手機金屬件明明可以機加工,卻偏愛金屬粉末注塑成型是為何?

@ 2016-02-22

機械加工效率低、難以加工複雜結構零件,卻仍在手機加工中大量使用,這是為什麼?MIM加工效率高,且能加工複雜結構零件,目前卻還在手機卡托、按鍵等小型零件中應用,又是為什麼?如下圖,清晰地說明了五種金屬加工的效率和製品的複雜程度。其中機加工、衝壓和MIM在手機金屬件上應用很多。

圖:燒結、機加工、衝壓、精密鑄造和MIM優缺點比較

下面,我們進一步加以分析:

1. 機械加工 機械加工是指通過一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。機加工包括:車、銑、鑽、刨、磨、剪等。

圖:手機金屬外殼CNC加工

機加工無需模具設計製作,具有很大的自由度,且加工精度非常高;但機加工產量低,難加工形狀複雜的結構。

儘管生產效率低,不少高價格、高質量的手機金屬中框/後蓋還是採用CNC銑的方法;一方面,人們還沒有找到更好的方法;另一方面,壓鑄、鍛壓等工藝的效率高,但表面處理如陽極氧化等不如機加工。另外,機加工還適合做產品去毛刺、鑽孔、表面處理等二次加工。

2. 衝壓技術

衝壓是靠壓力機和模具對板材等施加外力,從而獲得所需形狀衝壓件的成形加工方法。據統計,全世界的鋼材中,有60-70%是板材,而大部分的板材是通過衝壓加工的。因此,衝壓具有先天的優勢!

圖:手機中板衝壓件

衝壓工藝生產效率高、生產周期短、加工尺寸的範圍較大,故較多的手機後蓋(較低端)採用衝壓工藝。為什麼衝壓不能做手機卡托等小型零件?因為衝壓的精密度還達不到手機卡托的要求(仔細看可以看到卡托局部還有高度差,以方便SIM卡的放置,這類高度差是衝壓難以做到的!)

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3. MIM技術

「MIM就是一段又是美麗淒涼的愛情故事,善良的塑料顆粒看上了粗糙的金屬粉末,高溫歷練,終於合體,可惜好緊不長,為了成全金屬完美升級,烈火修煉,化為灰燼~~~」

圖:JSW金屬粉末注塑成型注射機(來源深圳興榮精密機械有限公司)

金屬粉末注射成形技術(MIM)是將現代塑料注射成形技術與傳統粉末冶金工藝相結合而形成的一種新型粉末冶金近凈成形技術。具體介紹請查看:【視頻】三分鐘看懂MIM基本原理

圖:手機卡托(MIM技術)

MIM產品尺寸精度高(±0.1%~±0.5%),表面光潔度好(粗糙度1~5μm),而且產量非常大。但MIM工序較多,有一定的技術壁壘。那為什麼MIM不能做手機中框/後蓋等較大型的結構件呢?

首先,MIM的脫脂、燒結等會使製品尺寸縮小,產品尺寸越大,尺寸偏差越大,且不易脫脂;

其次,MIM件不鏽鋼居多,不鏽鋼雖然能陽極,但還是鋁的陽極效果最好(主要是因為鋁的氧化層由氧化鋁構成,形成非常規整的六方試管結構,產生類似鏡面反射效果,看起來色澤鮮艷)。

儘管如此,仍有公司在嘗試用MIM工藝做手機中框/後蓋,算是對MIM工藝的進一步挖掘吧!

4. 機加工、衝壓、MIM優缺點比較

在實際應用中,一個全製程中常常包含多種加工工藝,這就要求我們對每個工藝的優缺點了如指掌,下表列出了它們的優缺點比較:

表:機加工、衝壓、MIM優缺點比較

優點

缺點

應用

機加工

無需模具設計,加工方法多,加工精密度高

材料利用率低、加工費用高、不適合複雜形狀零件

手機中框/後蓋製造,幾乎所有產品的二次加工

衝壓

生產效率高、生產周期短、加工尺寸範圍大

難以精密製造

手機中框/後蓋以及其他結構簡單的零件

MIM

產量大,精度高,機械性能好

工序較多、難以生產大尺寸零件

手機卡托、按鍵等小尺寸、高精度零部件

總的來說,目前,機加工代表著手機中框/後蓋的中高端市場;衝壓代表著手機中框/後蓋的中低端市場;MIM代表手機小型部件的主流和其他金屬部件的新方向。

有人說:有幾十條生產線的大廠與一二條生產線的MIM小廠,生產出的產品質量有不有大的差別, 大廠與小廠生產的產品總體上是沒有太多區別的。不管各家廠吹噓自己技術多牛,但最終的終端客戶基本都是相同的,更多的區別只是一手二手三手等等幾手單的問題,很多所謂大廠產能不夠時,照樣發小廠生產產品交貨。也就是說,現在大小廠的競爭根本不是技術層面的事,您覺得呢??


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