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工厂探秘:原来手机外壳经历如此劫难,才变得好看!

发布时间:2015-10-27 上午10:47

作者: Feelinghome

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在国内的手机产品发布会上,我们经常会看到这样的视频:火花钢屑飞舞的车间内,一块钢板铝板被徐徐送上机床,四下固定,让其不得动弹,然后一根金属棒以刁钻的角度毫不留情地刺入钢板,在无数个九浅一深之后,这块原本粗糙的板材就变得轻盈而光洁。

再然后,后置相机的6P镜头模组组成弹簧弹出状,前后面板打上高光,来自高通的骁龙8×0处理器给上渲染图特写,镜头角度转换,画面运动节奏快慢交替,音乐**的来临,手机的各个组件也随之合而为一,当当当,一部国产神机就此降临。

其实厂商们把手机外壳加工工艺渲染得这么梦幻,无非就是想说,我们的工艺很精湛,成本很高,这种“宇宙超级梦幻炫酷CNC 360度转体”加工工艺值得让你掏钱。

然而,正常的生产车间没有摄影师打上日式的暖光,也没有澎湃的音乐,有的只是笨重的机床,还有嘈杂的噪音。光鲜之下,是时候还原一下真正的手机外壳制造之旅了。



全CNC,还是压铸?

在还原这段手机外壳制造之旅之前,有必要搞清楚两(三)个概念,全CNC工艺和压铸工艺,以及CNC + 压铸,全CNC手机中框是通过CNC加工中心将一块铝板(或其他金属材料)铣成特定的形状,压铸则是利用模具腔对融化的金属施加高压,将流体金属压铸冲压成固态的金属外壳或中框,当然还有把两种工艺结合的做法。

用阑尾想一下也知道,全CNC工艺的成本比较高,材料浪费也比较多,当然,这种工艺下的中框或外壳质量也好一些。而压铸的原则就是不浪费,节省时间和成本,但是不利于后期的阳极氧化工艺,还可能留下沙孔流痕等等影响质量和外观的小问题,当然,厂商们都有一个良品率的概念,靠谱厂商不会让这些次品流入到后面的生产环节中去的。

明白了两种工艺的异同之后,就开始谈如今在千元机上也崭露头角的金属外壳加工工艺了。我们得到的这份某公司内部材料,其手机外壳采用的就是压铸工艺。


压铸阶段

在进行压铸之前,我们看到的是原始的铝材,因为纯铝的强度和硬度都不够,所以事实上手机上用到的都是铝合金,并且根据配方不同,有着不同的特性。比如 iPhone 6 用的 6000 系铝合金强度就不够,但是延展性好一些,就容易被压弯。而 iPhone 6s 用的 7000 系强度就高很多,但是更脆了,它更难被压变形,但是一旦超过受力负荷,就不是变弯,而是断裂了。

好了,根据厂商诉求不同,铝合金的配方也有所不同,比如下方的铝材就加入了稀土、钛和钴等贵金属,当然,这些贵金属的比例都很低,并且相比于金和铂等真正的贵金属其实也不那么贵。

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既然是压铸的话,就不可能是直接拿铝材开刀,而是需要将铝材融化成流体,方便后续在模具中冲压成型,所以下方这张图片是带着温度的。
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当这些金属变成流体之后,就是时候注入压铸机内,这是铝一生中最艰苦的时刻,铝水从蛛网状的槽里慢慢流下,接受了难以想象的冲压,最后就成了一块外壳的雏形。虽然看起来比较简单,但是即使这样的环节,外壳加工中还是要时时防范出现沙孔,一旦有了沙孔,在后续的加工切割中,就会出现有小坑的状况,所以这里仍然需要改进工艺和模具结构,这个试错改进的过程当中会浪费大量的原材料。
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当一缕缕铝水前赴后继,接受冲压之后,机械手会将外壳粗坯剥离,送往流水线上接受下一轮的考验。
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喷漆阶段

在前面的压铸阶段结束后,这些有了雏形的外壳该接受下一个选择了,是像 iPhone 那样接受阳极氧化处理,成就冰冷的金属质感呢,还是接受喷漆,给自己穿上温润的外衣?这看起来是个很难的抉择。但是现实却跟审美无关:压铸外壳不利于做阳极氧化处理,另外还有一些产品差异化的考虑等等。

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经过机床加工,冲掉多余的部分,磨掉毛刺之后,就可以看到外壳已经基本成型了。至于上面那个开口,则是为了注塑而留的,这个后盖上面的小孔等都是 CNC 加工出来以便注塑,加固机身。这个逻辑就跟 iPhone 6 开始的背部白带条一样,为了让天线信号通畅,后盖是不能使用完全的整块金属。所以在天线部分,我们总会看到有塑料的痕迹,这一点目前没有办法克服,而这部分的塑料也不算是喷点。
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在注塑完成之后,经过再次打磨,接下来就是喷漆的过程了,厂商们肯定是不会拿上面的素颜外壳直接上的。喷漆的过程其实也是个技术活,手机在背部的塑料和金属部分有明显的分界线,如果喷漆工艺不够好的话,这个分界线会依然可见,因此看不看得见这个金属和塑料的分界部分,就是判断喷漆工艺好不好的重要指标。下方的手机壳会在流水线上慢慢前进,8 组 16 个喷头会对外壳进行全方位的喷涂,以保证均匀。
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喷漆完毕之后,就是进行烤漆了,下面像蘑菇丛林的就是烤漆的过程。并且,喷漆和烤漆一般来说不是一次就好,而是多次循环进行。并且在烤漆和喷漆之间,还会有再次的打磨,这组手机壳最终会经历 5 次喷漆,5 次烤漆和 2 次打磨。通常第一遍是底漆,最后一遍的漆料中会加入珠光粉或者铝粉,以保证质感和观感。
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CNC阶段

到了这一步,就是手机厂商们最喜欢放出来的部分了,因为这个部分有一个非常好听的环节,叫钻石切割。

不过在这个钻石切割之前,厂商们还需要给摄像头、音量键、扬声器等等部分开孔,下方就是给外壳开摄像头孔的画面。

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在各个孔开好之后,就是喜闻乐见的钻石切割环节了,说起来叫钻石切割并不是因为切出来的边框晶莹剔透像钻石一样,而是完成切割的刀具就是钻石。
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下面可以看到切割道具前方有黄色的部分,那就是钻石,至于为什么它和钻戒上的钻石相比显得黯淡平凡,我猜它应该是人造金刚石,有天然钻石的硬度,但是没有经过切割后钻石的光泽。下方也可以看到,经过切割的外壳边缘已经有很好的高光感了。和前面的喷漆烤漆弄一遍不够类似,这里的钻石切割也不能一遍完事,两遍最少,三遍算是业界良心,毕竟多一个步骤,就多一些成本。
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需要指出的是,为了保证切割的宽度和角度严格一致,这里还得动用一种叫激光对刀仪的东西,来把控好切边的刀纹路粗细和切边宽度大小,毕竟这个世界上,最直的不是王力宏,而是光线。简单来讲,就是激光对刀先在要切的地方走一圈,根据被测物的形状测出数据反馈到CNC机床,然后切割才能开动。

好了,这里给本次手机外壳制造之旅的MVP钻石切割刀一个特写。

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厂商们展现给我们的是一个光鲜的过程,但是在实地中我们发现,从一坨铝疙瘩,变成精致的外壳,经历的过程一点儿都不少,有些过程甚至堪称繁琐,不过就像姑娘们为了好看都愿意在脸上动刀子一样,在外壳上动刀也是应该的。
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???标签: 手机外壳 cnc
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发布时间:2015-10-28 上午8:03

作者: tony_zy2000

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第2楼 回复主题:工厂探秘:原来手机外壳经历如此劫难,才变得好看! 发布时间:2015-10-28 上午8:35

作者: Xinhua_feng

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第4楼 回复主题:工厂探秘:原来手机外壳经历如此劫难,才变得好看! 发布时间:2015-10-28 上午9:18

作者: JackyWu168

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