Aujourd’hui, sur un marché où l’expérience utilisateur est devenue une priorité absolue, les fabricants de smartphones, d’ordinateurs portables et d’appareils portables se tournent de plus en plus vers les matériaux utilisés dans les boîtiers de produits. Dans le secteur des smartphones en particulier, les matériaux des boîtiers ont évolué, passant des plastiques techniques aux métaux.
Au fil des ans, diverses combinaisons de matériaux ont été essayées : plastique avec métal, verre avec métal, tout plastique et tout verre. Pourtant, aucun n’a réussi à rivaliser avec la popularité du corps entièrement métallique. Du point de vue de l’apparence et de la convivialité, un smartphone entièrement métallique offre clairement une expérience utilisateur plus haut de gamme et plus satisfaisante par rapport aux autres options.
Et chaque fois que l’on parle d’une construction entièrement métallique, la CNC entre inévitablement en jeu. Aujourd’hui, pratiquement tous les boîtiers entièrement métalliques des produits 3C (ordinateurs, communications et électronique grand public) sont fabriqués par usinage CNC (Computer Numerical Control). Avec son rendement élevé, sa précision supérieure et sa qualité constante, la CNC est devenue une technologie indispensable pour les fabricants de boîtiers.
Le processus d’usinage CNC monocoque a été mis au point pour la première fois par Apple. La méthode commence avec un bloc d’aluminium solide, qui est moulé sous pression dans une billette brute. Cette billette est ensuite usinée avec précision, prenant progressivement la forme d’un châssis sans soudure. Au fur et à mesure que le processus se poursuit, des éléments complexes tels que les contours du clavier et d’autres détails fins sont fraisés. Au total, neuf étapes de fraisage CNC distinctes sont nécessaires avant d’obtenir un boîtier monocoque impeccable.
De la programmation initiale au produit fini, les fabricants doivent passer par plusieurs étapes : usinage grossier, semi-finition, usinage semi-précis et finition finale. Dans de nombreux cas, plus de dix postes de travail sont nécessaires avant qu’un caisson ne soit terminé. Pour obtenir des rendements acceptables, chaque étape doit être étroitement contrôlée.
Étape 1 : Modélisation et programmation
Avant le début de l’usinage, la première étape est la modélisation 3D et la programmation. La complexité du modèle dépend de la conception structurelle du produit. Plus la structure est complexe, plus la modélisation est difficile et plus les exigences de programmation sont élaborées.
La programmation comprend la définition de la séquence d’usinage, la sélection des outils de coupe, le réglage de la vitesse de la broche et la détermination des vitesses d’avance. Différents produits nécessitent également des méthodes de serrage différentes, certaines conceptions complexes nécessitant même des fixations personnalisées.
Parce que la programmation dicte l’ensemble du processus de production, elle doit être gérée par des ingénieurs hautement expérimentés. Bien que l’usinage lui-même soit automatisé, un programme mal écrit peut entraîner des essais et des erreurs coûteux, ce qui fait grimper les coûts de production.
Étape 2 : Procédés d’usinage CNC de base
La production d’un boîtier de smartphone entièrement métallique implique plusieurs processus CNC clés :
- Fraisage initial des blocs :Un centre de perçage et de taraudage à grande vitesse fraise la billette d’aluminium en un bloc tridimensionnel précis, prêt pour les étapes suivantes.
- Fraisage grossier :Après le positionnement, la cavité intérieure, les points de connexion du luminaire et la majeure partie de l’excès de matériau externe sont coupés.
- Fraisage de la fente d’antenne :Étant donné que les boîtiers entièrement métalliques interfèrent avec la transmission du signal, les fentes d’antenne doivent être fraisées pour créer des voies pour les signaux tout en préservant l’intégrité structurelle.
- Finition de précision :La cavité intérieure, les contours extérieurs, les parois latérales et les surfaces externes sont finement fraisés pour plus de précision.
- Polissage:Des machines CNC de précision à grande vitesse polissent les surfaces, enlèvent les marques d’outils et les préparent pour le sablage.
- Sablage:Le métal est traité pour obtenir une texture mate uniforme.
- Anodisation:
- Anodisation primaireajoute de la couleur au châssis (par exemple, en transformant l’aluminium en or) tout en améliorant la stabilité de la surface.
- Anodisation secondaireCrée un film d’oxyde dense qui améliore considérablement la durabilité et la résistance à l’usure.
Contrairement aux boîtiers en plastique, qui peuvent être produits en série avec des taux d’élasticité élevés par moulage par injection, les boîtiers entièrement métalliques sont beaucoup plus complexes. Leur rendement dépend fortement de la complexité structurelle et des exigences de précision, ce qui rend difficile l’obtention de la même efficacité de production.
Pour compenser la hausse des coûts, de nombreux fabricants investissent dans de grandes flottes de machines CNC, ce qui permet de réduire les coûts de production globaux et de maintenir la compétitivité sur les marchés axés sur les prix, tout en respectant les niveaux de production requis.
