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近兩年來,，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：
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; U e) A& a- s- B& i; k1,、CNC+陽極：iPhone 5/6, HTC M7' r, H" N+ F% O4 N' J- W: k
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' H( f/ a) a _9 G2 f9 C2、鍛造+CNC：華為P8,，HTC M8& y8 X' B5 B: N- U* j* D
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' c; a: I9 W7 c7 |. _9 D3,、一次壓鑄：三星A71 L% d* Z$ u' @9 Q, H" k
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4、沖壓,、液壓成型：HTC ONE MAX
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5,、沖壓+CNC：華為MATE 7
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2 P# v, n6 B) ?! r" B2 d n# k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)計性,、外觀質(zhì)感的比較,。
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從整體上分析，一個工藝?yán)走_(dá)圖的面積越大,，一般說明其綜合性能越佳,；從單個維度分析，每個維度劃分了10個等級,，分?jǐn)?shù)越高說明某個工藝在該維度越佳,。
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鑄造 | Casting
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1 S* T3 Z! v& F3 V+ X7 E2 i鑄造是人類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間,。' V" k8 D( g ?9 F3 g# K
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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,。+ S+ D+ R, l/ x8 _: D& h0 p" w* E0 l1 k
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圖：液體金屬--充型--凝固收縮--鑄件
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鑄造的分類
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一,、重力鑄造 | Gravity Casting
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, t- {" }9 h F' J' }" x是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝，也稱澆鑄,。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,、開模得到產(chǎn)品,。
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6 ~. o9 I1 g* u5 z$ N重力澆鑄具有工藝簡單，模具成本低,，內(nèi)部氣孔少,，可進(jìn)行熱處理等優(yōu)勢，但同時具有致密性差,，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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& i7 e( m g. m1 U二,、壓力鑄造(壓鑄) | Die Casting
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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,。2 ]! m' K; _; n
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- x- h# K& ^, `! h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（熱處理時內(nèi)部氣體會膨脹，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)鼓包或裂開等缺陷）及加工量過大的后期機(jī)加工（避免穿透表面致密層,，露出皮下氣孔,，造成工件報廢）。
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; C% d9 H; j' ?- h$ s不過,，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,，涂裝之后可能會因為顯得像塑料而失去高檔感,。
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壓鑄工藝應(yīng)用于手機(jī),，可因為表面無法陽極氧化，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。
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近日,，日本歐達(dá)可公司(OTAX)宣布開發(fā)出低成本壓鑄工藝實現(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,。! k/ I% [$ g u/ \
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鍛造 | Forging2 U6 ^" I; w: u9 f8 a
r9 J4 o! b; g+ e% K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
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1,、錘鍛或打鐵 | Hammer or Smith Forging6 k/ n, P4 S# @ P
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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,。# T% h" A- N) D ~! z
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2,、落錘鍛造 | Drop Hammer Forging
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, y: A6 R; h; y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,，為了使金屬的流動能確實而充份,，往往將鍛造分為若干級次，每級的變化為漸進(jìn)式,，以利控制流動方向,，至于級數(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,。; b. F. k) {% l# c, j( H0 ]
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0 C0 w" k5 `7 l. ~3,、壓力鍛造（鍛壓） | Press Forging
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4 ?* b; X5 p: e9 v4 Q! B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,，由于金屬受力的時間頗長,，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,。
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5 ~1 H$ m8 |% o6 Z) f; a鍛壓用于手機(jī)外殼制程可有效減少CNC的時間,，從而相對成本較低；并且可選用鋁含量超過95%的鋁合金,，可進(jìn)行陽極氧化,。制程：先通過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,；陽極氧化表面處理；最后膠合天線蓋,。( y! N/ g( k1 A5 T! s( e
2 A1 A' C+ n1 c7 R/ I' e如OPPO R7/R7 PLUS,，如下圖3 @" j8 S1 z" I
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4、鍛粗或端壓鍛造 | Upset Forging6 j6 p+ _" y5 m
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鍛粗或端壓鍛造通常是針對一均勻長桿的一端欲進(jìn)行鍛粗或造形而來,，如下圖所示,。將長桿在模子內(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,。
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5、滾軋鍛造 | Roll Forging: P6 F: ?2 G; @5 `4 i/ X, p9 v
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滾軋鍛造的原理如下圖,。
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! Q. I3 k9 U* c/ ]8 ?以兩個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,，使桿料受軋壓，使直徑縮減并向前推送,；當(dāng)輥?zhàn)釉俎D(zhuǎn)到開口位置時,，可將桿料抽回到原來的位置，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
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金屬沖壓成型是一種金屬冷處理加工方法,，又被稱之為冷沖壓或板料沖壓，借助沖壓設(shè)備的動力,，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)用于汽車零件制造和家用電器的制造。: Q' l i& k" w% D% k( o& V
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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) p8 ?1 Q- _ s
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工藝過程
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* y2 M r2 ]# R0 u: S1、將金屬板材固定在模具臺面上
6 {9 d e7 m* v0 b2,、上方?jīng)_頭垂直下落,，使金屬板材在模具內(nèi)部受力成型
: }( v4 C ~. N( ?$ _# F! E3、沖頭上升,，零件被取出等待下一步修邊打磨工序,，整個過程在1s-1min左右/ Y: s$ x+ C( K: u1 a7 J
* n+ R" \7 g% C/ p, \% X( D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。8 {' K& _: J+ L( \1 \
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9 h% ]3 y |& X) W沖壓的一個直接好處就是節(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,。無法做復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只能用來做后蓋,。
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% t: v3 E6 O0 D# BCNC | 數(shù)控機(jī)床4 C/ F$ ]+ `" }1 n- q% i5 Y. Z
: ~5 \' {0 v) e$ t3 y0 k9 QCNC俗稱“數(shù)控機(jī)床”,，即由程序控制的自動化機(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指令規(guī)定的程序,，通過計算機(jī)譯碼,，使機(jī)床執(zhí)行規(guī)定好了的動作，將一塊原始的金屬板材通過長時間精密加工,，最終打造成想要的形狀,。
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0 ~/ E- Q& y$ e& o$ ECNC金屬一體成型，也就是Unibody一體成型機(jī)身工藝,。先是運(yùn)用在蘋果iPod,，iPad，MacBook中,，最終在iPhone5這一代產(chǎn)品上得以實現(xiàn),，開始引領(lǐng)全金屬手機(jī)的狂潮。: E( d& o; {4 O4 b8 s! L# K$ v
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6 V3 M6 m) O9 CiPhone 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)的射頻信號問題，機(jī)身會被分割成幾段,，一般在上下兩端選擇注塑等隔斷,。8 ?( X$ p$ O' u5 D
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為了獲得更高品質(zhì)的外觀，還將進(jìn)行陽級氧化,、噴砂,、拋光等表面處理，成就獨(dú)特的色彩和光滑的觸感,。1 N5 ]9 F8 z7 D* @
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* n; X9 ~0 G# m+ ^文章由模內(nèi)裝飾資訊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開資料整理6 u% P: Y F; j) j* B3 ?4 x; z
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發(fā)表于 2016-12-19 21:41:58
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