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全面屏步入千元时代,华为荣耀7X铝合金无中框一体成型介绍 - 艾邦高分子

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  •   10204 · 2017-10-12 · 6216 次查看
    虽然我们发过很多纳米注塑的文章,今天看到一木友人在结构弹设计这个号上的整理也非常不错,同时10月11日在西安推出的华为荣耀7X也是采用金属后盖,全面屏手机低至千元级别,从近期来看,全面屏接近千元金属以及复合材料后盖功不可没,因此我们可以再次复习下已经被遗忘的铝合金纳米一体成型工艺;关于复合材料后盖,你可以点击此处查看
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    荣耀7X采用一体化圆润金属机身设计,无中框一体成型,正面2.5D玻璃,提供铂光金、极光蓝、幻夜黑三种配色,号称经过一年三个月的设计修改,数百人盲测,28个手板打样。 

    在纳米成型技术还没有成为大众技术之前,想要将小面积一片0.5厚度的塑胶与金属片在平面贴平面上完美贴合,要做到粘贴强度好,而且拉力测试还不剥离脱落,确实很难办到。
    大部分除了用双面胶,热熔胶,UV光固胶粘贴外,别无它法。就算用双色注塑,光滑的金属平面上根本无法粘贴柱塑胶,哪怕用胶水粘贴,也会有起翘溢胶的风险,而且装配后,间隙还很难控制。
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    纳米成型技术的出现,完全解决了这一问题,经过T处理后的金属材料与纳米塑胶可以完美的紧贴贴合,不管是强度,还是粘贴度,都是其它辅助粘贴材料无法比拟的。
     
    目前网络上,包括微信公众号上面都有很多关于这方面的信息了,有空可以去公众号上面去搜,这里就不做广告了。
     
    虽然信息很多,但是针对我们做结构设计的细节问题,并没有找到确切答案,那么这次一木根据最好的同学所提供的样品,做一次简单的诉述,来看看有那些可用之处。
     
    以下为正文
    【一】
    什么是纳米成型
     
    纳米成型行业术语叫NMT(Nano Molding Technology),是金属与塑料以纳米技术结合的工法。先将金属表面经过纳米化处理后,塑料直接射出成型在金属表面,让金属与塑料结合成一体,让产品外观不但兼顾金属质感,还能确保整体结构强度,产品细节更加完美。对比之前常用的模内注塑五金+塑胶,要稳定可靠很多,不会出现分离与收缩比例不同所造成产品外观缺陷。
     
    纳米成型早起属于行业内应用,日本大成注塑在2004年时就获得了NMT专利技术,该技术具有简化制程工序、缩短工时及提升机械性能等优点,降低生产成本并且高结合强度,及大幅降低相关耗材的使用率。
     
    NMT目前可以应用于铝,镁,不锈钢,钛等金属与硬质树脂一体化成型,并且进一步发展出了金属间结合技术,期望在金属与树脂的复合制品内有新的用途
     

    【二】
    铝纳米成型材料的运用

    五金类
    1.铝及铝合金:1000~7000series(如:5052 & 6061 & 6063 & 7072&7075)
    2.不锈钢系列:SUS-304,316, 316L 以及其他铁系列合金 (MIM304L)
    3.镁及镁合金:AZ-31B 和AZ-91D
    4.铜及铜合金:C110,C1020, C5191, KFC5, CAC16,和 KLF194
    5.钛及钛合金:KSTI 和KS40
    塑胶类
    1.PPS: 宝理 PPS 5120(白)/PPS 1135(黑)/ PPS F458A (黑)东漕 BGX120(黑)/BGX140(黑)/BGX545(黑)
    2.PBT
    3.PA(Nylon尼龙) :黑色
    4.PPA :多色
    点击查看:纳米注塑塑胶怎么选?
    【三】
    铝合金与塑胶纳米成型工序
     
    具体有以下工序
     
    铝合金原板材成型→CNC粗铣→T处理或者其他处理→塑胶纳米成型注塑→CNC精铣→表面预处理→阳极氧化→结构细节后处理
     
    1,铝合金板材成型
     
    此处目前有3种做法选择
     
    A,铝合金板材选用设计所需厚度直接CNC粗铣加工。
    B,铝合金压铸成型,成型成所需的外形以及内部结构。
    C,铝合金采用2-3mm厚度的板材进行锻压或冲压成产品外形设计轮廓,再进行CNC铣切加工。
     
    2,CNC粗铣
     
    如果选择的是铝合金板材,那么就需要做CNC粗铣加工,将大部分不需要的铣掉,得到产品整体外形轮廓以及大体壳体,好比我们画结构图抽壳,只有大体,还没有结构细节。如果选择是锻压或冲压,那就直接冲成大体壳体。
     
    以下为铝合金板材进行粗铣加工示意图


    3,T处理或者其他化学处理
     
    处理方式有:MCI,NMT,A处理,E处理,M处理,T处理
     
    这里主要介绍T处理流程,以下为流程图


    以下为T处理后产品细节示意图


    T处理后的产品效果放大图如下



    T处理药水的活动过程是由酸液除去金属氧化层,并使其活化, 然后对表面吃出珊瑚礁结构较大的纳米孔洞.利用T液的弱酸性再吃出比较小的孔洞, 构成类似珊瑚礁的3D结构. 注意, 金属所有浸泡面都有纳米孔洞的发生, 此层厚度都属纳米等级(20~500nm)
     
    4,塑胶纳米成型注塑
     
    这个成型方式跟我们做塑胶模内注塑方式一样,将金属件放置与模具内部,再进行成型。但是纳米成型所选择的材料一般采用的是PBT、PPS、PA 和PPA一种纳米晶体材料。目前常用的是PBT,具有一定的价格优势。
     
    需要注意的是,选择白色材料在经过长时间的氧化腐蚀之后,表面会发黄,1年左右时间会非常明显,所以在设计的时候需要考虑清楚。
     
    以下为完成产品图





    5,CNC精铣
     
    先将表面做更加精密的打磨,采用精铣CNC机器进行精铣,将表面的粗铣刀纹或者外观不允许的瑕疵进行打磨处理。




    然后再进行结构设计细节特征CNC精铣。比如掏胶部分,卡勾部分等


    6,表面预处理
     
    表面采用喷砂或者拉丝,或者其他处理。主要根据工艺设计要求去处理。
     
    下图为高光机进行C角高光处理


    7,阳极氧化处理
     
    将产品进行阳极氧化表面处理。以刚刚发布的华为荣耀7X为例,铂光金、还有极光蓝、幻夜黑。


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    华为荣耀7X
    8,结构细节后处理
     
    将需要导电接地的地方进行激光镭雕,或者其他处理。


    【三】
    铝合金手机后壳纳米成型高清图分享


    1,根据上图可以看出,有很多凹坑,而且还能看到铣切刀纹,这个都是后续做结构特征CNC粗细留下的。
     
    2,根据厚薄规测量铝合金中间部分大面积厚度0.8mm,边侧厚度0.8mm。所以在设计的时候还是需要考虑强度,太薄应该还是有量产性风险。
     
    3,根据上图可以看出铝合金壳子属于三段式设计的,那么它需要先进行整体粗铣以后再做分割,再T处理,再做纳米成型做成一体,并不是用3段单独制作再拼接的。


    根据上图箭头所示,两侧有做一部分很厚的塑胶,这个是做加强用的,虽然材料比较硬,但是材料毕竟还是塑胶,所以还是需要设计一段很强的料厚来连接,确保连接处的强度。


    根据上图所示,可以看出摄像头部分是经过了高光C角处理,而且摄像头镜片粘贴部分为塑胶材料,这样设计是为了能够更好的贴合好镜片。


    根据上图所示,可以看到箭头位置的卡勾母扣,也是做的CNC铣切出来的,需要注意的是母扣卡勾2侧经过CNC后是圆弧的,并不是直角的。



    再补一张高清图。


    上图为出音孔高光C角处理。


    根据上图所示此处有3.0mm厚度,外观面没有出现缩水痕迹。
    【结语】
     
    1,纳米成型在设计塑胶厚度部分可以根据结构强度适当加厚,纳米塑胶没那么容易缩水。
     
    2,在设计卡勾与掏胶开凹槽的时候需要导R角,R角的直径直接关系到CNC铣切时所用刀具的直径,这个也就关系到CNC铣切的时间,刀具越粗铣切越快。(外观特殊精铣除外)
     
    3,在设计筋位的时候可以根据普通塑胶的结构方式去设计,这样可以减少材料的用量,毕竟这个比普通塑胶贵很多很多。
    本文来源:一木友人 结构弹设计。
    其实金属手机外壳一体化结构会越来越少,而中框铝合金或者不锈钢目前还没有看到取代的产品;大家已经把目光放到金属中框+非金属后盖的结构上,金属如中框主流铝合金和少量不锈钢(小米6、iPhoneX),非金属后盖玻璃(2.5D、3D)、陶瓷(小米部分机型)、以及塑料;为此我们在昆山举行的第六届3D玻璃与金属手机外壳论坛将聚焦在非金属外壳以及金属中框的技术与应用,详情点击此处
    第六届手机金属与3D玻璃外壳技术应用论坛
    (10月27日·昆山 皇冠会展国际酒店 前进西路1277号)

    主办方:艾邦智造资讯有限公司

    规模:600人
    议程安排:

    议题
    嘉宾
    1.未来几年手机设计趋势探讨
    著名工业设计大咖 袁炫华
    2.关于全面屏—CNC厂商的整体解决方案
    久久精工
    茶歇
    3.手机纳米注塑材料发展趋势
    DSM  段伟伟
    4.3D玻璃尺寸测量方案汇总
    海克斯康  孙晓涛
    午休
    5.如何利用薄膜纹理技术提升3D曲面的附加值
    东莞别惹蚂蚁
    6.手机3D玻璃镀膜
    三海科技 战永刚
    7. CNC加工不锈钢金属中框工艺
    伟扬精机
    8. 3D玻璃与不锈钢中框设计要点
    长盈精密 梁世杰
    茶歇
    9. MIM在不锈钢中框中的成本优势
    星特烁科技 骆接文
    10. 3D玻璃工艺工艺优化与良率思考
    哥瑞光学 林虎 董事长
    11. 3D玻璃的工艺、尺寸、强度以及五曲玻璃
    昱鑫光电 总经理 张锦璋
    报名方式:
    邓小姐:15817337805、18319055312(微信同手机),活动详情点击此处查看;
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