В настоящее время на рынке, где пользовательский опыт стал главным приоритетом, производители смартфонов, ноутбуков и носимых устройств все чаще обращают свое внимание на материалы, используемые в корпусах продуктов. В частности, в секторе смартфонов материалы корпусов эволюционируют от инженерных пластиков к металлам.
На протяжении многих лет были опробованы различные комбинации материалов: пластик с металлом, стекло с металлом, полностью пластиковые и полностью стеклянные конструкции. Тем не менее, ни одному из них не удалось соперничать по популярности с цельнометаллическим корпусом. С точки зрения внешнего вида и ощущений, цельнометаллический смартфон явно обеспечивает более премиальный и удовлетворительный пользовательский опыт по сравнению с другими вариантами.
И всякий раз, когда речь заходит о цельнометаллической конструкции, на сцену неизбежно выходит ЧПУ. Сегодня практически все цельнометаллические корпуса для продуктов 3C (компьютеры, средства связи и бытовая электроника) производятся с помощью станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Благодаря своей высокой эффективности, превосходной точности и стабильному качеству, ЧПУ стало незаменимой технологией для производителей корпусов.
Процесс обработки цельного корпуса с ЧПУ был впервые предложен компанией Apple. Метод начинается с цельного алюминиевого блока, который отливается под давлением в черновую заготовку. Затем эта заготовка подвергается тщательной обработке, постепенно приобретая форму бесшовного шасси. По мере того, как процесс продолжается, вытачиваются сложные элементы, такие как контуры клавиатуры и другие мелкие детали. В общей сложности требуется девять отдельных этапов фрезерования с ЧПУ, прежде чем будет получен безупречный цельный корпус.
От первоначального программирования до готового продукта производители должны пройти через несколько этапов — черновую обработку, получистовую обработку, полуточную обработку и окончательную чистовую обработку. Во многих случаях для завершения изготовления корпуса требуется более десяти рабочих станций. Для достижения приемлемой урожайности каждый этап должен строго контролироваться.
Шаг 1: Моделирование и программирование
Прежде чем приступить к механической обработке, первым этапом является 3D-моделирование и программирование. Сложность модели зависит от конструктивного оформления изделия. Чем сложнее структура, тем сложнее моделирование и тем сложнее требования к программированию.
Программирование включает в себя определение последовательности обработки, выбор режущих инструментов, установку скоростей вращения шпинделя и определение скорости подачи. Для разных продуктов также требуются разные методы зажима, а для некоторых сложных конструкций даже требуются специальные приспособления.
Поскольку программирование диктует весь производственный процесс, им должны заниматься высококвалифицированные инженеры. В то время как сама обработка автоматизирована, плохо написанная программа может привести к дорогостоящим пробам и ошибкам, что приведет к увеличению производственных затрат.
Шаг 2: Основные процессы обработки с ЧПУ
Производство цельнометаллического корпуса смартфона включает в себя несколько ключевых процессов с ЧПУ:
- Первичное фрезерование блоков:Высокоскоростной сверлильно-резьбонарезной центр фрезерует алюминиевую заготовку в точный трехмерный блок, готовый к последующим этапам.
- Черновое фрезерование:После позиционирования внутренняя полость, точки подключения приспособления и большая часть лишнего внешнего материала отсекаются.
- Фрезерование щелевых пазов антенны:Поскольку цельнометаллические корпуса создают помехи для передачи сигнала, прорези антенн должны быть фрезерованы для создания путей передачи сигналов с сохранением структурной целостности.
- Прецизионная отделка:Внутренняя полость, внешние контуры, боковые стенки и внешние поверхности тонко фрезеруются для обеспечения точности.
- Полировка:Высокоскоростные прецизионные станки с ЧПУ полируют поверхности, удаляя следы инструмента и подготавливая их к пескоструйной обработке.
- Пескоструйная очистка:Металл обрабатывается для достижения равномерной матовой текстуры.
- Анодирование:
- Первичное анодированиеДобавляет цвет корпусу (например, превращая алюминий в золотой) и повышает устойчивость поверхности.
- Вторичное анодированиеСоздает плотную оксидную пленку, которая значительно повышает долговечность и износостойкость.
В отличие от пластиковых корпусов, которые могут быть серийно изготовлены с высоким уровнем выхода продукции за счет литья под давлением, цельнометаллические корпуса гораздо более сложны. Их производительность в значительной степени зависит как от конструктивной сложности, так и от требований к точности, что затрудняет достижение такой же эффективности производства.
Чтобы компенсировать более высокие затраты, многие производители инвестируют в большой парк станков с ЧПУ, что помогает снизить общие производственные затраты и сохранить конкурентоспособность на ценовых рынках, сохраняя при этом требуемый уровень производства.
