陶瓷

5G时代的新贵手机陶瓷板材加工新技术

发布时间:2022/7/14 17:27:39   

年堪称手机陶瓷盖板储备元年,主流手机品牌OPPO加入陶瓷阵营,R15陶瓷黑版成功对精密陶瓷在手机盖板上的应用起着极大的推进作用。各大厂商对手机陶瓷不断探索:小米发布了令人惊艳的彩色版陶瓷,MIX2S翡翠绿;年,三星发布GalaxyS10+的陶瓷版本,小米发布mix3版本均可支持5G;LG也有望批量生产陶瓷手机;华为、vivo将可能加入陶瓷阵营,陶瓷手机将进入各家争艳的时代。

图精密陶瓷手机盖板

陶瓷板材取代传统板材三大优势:不屏蔽信号、无线充电、新消费审美

手机陶瓷板材成为5G时代的新贵,原因何在?

众所周知,5G的通信频段覆盖了3.3GHz-4.2GHz、4.4GHz-5.0GHz的低频段以及26GHz/28GHz/39GHz的毫米波高频段。如果仅仅是5G的低频段信号,与目前使用的4G和WIFI的主要频段相差不大,原有的金属外壳则也适用。但对于5G通信的高频毫米波段,情况就出现了很大的变化,如采用金属外壳信号基本会被屏蔽,金属外壳已不适用于高频毫米波段。同时,由iPhoneX带来的无线充电概念,也可预见无线充电会在中高端品牌的旗舰机中得到普及,而金属外壳材料本身属性同样不适用于无线充电。另外,消费者对铝合金、不锈钢等金属类材质长达6年的使用,也开始产生审美疲劳,对于手机外壳新材料的渴望日渐迫切。

为了简化手机天线和手机外壳的设计,以及满足消费者的新需求,非金属材料外壳的发展方向逐渐成为行业共识。陶瓷、玻璃、蓝宝石和复合材料等传统难以加工的硬脆性材料开始备受行业青睐。然而,这对以金属加工为主的传统设备和工艺都提出了极大的挑战。

汇专科技在很早就已经洞察5G新材料应用趋势和加工挑战,并在年开始着力研发超声波加工技术。面对传统难以加工的陶瓷类硬脆粘性材料,提出了全新的解决方案——超声装备产品系列和整体PCD多刃系列。

超声装备

汇专科技超声装备,包含两个基础部件超声波发生器和超声波刀柄。超声波发生器将市电转化成超声波频率的电能信号,通过无线传输装置传递到超声波刀柄的换能器中。换能器将电能转化为机械能,使刀柄产生超声波频率的谐振,将传统的连续切削,转为脉冲式的断续切削,获得了更优秀的加工性能,主要表现在:

1)降低切削力

在刀具上施加二维振动,使得刀具瞬时切削力绝对值降低的同时,平均切削力也降低到普通切削的1/3-1/10。

2)提高加工精度

虽然刀刃在振动,但在刀刃与工件接触并产生切削的时间内的各个瞬间,仅刀刃所处的位置在切削,过程中总是保持恒定不变的,而且由于工件也不随时间发生弹性振动,从而提高了加工精度。

3)降低切削温度

切削力以脉冲波形起作用,切削热同样以脉冲波形起作用。这与普通切削有很大的差别。如同平均切削力急剧减少的情况一样,平均切削温度可以大幅降低。

4)消除积屑瘤

振动切削时,由于切削温度较低,并且由于在刀具-工件振动系统的不稳定领域中的切削生成作用,即切屑是在过渡现象中产生的。因此,即使存在产生积屑瘤的因素,由于刀具在一个周期中的切屑时间极短,积屑瘤也来不及附着上去。

年初,汇专科技量产的超声波加工产品已广泛用于第5代手机通讯陶瓷、玻璃、蓝宝石、3D玻璃石墨模具、碳钎维复合材料等加工项目,开启了3C行业硬脆性材料加工的5G新时代。

整体PCD多刃刀具系列

汇专科技最新研发的整体PCD多刃产品系列颠覆传统刀具设计理念,刀具刃数最多可达刃以上,替代传统磨削加工,实现脆硬材料切削加工。其刃口材料采用PCD,硬度达HV,为硬质合金的4-5倍,同时摩擦系数仅为0.1-0.3,使用该材料加工脆硬性工件可有效减小切削力和提高表面质量,值得一提的是其加工工件表面粗糙度可达0.1μm以下。另外多刃多断削槽设计使切屑快速粉末化,实现快速排屑,从而有效提高刀具稳定性和加工效率。

陶瓷材料的发展前景

随着技术沉淀与加工工艺的不断改善,陶瓷手机3D盖板中框一体工艺在逐步成熟,陶瓷的表面装饰工艺也有了极大突破。精密陶瓷不仅给手机盖板带来新面貌,还将在高导热系数的5G复合材料、电子烟雾化芯、可穿戴等产品上大展身手。陶瓷产业链爆发在即,市场潜力巨大,相信专注于陶瓷类硬脆材料的超声波加工技术也将引起行业内越来越多的

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