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後殼如何煉成 解析手機金屬機身的秘密

在智慧手機領域,手機外殼材質早已從工程塑料轉向金屬材質,甚至已經成為百元機機身標配。在演變過程中機身材質不斷變革,經歷過全塑膠、塑膠和金屬、玻璃和金屬等組合方式,但最終沒能阻擋全金屬機身成為主流。雖然現在不乏出現金屬中框+玻璃/陶瓷後蓋的組合,但是全金屬機身仍是行業絕大多數手機廠商的選擇,並且在未來的幾年會持續下去,因為不管是從實際體驗還是觀感方面,金屬機身都要得天獨道的優勢。

後殼如何煉成 解析手機金屬機身的秘密

通常在採用金屬機身的智慧手機介紹上,我們會看到:XXX手機的後殼經過CNC、氧化、拋光、噴砂等XX到精密工藝加工而成。筆者認為有很多小夥伴對此並不瞭解。每次看到這些詞彙都會問:這些流程到底是幹什麼的呢?全金屬機身是怎麼“煉”成的?今天,筆者就和大家聊聊關於手機金屬機身加工的那些秘密。

在了解手機機身機身的加工工藝之前,我們先來瞭解一下金屬機身的優缺點:

優點:金屬光澤、手感出色、抗壓抗彎、抗刮抗劃

採用金屬機身的智慧智慧手機具有金屬獨有的光澤和良好的握持感,而金屬獨有的冰涼特性能夠為機身提供更好的散熱性能,而採用鎂鋁合金材質的手機還會更輕,甚至重量比塑膠機身還要輕一些,但是卻能保證機身的硬度,其抗拉、抗壓及抗彎能力都是遠遠高出塑膠材質的機身。

iPhone 6和iPhone 5s金屬後殼

目前,手機廠商希望把手機做到更薄、邊框更窄,這樣的設計勢必會對金屬機身的要求更高,所以金屬機身也成為了窄邊框/超薄手機的首選。另外,相比於塑膠,金屬的強度高,其在抗刮抗劃方面就要遠遠強於塑膠或其他材質的機身(如陶瓷材質)。

塑膠機身使用的聚碳酸酯原料

塑膠機身採用的注塑模具3D示意圖

缺點:加工難度大、著色難、信號問題

塑膠機身在加工方面很簡單,只需要一個成型的模具就可完成加工,而金屬機身的加工和著色則通過CNC、氧化、拋光、噴砂等多道精密工藝加工而成,不管是在加工時間上,還是工藝難度方面,金屬機身的加工都要更為複雜。

需要注意的是,金屬機身最大的缺點當屬信號問題,也就是有些消費者想問的“白帶”為什麼不能取消。筆者在這裡簡單描述一下,因為金屬的良導體特性在很大程度上是影響手機天線性能,所以只能採取非導體介質對金屬進行隔斷,從而讓信號良好通過,這樣才能保證上網、通話的正常使用,現在手機廠商也在隱藏“白帶”方面上下很大的功夫,如上移、下移、凹槽等處理,效果並不是特別理想。

在瞭解金屬機身的優缺點之後,我們來聊聊金屬機身的工藝流程:

魅族MX5從右向左經12道工序獲得成品

1、鋁擠、DDG、粗銑內腔

首先需要對鋁材料進行切割和擠壓形成鋁板(緻密和堅硬),原始的鋁材硬度和強度都不夠,手機機身採用的一般都是鋁合金,根據不同配方,材質也有著不同的特性,比如iPhone 6使用的6000系鋁合金材質強度不夠,出現大量彎曲的情況。

鋁擠後、DDG後、粗銑內腔後

接著將鋁合金板銑成手機機身需要的尺寸,方便CNC精密加工,接著是粗銑內腔,將內腔以及夾具定位的柱加工好,起到精密加工的固定作用。

2、銑天線槽、T處理、納米注塑

銑天線槽後、T處理後、納米注塑後

金屬機身最大的缺點就是信號問題,所以必須先把金屬機身進行開槽,讓信號可以出入的途徑。接著是對天線槽機型T處理,將金屬機身至於特殊的T液的化學藥劑中,從而是鋁合金表面形成納米級的空洞,方便納米注塑,接著就是實現納米注塑,在高溫高壓下,將特殊的塑膠材質擠壓到經過T處理的凹槽內。(有些手機機身注塑是後面環節加入)

3、精銑弧面、精銑側邊

精銑弧面後、精銑側邊後

納米注塑結束後,就需要對金屬材質表面進行加工,也就是手機機身的3D塑型,這個流程過後,手機機身的基本形狀也就加工出來了。

4、拋光、噴砂

拋光後、噴砂後

使用頂級高速精密CNC機床,會使金屬機身達到A1~A2級別的光潔度,這還遠遠不夠,需要通過拋光工藝,將機身加工至A0級光潔度,這一步過後就可以達到鏡面的效果。接著將金屬表面處理成磨砂的效果,噴砂處理是為了獲得膜光裝飾或細微反射面的表面,以符合光澤柔和等特殊設計需要。

5、一次陽極、高光處理(鑽石切割)、精銑內腔

為了金屬機身不被汗液等外界因素,提高其穩定性,必須為其進行陽極處理,與此同時,這也是為手機機身上色的過程,鋁的陽極處理是金屬表面借由電流作用而形成的一層氧化物膜,顏色豐富、色澤優美、電絕緣性好並且堅硬耐磨,抗腐蝕性極高。

一次陽極後、高光處理(鑽石切割)後、精銑內腔後

對機身進行開孔

高光處理過程(鑽石鑽頭)

一級陽極過後,需要給音量鍵、揚聲器等等部分開孔,開孔後使用最高級別的超高速CNC機床對邊角進行切削,也就是我們所聽到的高光處理,高光加工的零件由於光澤度高,配以粗細刀紋,利用折光原理,可以大大增強裝飾效果。高光處理過後,需要把內部用於固定夾具的定位柱預料進行去掉,這就是精銑內腔。

6、二次陽極、銑導電位

二次陽極後、銑導電位元後

接著對金屬機身的外部進行第二次陽極氧化,使外殼表面形成緻密、堅硬的氧化膜,保證機身的耐磨性和耐污漬。經過陽極氧化的鋁合金外殼導電性會變差,所以需要把局部陽極氧化膜去掉,露出金屬已獲得良好的接地效果,需要再一次銑導電位元的CNC處理。

7、熱熔螺母

熱熔螺母後機身成型

到這裡加工基本上就完成了,最後,利用機械手將裝配螺母想入到注塑的塑膠中,用於固定主機板或其他元器件。

一坨鋁疙瘩經過上面這些流程,最終變成了精美的手機外殼,以上手機全金屬外殼加工流程僅供大家瞭解加工工藝,當然有些外殼可能在加工工藝的先後順序會有所不同。

一堆鋁板變成→→→

一堆手機殼成品

寫在最後

看到這裡,其實大家會覺得CNC並沒有那麼神秘,事實確實如此,CNC就是數控機床的縮寫:Computer numerical control machine tools,簡單點就是電腦數位化控制的機床。如果說有區別,那只能是加工精密度的區別,針對手機金屬外殼而言,加工精密度並不高;要知道精密儀器加工精密度是以千分之微米計算,手機金屬外殼的加工與其相比要粗略的多。總而言之,手機金屬外殼的加工並不神秘,你覺得呢?

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