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手机外壳加工工艺及相关技术介绍 讲述人 朱德惠编写时间 2016 8 12 2016 8 12Friday 2 目录 1 3C产品介绍2 以手机壳为典型的3C产品的加工工艺3 相关工艺技术简介4 加工过程中涉及到的耗材产品5 附录及个人感想 2016 8 12Friday 3 1 1 3C产品简介 3C产品 是指计算机 Computer 通信 Communication 和消费类电子产品 ConsumerElectronics 三者结合 亦称 信息家电 由于3C产品的体积一般都不大 所以往往在中间加一个 小 字 故往往统称为 3C小家电 3C产品通常指的是电脑 平板电脑 移动电话 数码相机 电视机 随身听 电子辞典 影音播放之硬件设备或数字音频播放器等 2016 8 12Friday 4 1 2 典型的3C产品 2016 8 12Friday 5 2 1 手机外壳生产工艺 1 铝挤 2 DDG 3 粗铣内腔 6 NMT纳米注塑 9 抛光 12 高光处理 8 精铣侧边 10 喷砂 7 精铣弧面 5 T处理 4 铣天线槽 11 一次阳极 14 二次阳极 15 铣导电位 13 精铣内腔 16 热熔螺母 注 一般流程 END 2016 8 12Friday 6 第一步 挤铝将柱形铝材进行切割并挤压 这个过程被称之为铝挤 会让铝材挤压之后成为规整铝板方便加工 同时更加致密 坚硬 第二步 DDG使用CNC机床 高速钻攻中心 经过DDG环节将铝板精准地铣成规整三维体积 以方便之后的CNC精加工 2016 8 12Friday 7 第三步 粗铣内腔为方便CNC加工 使用墙内夹具夹住金属机身 粗铣内腔 把内腔 以及与夹具结合的定位柱加工好 这对之后的加工环节至关重要 第四步 铣天线槽金属铝可以屏蔽 削弱 手机射频信号 所以必须经过开槽的方法 让信号可以有出入的路径 所以 铣天线槽是最重要 最难的一步 天线槽必须铣得均匀 并且保持必要的链接点以保证金属壳的强度和整体感 2016 8 12Friday 8 第五步 T处理经过铣天线槽之后 就要使用 T处理 把铝材处理成可以与工程塑料相结合的表面 需要将金属机身置于特殊的T液等化学药剂中 使铝材表面形成纳米级孔洞 为下一步的纳米注塑做准备 第六步 NMT纳米注塑注塑 环节因为有了之前T处理过的金属机身 从而可以让NMT纳米注塑工艺得以实现 NMT纳米注塑是将高温高压状态下的特殊塑料挤入经过T处理的金属材料上 让塑料与金属表层的纳米级细小孔洞紧密结合 从而达到紧固天线的目的 2016 8 12Friday 9 第七步 精铣弧面对于全金属手机而言 除了信号天线难以处理之外 还有就是金属机身的3D塑形 这恰好也是最费时的一道工序 第八步 精铣侧边金属机身的3D弧面被CNC铣出来了 但是在边缘还保留一圈冗余 这时就需要精铣侧边 然后就能看到金属外壳的雏形了 2016 8 12Friday 10 第九步 抛光之前使用顶级高速精密CNC机床 但也只能达到A1 A2级光洁度 要想达到后续加工需求 需要将其抛光至A0级光洁度 可呈镜面效果 第十步 喷砂然而全金属手机并不是全光面的效果 而是呈现磨砂表面 这就需要通过 喷砂 工艺 将金属表面处理成磨砂效果 2016 8 12Friday 11 第第十一步 一次阳极铝铝合金较为稳定 为了不被汗液等外界因素所干扰 就必须要对其进行阳极处理 同时这也是为手机上色的过程 通过阳极氧化让铝本色变为金色 为铝合金进行染色的过程中是非常难以控制的 控制不好就会出现色差 斑点等 这也会降低良品率 第十二步 高光处理极富光泽的切边设计 需要使用最高等级的超高速CNC机床对边角进行切削 这个过程也被称为钻切或高光处理 2016 8 12Friday 12 第十三步 精铣内腔铝经过多步的加工后 金属外壳已初见端倪 这时就要将用于夹具锁止的定位柱等多余料件去除 让金属外壳内完全整洁 第十四步 二次阳极已经被CNC处理好的外壳还需要第二次阳极处理 使表面被氧化 形成致密 坚硬的氧化膜 让其更加耐磨且不易沾污 2016 8 12Friday 13 第十五步 铣导电位经过阳极氧化后的铝合金外壳导电效果会变差 所以就需要将局部阳极氧化膜去掉 露出金属以获得良好的接地效果 也就还需要再经历一次铣导电位的CNC处理 第十六步 热熔螺母最后 利用机械手将装配螺母嵌入到已做好的塑料中 以保证未来的手机装配 2016 8 12Friday 14 3 1 相关工艺技术介绍 3 1 1 抛光抛光是指利用机械 化学或者电化学的作用 使工件表面粗糙度降低 以获得光亮 平整表面的加工方法 是利用抛光工具和磨料颗粒或者其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工 3 1 1 1 抛光的类型抛光的种类包括机械抛光 化学抛光 电解抛光 超声波抛光 流体抛光 磁研磨抛光 常规的抛光工艺是机械抛光和化学抛光 2016 8 12Friday 15 3 1 1 2应用实例 铁盘 铜盘 精抛液 精抛皮 中抛液 打砂液 粗抛液 铝合金抛光案例 各号砂纸 2016 8 12Friday 16 3 1 2 阳极氧化工艺 阳极氧化 anodicoxidation 金属或合金的电化学氧化 铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下 由于外加电流的作用下 在铝制品 阳极 上形成一层氧化膜的过程 阳极氧化如果没有特别指明 通常是指硫酸阳极氧化 为了克服铝合金表面硬度 耐磨损性等方面的缺陷 扩大应用范围 延长使用寿命 表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环 而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的 2016 8 12Friday 17 3 1 2 1 铝阳极氧化处理工艺 铝阳极氧化原理图 电流通过时 阴极上 析出氢气 阳极上 析出的氧 包括分子氧 原子氧和离子氧 通常在反应中以O2表示 作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化 形成无水的氧化铝膜 2016 8 12Friday 18 3 1 2 2常用的铝阳极氧化工序 注 每个工序之间都会相应的增加1 3槽的水洗 2016 8 12Friday 19 3 1 2 3不同工艺阶段对应的铝表面形态图 2016 8 12Friday 20 4 1 简介加工涉及的部分耗材产品 4 1 1 切削液 切削液在CNC加工 3C产品的金属部件 过程中主要起润滑和冷却的作用 此外还要考虑防锈 缓蚀 消泡 杀菌 抗杂油 沉降等方面的性能 选择合适的切削液产品 要考虑加工材质和加工工艺 如磨削加工 对润滑要求不高 但对机台防锈和加工材质的缓蚀要求较高 而攻丝 钻孔 铣削等加工对润滑要求很高 尤其是部分需要高光处理的工艺 需要高润滑的产品 2016 8 12Friday 21 4 1 2 清洗剂 清洗剂的作用去除清洗对象表面的污物 以达到光洁的作用 以铝合金手机外壳为例 介绍清洗剂在不同工艺中的清洗物 1 铝挤后清洗 此过程主要是除油清洗 包括清洗拉伸油 冲压油等等 2 CNC数控机床铣削加工后清洗 去毛刺清洗 清洗切削液残留 3 喷砂工艺后清洗 粉尘清洗 清洗油墨保护层 在其他金属手机上还包括金属上除胶除油墨 4 阳极前清洗 清洗油污 指印 粉尘 2016 8 12Friday 22 4 1 3 防锈剂 防锈剂分为油性防锈剂和水性防锈剂 根据防锈周期和防锈方式选择合适的 性价比高的防锈剂 4 1 4 其他的化学耗材产品 3C产品金属部件的加工过程中还涉及到应用各种类型的油品 如冲压油 化抛液 磷化液 电镀液 抛光液 脱模剂等一系列的产品 2016 8 12Friday 23 5 1 附录 数据来自网路 不一定详细准确 2016 8 12Friday 24 5 2 个人感想 3C产品的加工 需要大量的各类型的CNC机床才能完成 CNC机床的多少决定了产能的多少 对耗材产品的配方