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原来如此,手机金属外壳的CNC加工
- 2019-05-30-

  这个用户体验极受重视的年代,越来越多的手机、笔记本、可穿戴设备厂商开始在外壳材质上发力。仅从手机领域来看,手机外壳材质也正逐渐从工程塑料向金属过渡。

  手机外壳材质演变期间出现过许多种组合方式:塑料与金属、玻璃与金属、全塑料、全玻璃等,但最终都没有盖过全金属材质的风头。从实际触摸体验上,全金属手机确实在多方面拥有出众的体验,无论外观还是手感上都要比其他材质更胜一筹。

  一提全金属,必提CNC。目前,3C产品的全金属外壳基本都是由数控机床(Computernumericalcontrolmachinetools,CNC)加工的。CNC因其效率高、精度高、加工质量稳定的优点成为3C外壳厂商的必备设备。

  全金属一体式CNC加工工艺最早由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成,经精密加工先切削成为一体式机身的雏形,随着机身渐渐成形,机身上的键盘形状和各种细微构造均被铣削出来。此过程共包含九道数控铣削工艺,九道工艺之后便获得精密的一体成型外壳。

  外壳厂商从编程到获得成品需要经过粗加工,半粗加工,半精加工,精加工等多道工序,很多时候全过程需要10个以上工站才能获得成品,想要提高良品率,每个过程都需要严格管控。

  1、CNC加工前序工作:建模与编程

  CNC加工开始前,首先需要建模与编程。3D建模的难度由产品结构决定,结构复杂的产品建模较难,需要编程的工序也更多、更复杂。编程囊括了加工的工序设定、刀具选择,转速设定,刀具每次进给的距离等等。此外,不同产品的装夹方式不同,在加工前要设计好夹具,部分结构复杂产品需要做专门的夹具。

  编程包含了整个产品的加工工艺,后续虽然都是CNC自动化完成,但前期编程一定要实践经验丰富的人员来操作,避免多次试错提高成本。

  二、主要加工工艺

  使用高速钻攻中心将铝板材精准地铣成一定尺寸的规整三维体积,准备进行下一道工序加工。

  粗铣:定位后粗铣出内腔结构、与夹具结合的定位柱、铣去外部大部分冗余材料。

  铣天线槽:全金属外壳的信号问题很棘手,需铣出天线槽为信号留出传输路径,保持必要的连接点来保证机身强度与整体感。

  CNC精加工:精铣内腔、外部结构、外表面、侧边等。

  抛光:使用高速精密CNC机床进行抛光,消除刀纹,为后续喷砂做准备。

  喷砂:将金属表面处理成磨砂效果。

  阳极处理:

  一次阳极:为手机上色,阳极氧化把铝变为金色。同时提高表面材质的稳定性

  二次阳极:机身表面形成坚固而致密的氧化膜,耐磨性进一步增强。

  塑料外壳成型使用注塑工艺,只需开模便可批量生产,良率很高。而全金属机身的CNC加工良率则由外壳的结构复杂性与精度要求共同决定,很难达到塑料外壳那样的高良率,为了平衡高成本,大多制造企业在面对价格战时会选择购置大批CNC设备来降低综合成本,达到生产率的要求。