在這個用戶體驗極受重視的年代,越來越多的手機、筆記本、可穿戴設(shè)備廠商開始在外殼材質(zhì)上發(fā)力。僅從手機領(lǐng)域來看,手機外殼材質(zhì)也正逐漸從工程塑料向金屬過渡。
手機外殼材質(zhì)演變期間出現(xiàn)過許多種組合方式:塑料與金屬、玻璃與金屬、全塑料、全玻璃等,但最終都沒有蓋過全金屬材質(zhì)的風頭。從實際觸摸體驗上,全金屬手機確實在多方面擁有出眾的體驗,無論外觀還是手感上都要比其他材質(zhì)更勝一籌。
一提全金屬,必提CNC。目前,3C產(chǎn)品的全金屬外殼基本都是由數(shù)控機床(Computer numerical control machine tools,CNC)加工的。CNC因其效率高、精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點成為3C外殼廠商的必備設(shè)備。
全金屬一體式CNC加工工藝最早由蘋果公司開創(chuàng)——鋁板由柱狀實心鋁材壓鑄而成,經(jīng)精密加工先切削成為一體式機身的雛形,隨著機身漸漸成形,機身上的鍵盤形狀和各種細微構(gòu)造均被銑削出來。此過程共包含九道數(shù)控銑削工藝,九道工藝之后便獲得精密的一體成型外殼。
外殼廠商從編程到獲得成品需要經(jīng)過粗加工,半粗加工,半精加工,精加工等多道工序,很多時候全過程需要10個以上工站才能獲得成品,想要提高良品率,每個過程都需要嚴格管控。
一、CNC加工前序工作:建模與編程
CNC加工開始前,首先需要建模與編程。3D建模的難度由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品建模較難,需要編程的工序也更多、更復(fù)雜。編程囊括了加工的工序設(shè)定、刀具選擇,轉(zhuǎn)速設(shè)定,刀具每次進給的距離等等。此外,不同產(chǎn)品的裝夾方式不同,在加工前要設(shè)計好夾具,部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品需要做專門的夾具。
編程包含了整個產(chǎn)品的加工工藝,后續(xù)雖然都是CNC自動化完成,但前期編程一定要實踐經(jīng)驗豐富的人員來操作,避免多次試錯提高成本。
二、主要加工工藝
使用高速鉆攻中心將鋁板材精準地銑成一定尺寸的規(guī)整三維體積,準備進行下一道工序加工。
粗銑:定位后粗銑出內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、與夾具結(jié)合的定位柱、銑去外部大部分冗余材料。
銑天線槽:全金屬外殼的信號問題很棘手,需銑出天線槽為信號留出傳輸路徑,保持必要的連接點來保證機身強度與整體感。
CNC精加工:精銑內(nèi)腔、外部結(jié)構(gòu)、外表面、側(cè)邊等。
拋光:使用高速精密CNC機床進行拋光,消除刀紋,為后續(xù)噴砂做準備。
噴砂:將金屬表面處理成磨砂效果。
陽極處理:
一次陽極:為手機上色,陽極氧化把鋁變?yōu)榻鹕M瑫r提高表面材質(zhì)的穩(wěn)定性
二次陽極:機身表面形成堅固而致密的氧化膜,耐磨性進一步增強。
塑料外殼成型使用注塑工藝,只需開模便可批量生產(chǎn),良率很高。而全金屬機身的CNC加工良率則由外殼的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與精度要求共同決定,很難達到塑料外殼那樣的高良率,為了平衡高成本,大多制造企業(yè)在面對價格戰(zhàn)時會選擇購置大批CNC設(shè)備來降低綜合成本,達到生產(chǎn)率的要求。