iPhoneX、小米6不锈钢中框应用存在哪些问题?
3D玻璃时代,中框将会变窄,中框作为关键结构件,需要强度更高的材料来承载,铝合金的强度低将可能是其致命弱点。不锈钢硬度高、耐划伤、耐磕碰等也是其致胜的法宝,是目前的唯一选择。不过不锈钢加工难度,效率较低。
一整块不锈钢,通过锻压取得初步外形然后在CNC数控机床上优化,最后只留下一体化成型的不锈钢边框。这期间要经历接近30种刀具和上百道对工艺要求极高的步骤。即使金属和塑料从材质上讲成本差异并不大,但加工成本却有天壤之别。复杂的工艺会导致的问题就是良率低和生产效率低。一旦一道工序出现问题,影响整个生产。
把不锈钢应用到手机中框上有何难题需要考虑?
主要有一下四个问题:
这里涉及到不锈钢中框的加工方式,纯CNC、CNC+锻压等,不论哪种工艺,都会产生变形问题,比如CNC加工中,刀具寿命短、金属毛刺难去除、中框应力释放导致尺寸变异,而锻压的话,如果硬度高则更易产生形变。目前业内针对变形问题也比较头疼。
除了变形问题,对不锈钢加工而言,工艺也非常复杂,将一整块不锈钢,在CNC数控机床上掏空,最后只留下一体化成型的不锈钢边框。这期间要经历接近 30 种刀具和上百道对工艺要求极高的步骤。
以魅族 MX3 的边框为例:毛坯→锻造→CNC 加工,切槽→嵌入天线组件,注塑密封→CNC 加工→滚动研磨(让边框更圆润,可称为抛光)→PVD 镀膜(更耐磨)→拉丝(更美观)→镭雕(让天线信号更灵敏)→成品。共要历经 110 道工序、36 个钟头的耗时。
再拿小米6不锈钢中框为例,采用的是纳米注塑,塑料用的是PA4T,结合良率不是很高。不锈钢边框在经历了50道制程,272道加工工序后,才与四曲面玻璃完美结合。即使金属和塑料从材质上讲成本差异并不大,但加工成本却有天壤之别。
在整个加工过程中,不锈钢的抛光难度是比较高,刀纹去除难度比铝合金大很多,只有抛的好,PVD后才能做出高亮效果。
加工工艺一旦复杂,就会使得良率生产效率低下。毕竟一旦一道工序出现问题,就会影响整个生产。如果采用不锈钢金属材质无疑会影响产能爬坡。
时至今日,我们对手机不锈钢中框的精度要求比从前更高,加工良率目前较低,对很多传统金属壳加工厂家来说,有一定的挑战性。
金属材料由于其原子核的束缚电子能力比较弱,所以一般都是脱离束缚的自由电子在金属内自由移动,可以传导热量,而塑料一般是有机物组成的,没有自由电子,因此导热性差。同样的温度,金属相比塑料会显得更加“发烧”。
不锈钢虽然是金属,但相比于铝合金散热性却很差,铝的导热系数是204/W·(m·k),而不锈钢的导热系数只有14 /W·(m·k),所以铝合金传热性能比不锈钢好。304不锈钢和低合金钢比导热率也是明显要低的,这主要是由于304为奥氏体,面心立方,而低合金钢为体心立方,此外,一般来说,合金含量高也会导致导热率下降。
一般来说,手机不锈钢中框热的烫手,会给人一种“铁板烧”的印象,还可能会影响其他部件发热,严重的话会导致线路过热产生短路,瞬间爆裂。
从小米6及iPhone X的发布可以看到有一个共通点,就是中框颜色种类较少,这主要是因为中框采用不锈钢材质的话不能进行阳极氧化,一般靠PVD镀膜上色,相比于铝合金上色困难。
PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色、浅金黄色、啡色、古铜色、灰色、黑色、灰黑色、七彩色、紫色、红色、绿色、蓝色等不少颜色,但最多的还是金色系,棕色系和黑色灰色系。
不锈钢材质极硬,强度极高,较为适合搭配目前发展的非金属前后盖板。虽然不锈钢中框使得机身更加坚固,但如果手机跌落,由于玻璃和不锈钢是无缝连接,手机屏幕会承受未经缓冲的冲击力。这就涉及到一个力学设计问题,如果你的机身边角不够圆润,那么一旦你失手跌落,碎屏的几率将会更高。
硬度更低的铝合金可以稍微缓解这个问题,但不抗撞击,机身会产生磕磕巴巴的痕迹,会很大程度影响美观。
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