極氧化只能針對金屬外殼,多為鋁、鋁合金材質。目前廣泛應用的是普通硫酸陽極氧化法。
       
        硬質氧化:以陽極氧化膜的硬度和耐磨性作為首要性能目標的陽極氧化。硬質陽極氧化與普通陽極氧化的原理、設備、工藝和檢測各方面沒有本質差別,僅存在不同側重之處,硬質陽極氧化是設法降低氧化膜的溶解性以增厚其膜厚增強膜層硬度。
       
        硬質陽極氧化比普通陽極氧化效果更好,但脆性變差
       
        蘋果6S,7系鋁合金外殼采用陽極氧化進行表面處理
       
        陽極氧化的主要工藝流程:脫脂除油—堿腐蝕—拋光—陽極氧化—染色—封孔處理。其中堿腐蝕的目的是去除鋁合金表面致密但不均勻的氧化膜,對高硅鋁合金,采用HN03、HF混合溶液,其他鋁合金采用以NaOH溶液為主的堿性槽液。
       
        陽極氧化的工藝流程和作用
       
        不同材質手機結構件表面處理應用
       
        手機結構件的表面處理質量與基礎結構件的本身的質地有關。針對不同的工藝生產的不同材料的手機結構件,需要有不同的表面處理方法。目前常用的材料包括塑膠、金屬、玻璃和陶瓷,常用的加工方法有壓鑄、CNC加工、鍛造和沖壓。
       
        塑膠件外殼主要通過注塑成型制備
       
        塑膠件主要是通過注塑成型的方式來完成,注塑成型是將已加熱融化的材料噴射注入到模具內,經由冷卻與固化后,得到成型品的方法,適用于量產形狀復雜產品。主要工序包括:合模、注射、保壓、冷卻、開模和取出。
       
        塑膠件的注塑成型工藝流程
       
        注塑過程中四大核心是材料、模具、工藝和設計
       
        金屬類外殼主要通過CNC或壓鑄法制備
       
        金屬外殼精密結構件主要由四種方式制備:壓鑄、CNC加工、鍛造和沖壓。其中前兩種更為常用,以韓國三星、LG等廠商為首,主要采用壓鑄法加工金屬外殼;以蘋果為代表的廠商主要采用CNC加工金屬外殼。
       
        典型手機的加工方式
       
        壓鑄法成本低于CNC法,但結構件質量難以控制。類似于塑料的注塑成型,將熔融金屬液體高壓注入帶有手機殼模樣的模具里經冷卻成型;該方法對于大批量生產具有明顯的成本優勢,但是由于壓鑄鋁的沙孔、流痕、紋路不一致等難題,其表面處理的難度較高,成品率相比最低。
       
        CNC法是高成本換取高品質的工藝。采用數控機床,對金屬內腔、外腔等進行粗銑、精銑、拋光等處理,以形成精密結構件。CNC方法加工周期最長,但成品率高、外觀質感最好,屬于典型的高成本換取高品質的工藝。
       
        鍛造工藝難于設計。將金屬加熱到一定溫度,然后使用工具鍛打成型。鍛壓的手機外殼成本中等、質量中等,但設計空間較小。
       
        沖壓可設計性最差,常用于低端手機中。常溫下的金屬加工工藝,主要對象為金屬板材。沖壓手機外殼大部分性能參數都十分優異,其加工成本最低、加工周期最短、成品率最高,外觀質感僅次于全CNC,但是可設計性最差。也就是說沖壓難以成型結構復雜的手機外殼,常在低價位手機中應用。
       
        以上幾種方法可以單獨使用,也可以配合使用,以完成金屬外殼結構件的制備。
       
        精密結構件加工方式的6個考量維度
       
        手機表面處理發展趨勢
       
        目前手機外殼主要以塑膠和金屬為主,玻璃和陶瓷材料作為后起之秀,有望成為下一代手機的外殼材質。
       
        塑膠件
       
        NCL新工藝應有望用于中端手機的塑膠外殼。2017年7月,OPPO發布新款手機A77,官方指導價2,199元,其手機外殼為NCL處理的塑膠件。據草根調研:手機導購以金屬外殼在推銷。透過此現象,可以看出:1.NCL工藝是目前流行的高端塑膠外殼的表面處理工藝,完全能達到金屬化的視覺效果;2.官方售價2,199元,是目前市場最貴的塑膠外殼機型之一,說明塑膠件手機可以突破低端手機的瓶頸,有望延伸到中端機型。
       
        OPPO中端機新品塑膠外殼呈金屬效果
       
        玻璃
       
        手機玻璃外殼的主要表面處理方式:絲印、噴涂、鍍膜、鐳雕、AF處理,其中玻璃鍍膜就是在玻璃表面涂渡一層或多層金屬膜或金屬化合物,以改變玻璃光學性能和物理性能。玻璃鍍膜的優點:防止漆面氧化、增強韌性和延伸性、耐高溫、易清洗、防劃痕、耐腐蝕等。
       
        3D玻璃由于表面光滑,高曲面度,導致貼合性不強,鍍膜難度更大。目前可以采用的方法包括:1.貼合膜方案:在一張膜上提前絲印、噴鍍、鐳雕好顏色后,將其3D成型,再貼合在玻璃后殼上;2.直接鍍膜+3D噴繪法:直接在玻璃上進行表面處理,后者處理效果更好,但難度也更大。
       
        玻璃鍍膜的制備方法
       
        陶瓷
       
        陶瓷表面處理原理和塑膠表面處理類似。陶瓷和塑膠均采用物理法表面處理工藝,區別在于,陶瓷表面附著力不如塑膠好。由此需要對陶瓷表面進行預處理。預處理可以通過增加陶瓷表面粗糙度而增加結合面積,增加貼合附著力;或者通過陶瓷表面和第一層薄膜發生化學反應,形成微細孔洞,而增加附著力。
       
        陽極氧化在陶瓷表面處理工藝中扮演預處理的角色,目的是通過化學反應使陶瓷表面形成微小的細孔,讓涂層進入微孔后增加附著力。陶瓷外殼主要表面處理工藝包括:拋光、拉絲、噴砂、鐳雕、PVD、AF處理,其中AF處理,又稱指紋涂層處理,用以防止指紋和油污沾附、耐磨性好。
       
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