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近兩年來(lái)，金屬手機(jī)成為行業(yè)的熱點(diǎn),，在消費(fèi)電子產(chǎn)品中應(yīng)用越來(lái)越廣,，本文詳細(xì)介紹幾種金屬加工工藝及相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用。
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例如：) q2 L# s+ V! Q# h. Z+ J
; p5 [' I+ O, M7 _! n1,、CNC+陽(yáng)極：iPhone 5/6, HTC M7& N0 u+ Q' o8 _9 X( y
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2,、鍛造+CNC：華為P8，HTC M8+ x, o) ?9 x7 q" R6 d. o6 R9 U
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3,、一次壓鑄：三星A7
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4,、沖壓、液壓成型：HTC ONE MAX+ l% s+ m# S4 S9 L
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5,、沖壓+CNC：華為MATE 7+ h1 ?# m$ r3 y. X/ Y
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; [# [8 m- N; b+ _! o1 ?8 w' A- A1 Z$ |下圖描述了幾種手機(jī)外殼金屬加工工藝在加工成本,、CNC用量、加工周期,、成品率、可設(shè)計(jì)性,、外觀質(zhì)感的比較,。2 q6 L5 u% T* N3 K; j
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: ?) W4 q1 \2 H. j9 G/ r1 ~從整體上分析，一個(gè)工藝?yán)走_(dá)圖的面積越大,，一般說(shuō)明其綜合性能越佳,；從單個(gè)維度分析，每個(gè)維度劃分了10個(gè)等級(jí),，分?jǐn)?shù)越高說(shuō)明某個(gè)工藝在該維度越佳,。
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) j1 k+ e2 t+ \3 D1 C鑄造 | Casting
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鑄造是人類(lèi)較早掌握的一種金屬熱加工工藝，是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一,。鑄造毛坯因近乎成型,，而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的，降低了成本并一定程度上減少了時(shí)間,。$ A8 G3 u1 n' B+ u: X: H" h; D
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金屬鑄造是將把熔化的金屬液注入用耐高溫材料制作的中空鑄型內(nèi),，冷凝后得到預(yù)期形狀的制品；所得到的制品就是鑄件,。
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7 |; _, |& @ E5 n* E圖：液體金屬--充型--凝固收縮--鑄件
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8 C8 E+ A% n, T: S) `7 Z% g& n鑄造的分類(lèi)
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! g. P Q) v5 u- Z1 F一,、重力鑄造 | Gravity Casting+ o$ r2 D# `/ I. v$ A
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是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱(chēng)澆鑄,。其金屬液一般采用手工倒入澆口,，依靠金屬液自重充滿型腔、排氣,、 冷卻,、開(kāi)模得到產(chǎn)品。
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重力澆鑄具有工藝簡(jiǎn)單，模具成本低,，內(nèi)部氣孔少,，可進(jìn)行熱處理等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)具有致密性差,，強(qiáng)度稍差,，不宜生產(chǎn)薄壁零件，表面光潔度低,，生產(chǎn)效率低,，成本高等缺陷。
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二,、壓力鑄造(壓鑄) | Die Casting/ N2 P- `9 `7 |+ y1 U' |
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在高壓作用下,，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法,。0 z6 S- G: B) T5 S' ?
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* N6 l1 c5 K0 Q% P$ J" T高壓鑄造能夠快速充型,，生產(chǎn)效率極高，產(chǎn)品致密性好,，硬度高,，表面光潔度好，能夠生產(chǎn)壁厚比較薄的零件,；同時(shí)由于采用高壓空氣進(jìn)行充型,，內(nèi)部卷入氣體較多，容易在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣孔,，故此不可以進(jìn)行熱處理（熱處理時(shí)內(nèi)部氣體會(huì)膨脹,，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)鼓包或裂開(kāi)等缺陷）及加工量過(guò)大的后期機(jī)加工（避免穿透表面致密層，露出皮下氣孔,，造成工件報(bào)廢）,。
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不過(guò)，普通鋁壓鑄工藝存在很難進(jìn)行光滑的鋁氧化膜處理的課題,。原因是,，為了提高流動(dòng)性使其流遍模具的所有區(qū)域，在原料中添加了硅,。因此,，如果要為鋁壓鑄件著色，涂裝之后可能會(huì)因?yàn)轱@得像塑料而失去高檔感,。8 T- E1 {9 c) Q9 G. j( _3 ~/ [: P
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壓鑄工藝應(yīng)用于手機(jī),，可因?yàn)楸砻鏌o(wú)法陽(yáng)極氧化，大部分企業(yè)采用噴涂處理,，如魅族最新發(fā)布的魅藍(lán)Metal,，如下圖,。- p }; r, ?3 ?( O+ S g
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近日，日本歐達(dá)可公司(OTAX)宣布開(kāi)發(fā)出低成本壓鑄工藝實(shí)現(xiàn)光滑鋁氧化膜處理,，提升產(chǎn)品高檔感,，已被應(yīng)用于手機(jī)外殼和耳機(jī)部件，如下圖為丹麥Bang&Olufsen公司采用鋁壓鑄工藝生產(chǎn)的耳機(jī)部件,。; j4 p0 p3 O0 S* u
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* ?" c/ `6 G5 j, W6 X- l鍛造 | Forging
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鍛造是金屬壓力加工方法之一,。指利用壓力改變金屬原料形狀，以獲得具有一定機(jī)械性能,、一定形狀和尺寸的鍛件的一種加工工藝,。
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鍛造的分類(lèi)4 P/ ?- T) ^: Q$ ~$ o4 {
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1、錘鍛或打鐵 | Hammer or Smith Forging
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錘鍛或打鐵所用的方式相同,，系將工作物加熱到鍛造溫度,，在平錘及鉆板之間加以鍛造； 小件可用手工稱(chēng)為打鐵,；大件則須使用蒸氣錘(Steam Hammer),，如下圖。其中,，工作物放在鉆板與平面錘之間,，至于蒸汽錘的構(gòu)造，則依鍛造容量而定,，輕型者為單機(jī)架式， 重型者為雙機(jī)架式,。6 ~+ W+ m! c9 T' h) k4 n1 I" I
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# F4 u/ K N( ~; N9 V* |2,、落錘鍛造 | Drop Hammer Forging8 N0 A1 g. ?. ~" X+ _+ I
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落錘鍛造與平面鍛造的不同，在于落錘鍛造的錘有模穴,，工作件在模穴中承受兩方面的壓力或沖擊力作用,，進(jìn)而依模穴的形狀作塑性變形。 如下圖所示,，為了使金屬的流動(dòng)能確實(shí)而充份,，往往將鍛造分為若干級(jí)次，每級(jí)的變化為漸進(jìn)式,，以利控制流動(dòng)方向,，至于級(jí)數(shù)的多寡， 端視鍛件的形狀與大小,，金屬的可鍛性及工件尺寸精度要求,。
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3、壓力鍛造（鍛壓） | Press Forging
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壓力鍛造是以慢速的壓力,，使金屬在模內(nèi)擠壓造形的鍛造法,，由于金屬受力的時(shí)間頗長(zhǎng)，擠壓作用不僅行之于鍛件表面，也及于工件的中心部份,，因此,，能達(dá)到內(nèi)外均一的效果，其制品的質(zhì)量亦較錘鍛者為佳,。* X0 b/ s, J# \4 h- o& V7 S; a& s
' h$ m# V& w* O) w鍛壓用于手機(jī)外殼制程可有效減少CNC的時(shí)間,，從而相對(duì)成本較低；并且可選用鋁含量超過(guò)95%的鋁合金,，可進(jìn)行陽(yáng)極氧化,。制程：先通過(guò)鍛壓得到較厚的手機(jī)結(jié)構(gòu)件粗型；再CNC銑掉不需要的部分,；NMT得到金屬+塑料一體結(jié)構(gòu)件,；陽(yáng)極氧化表面處理；最后膠合天線蓋,。
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' z( W: @, v7 @如OPPO R7/R7 PLUS,，如下圖; o9 v, Q- J) [6 C. W" [
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4、鍛粗或端壓鍛造 | Upset Forging
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鍛粗或端壓鍛造通常是針對(duì)一均勻長(zhǎng)桿的一端欲進(jìn)行鍛粗或造形而來(lái),，如下圖所示,。將長(zhǎng)桿在模子內(nèi)夾緊，其一端加熱至高溫,，并順其軸向,，再該端加壓，使其鍛粗或造形,。 : f( |0 l) D& ~2 w5 `8 u
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5,、滾軋鍛造 | Roll Forging5 h: j9 S0 I6 e2 b' A
& P. b- r3 U! }滾軋鍛造的原理如下圖。
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以兩個(gè)非百分之百為圓形的輥?zhàn)樱ㄓ?25~75%的直徑縮減率,，其余部份可依需要切成槽形）,，將桿料送入其間并夾持之，而后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),，使桿料受軋壓,，使直徑縮減并向前推送；當(dāng)輥?zhàn)釉俎D(zhuǎn)到開(kāi)口位置時(shí),，可將桿料抽回到原來(lái)的位置,，以備次一循環(huán)軋滾，或送到另一溝槽作另一種施工,。
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沖壓 | Punching. R$ a- Y, G I3 e
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金屬?zèng)_壓成型是一種金屬冷處理加工方法,，又被稱(chēng)之為冷沖壓或板料沖壓，借助沖壓設(shè)備的動(dòng)力,，使金屬板材在模具內(nèi)直接受力成型,，沖壓的零件廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零件制造和家用電器的制造,。7 T& c; c" p6 ^$ |: n, l# l$ I
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適用材料：適合大多數(shù)金屬板材，尤其適合：碳鋼板,，不銹鋼板,，鋁板，鎂板,，銅板和鋅板; J3 O4 z! W; j9 n& B! K& k
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工藝過(guò)程: \: v. \3 Y( u
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! n3 n) X1 _1 q0 Q1,、將金屬板材固定在模具臺(tái)面上4 n; C! l, k; p& ]( A$ E1 k
2、上方?jīng)_頭垂直下落,，使金屬板材在模具內(nèi)部受力成型
, s* c1 B3 e W% ] b$ k' t$ {3,、沖頭上升，零件被取出等待下一步修邊打磨工序,，整個(gè)過(guò)程在1s-1min左右
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最近新上市的紅米Note3使用的就是沖壓工藝制作的金屬后蓋,。2 T7 r" ?2 f; h$ Z9 ?' E
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沖壓的一個(gè)直接好處就是節(jié)省成本，不用經(jīng)納米注塑,，打磨后直接陽(yáng)極氧化,，量產(chǎn)爬坡很快；但該技術(shù)的缺點(diǎn)是機(jī)身上下兩端必須是塑料拼接,。無(wú)法做復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，只能用來(lái)做后蓋。
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CNC | 數(shù)控機(jī)床
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CNC俗稱(chēng)“數(shù)控機(jī)床”,，即由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床,。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)譯碼,，使機(jī)床執(zhí)行規(guī)定好了的動(dòng)作,，將一塊原始的金屬板材通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間精密加工，最終打造成想要的形狀,。% J$ o/ u4 a1 O' \$ L
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f4 C! E7 C) x0 ]/ bCNC金屬一體成型,，也就是Unibody一體成型機(jī)身工藝,。先是運(yùn)用在蘋(píng)果iPod,，iPad，MacBook中,，最終在iPhone5這一代產(chǎn)品上得以實(shí)現(xiàn),，開(kāi)始引領(lǐng)全金屬手機(jī)的狂潮。
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. c7 h1 ?! R9 jiPhone 5,、6采用鋁合金一體成型,，即機(jī)身和邊框都是由一整塊鋁合金CNC加工而成，但考慮到手機(jī)的射頻信號(hào)問(wèn)題,，機(jī)身會(huì)被分割成幾段,，一般在上下兩端選擇注塑等隔斷,。
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為了獲得更高品質(zhì)的外觀，還將進(jìn)行陽(yáng)級(jí)氧化,、噴砂,、拋光等表面處理，成就獨(dú)特的色彩和光滑的觸感,。5 D3 d# C9 a1 T9 v5 r- i
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發(fā)表于 2016-12-19 21:41:58
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