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3D曲面盖板因其超高的颜值及出色的手感,目前已成为手机盖板主流的设计趋势。而由于5G时代的到来,手机3D曲面后盖的材料基本脱离了金属,目前主要包括3大类,
玻璃、塑胶(复合板、PC等)、陶瓷(氧化锆),今天我们来详细了解一下每种材料下的3D曲面后盖成型工艺。
今年苹果刚发布的iPhone 11的曲面玻璃后盖就是采用本文介绍的第三种3D曲面成型工艺:冷雕加工而成。
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一、3D玻璃盖板
3D玻璃主要应用于高端手机等产品中,目前正朝着
大尺寸(车载玻璃、笔电外壳、智能锁外壳)、
中框后盖一体化等方向发展。其成型工艺除了早期的热弯,目前行业正探索其他工艺,包括冷雕和熔接等。
1. 热弯
热弯工艺是3D玻璃后盖最早的也是最为成熟的工艺了,整个工艺流程大致是将已经开粗精修的2D平面玻璃放入石墨模具中,
通过热弯机的高温热压,得到3D曲面形状的玻璃产品,后续还要经过抛光、钢化、CNC、UV转印、PVD、丝印等后处理工序,就可以得到一片成品后盖,如下图。
2D白片放入石墨模具后,整个热弯过程主要是在精密热弯机内部完成,如下图所示,包括
预(加)热、(达到玻璃软化点后)热压成型、冷却保压三个阶段,大约20个工站及以上为最佳,一般40秒之内能出一片3D玻璃盖板(如果制造大尺寸3D玻璃工站大约10-15个左右)。
整个热弯过程,
工艺稳定性、能耗、良率、出片效率是重点考量的因素,同时也是各大设备及加工厂商比拼的几个方向。
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2. 熔接
关于3D玻璃熔接工艺,CMF设计军团早期写过几篇文章,大家可以查阅:
一文了解3.5D玻璃,详解成型工艺,优缺点分析,技术现状
这种熔接工艺是近年来新出的3D玻璃成型工艺,主要是
把两片分离的玻璃加热至熔融状态,然后进行拼接,再冷却,CNC,抛光等,最后实现3D形状,虽然目前没有批量化生产应用案例,但不失为一种新成型方向。
图 几种类型3D玻璃熔接案例,来源于厦门祐尼三的新材料科技有限公司
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可以实现许多不同品牌保护玻璃的拼接,甚至玻璃和陶瓷的拼接,或玻璃和蓝宝石
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3. 冷雕
冷雕就是不用热弯机,直接用CNC,将2D平面玻璃加工成3D曲面玻璃,加工成本很高,伯恩、蓝思等近年来一直在不断提升这种技术。今年iPhone的曲面玻璃盖板就是采用冷雕加工,据说动用了上千台CNC。这种工艺的难点之一在于凹面抛光。
随着5G时代的来临,unibody全玻璃机身(中框去金属化)趋势显著,在苹果的带动下,全玻璃一体机冷雕工艺或将兴起,目前已经有很多设备厂商都在布局专用的冷雕机,下图是名创精机汪总提供的产品图片,四头可同时加工,高效高精度。
二、3D塑胶盖板
为迎接5G,取代金属机壳,塑胶材料凭借着成本低、易成型等特点,是中低端机型材料的首选。目前手机盖板用的塑胶主要分为四种:透明PC、复合材料盖板(PC+PMMA)、IMT盖板(TPU、PC、PET等)、传统的塑胶盖板材料,本文主要介绍应用趋势比较火的前两种成型工艺。
1. 高压成型
复合盖板(PC+PMMA)高压成型是2017年下半年兴起的一种3D塑胶外壳加工工艺。是将已经UV转印、镀膜、丝印好的复合板通过高压成型机的热压,得到3D形状的盖板,如下图所示:
整个工艺对高压成型油墨要求较高,包括耐高温、耐高压、延伸性、洁净度和细腻度等。这些都直接影响复合盖板成型的良率。
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2. 注塑压缩
5G时代,中框后盖一体化趋势显著,透明PC仿玻璃注塑压缩成型工艺优势越来越明显。这是一种薄壁化注塑升级版工艺,结合了注塑与压缩两种成型技术,相比于传统的注塑,从PC原料到模具工艺设备上都要做改良。
与3D玻璃一样,注塑成型的透明盖板仍需做后装饰处理,比如膜片贴合等,也可以直接进行表面处理加工。
一文了解2019年将大火的手机盖板PC注塑工艺及产业链
3. IMT工艺
塑胶外壳成型工艺除了以上两种,还有IMT,是一种双层纹理工艺(3D光学纹理+PVD),华为、oppo都曾在2018年中旬发布过IMT外壳手机,不过由于产能受限等问题逐渐退出了舞台,不过目前出口国外的手机中,还有部分机型在采用。
图 OPPO K1 渐变色后盖,图片来自新浪微博:@飞扬发髻
这种工艺是将IMR与IML相结合并延伸而成的一种新工艺,最大的特点就是可以让3D盖板的外观效果更为酷炫夺目。
一文看懂OPPO、华为纷纷采用的IMT工艺及产业链
一文了解,IMD|IMT|IME|OMD|OMF等工艺,不要再傻傻分不清了
三、3D陶瓷盖板
陶瓷是一种高端的金属替代材料,目前国内三环、伯恩、蓝思等都在布局,不过这一块的市占率不太高,主要应用于高端旗舰机外壳,比如小米MIX系列,三星、oppo等旗舰机。陶瓷盖板的成型主要包括陶瓷粉末注塑(CIM)、流延成型及干压成型。
1. CIM(注射成型)
CIM即陶瓷粉末注射成型,与MIM一样都属于粉末注射成型技术。可以将陶瓷像塑胶材料注塑工艺一样,通过造粒、注射成型方式制备成各种结构复杂的产品。
图 粉末注射成型陶瓷电子烟配件,烟嘴、雾化芯等,正盈智能科技李总提供
2. 流延成型
小米5、小米6尊享版的陶瓷后盖都是采用流延成型工艺。
3. 干压成型
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主题:溯本归源
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发起机构:国际CMF设计大会组委会、CMF设计军团、萨米设计研究、广州设计周、色哲色彩顾问
承办机构:CMF设计军团、萨米设计研究
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历届大会,来自
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