儘管iPhone7最終沒有採用盛傳中的玻璃機身,但這並沒有影響市場對於3D玻璃的關注度。柔性顯示屏對手機、可穿戴式設備而言是革命性的突破,而3D玻璃才能貼合柔性屏起到物理保護作用。目前,三星S6 edge、三星S7、小米Note、小米5、VIVO Xplay 5等主流手機廠商已經使用了3D玻璃顯示屏和3D玻璃後蓋,蘋果、華為、OPPO等手機主機廠也將於2017年推出採用3D玻璃的手機。3D玻璃將成為電子產品市場的材料新秀。
3D玻璃具有輕薄、透明潔淨、抗指紋、防眩光、堅硬、耐刮傷、耐候性佳等特點,可型塑做出3D多形狀外觀具有產品特殊設計新穎性與質感佳,又可增加弧形邊緣觸控功能帶來出色的觸控手感,還可完善出更好的握感體驗。
除了3D玻璃自身的有點之外,蘋果選擇3D玻璃也是手機機身和科技發展的必然趨勢。
1,OLED催化旗艦手機採用3D玻璃。
蘋果手機將採用OLED屏幕,蓋板玻璃需要配合做成3D形狀,而背板玻璃基於握感和美觀度的要求也需要升級至3D玻璃。據可靠消息,蘋果2018年的全部iPhone手機都會採用OLED屏幕。3D玻璃已然成為蘋果未來設計的的必然趨勢。
2,手機產品的創新促使了3D玻璃再手機上的應用。
蘋果顯然在計劃採用全新的設計,以使得iPhone與競爭產品區分開來。目前蘋果很多的競爭對手都是出售使用鋁製外殼的智慧型手機,新一代iPhone採用玻璃後殼可以實現產品差異化。
3,隨著技術的發展,成本的降低、消費者的體驗需求進一步推動3D玻璃的發展。
目前能做手機外殼的非金屬材料通常有聚碳酸酯(塑料,功能機常用,已被淘汰)、玻璃(iPhone4用玻璃殼,證明該技術可行)、陶瓷(小米陶瓷手機產量不高)、炭纖維(成本過高)等。玻璃因其材質、手感及加工成形性等特性,屬於目前非金屬材料中最有可能率先應用的材料。
另外,我們的手心是有弧度的(向裡),而3D後殼正好有一個相反的弧度(向外),這個背部曲線設計正好符合人體工程學,也就是握感好。而玻璃具有閃、透、亮、炫的特色,作為手機後殼時能大幅提升顏值和逼格,而3D玻璃後殼正好集合了上述的優點。
4,4G,5G,無線充電燈等新通訊技術的發明促進了3D玻璃在手機上的應用。
無線充電、5G等新型傳輸方式的臨近,無線頻段越來越複雜,金屬機殼屏蔽成為重大瓶頸,背板材料需要更換成非金屬材料。以三星S7為例,採用了玻璃後殼,設計時就可以避免三段式設計,而且可以實現無線充電。
目前市面上也有部分手機品牌上也號稱使用了3D玻璃機身。
小米Note
2015年1月,小米發布的小米Note,按官方說法,背面採用的是一種「3D玻璃」,其實就是在原本平整玻璃的邊緣進行了彎曲。個人認為,這並非真實意義的3D玻璃。
小米5
圖片來源:移動叔叔
2016年2月,小米5首發開賣的時標準版和高配版,後殼均為3D玻璃材質。
三星 Galaxy S7 edge
2016年2月,三星發布了一款高顏值,號稱「第一曲面屏神器」的新機- Galaxy S7 edge。外觀方面,三星S7 Edge採用了雙面玻璃+鋁合金金屬邊框設計,結合弧度更多的曲面屏幕,圓潤的邊角設計,外觀大氣時尚。
InFocus Infinity
圖片來源:MTK
2016年3月,富可視的一款名為InFocus Infinity的新機曝光,其機身號稱是採用富士康最新的3D玻璃工藝,打造出了類似於鑽石般的美妙觀感。
根據流傳出來的這組圖片可以看到,InFocus Infinity正面的玻璃蓋板邊緣弧度遠大於普通的2.5D弧面玻璃,背部更為誇張,整個玻璃後蓋高低起伏而非一個平面,不規則的鑽石狀切面帶來了更立體的效果。按照原文的意思,InFocus Infinity的3D玻璃後蓋不僅視覺效果個性,通視度、光線折射等方面也很出色的效果!這款手機雖然已有工程機面世,但是並沒有公布詳細配置和上市時間等關鍵信息。
Z2 Pro 3D玻璃機身
圖片來源:快科技
2016年4月,聯想ZUK旗艦機型 — Z2 Pro開新機發布會,並號稱是「全球第一款真3D玻璃」。ZUK Z2 Pro採用的是單向單曲率熱彎玻璃工藝,整體曲率玻璃的正面抗衝擊性比平面玻璃要強,應力更分散。當然,如果能夠使用雙向曲率的近球面玻璃,則效果會更強,也需要更加繁複的加工工藝來支撐。
無論這些品牌是真3D玻璃機身,還是屬於「3D概念」,蘋果和三星都採用雙面3D玻璃後,勢必將帶動其他品牌手機快速跟進。那麼3D玻璃是如何加工成型的呢?下面由新材料在線帶著大家深度解讀3D玻璃的加工流程(以ZUK Z2 Pro的3D玻璃加工為例):
3D玻璃加工流程
1.開料開孔.將玻璃片材放置在三軸開料機臺面,粗砂輪刀開外形,開攝像頭孔.轉速達10000-12000轉/min.切斷面較粗糙,同時單邊留0.1mm餘量;
2.磨邊.即側面精磨。細砂輪,對外形及攝像頭孔精加工,加工精度可達0.01mm.並將切斷面精細化.
3.超聲波清洗。清洗掉表面殘留廢渣.常規工藝不贅述。
4.玻璃熱彎。平板玻璃加熱軟化在模具中成型,再經退火製成的曲面玻璃。根據爐體的大小和你所燒制玻璃的尺寸弧度有一定的關係,最主要的是玻璃在燒制過程中爐體內的溫度要均勻,並使玻璃能均勻受熱,避免應力脆裂。加熱爐內部設16-22個爐溫點,以監測爐內溫度均勻性。
具體操作流程是:在工作中通氮保護氣,並防止空氣進入.爐溫控制在700-750℃.產品在爐內時間為2min.因為玻璃不是結晶態物質,沒有固定熔點,它是玻璃態有機化合物,在溫度升高的過程中慢慢的變軟,通常軟化點600℃左右。溫度越高,流動性會越好。軟化點是我們日常見到的玻璃成品剛開始變軟的溫度.
下面我們將繼續深入了解玻璃熱彎工藝的重要延伸——模具、模具材質、模具加工。
而玻璃熱彎模具在當今就是一個比較有技術性的話題了。玻璃熱彎模具使用的是石墨材料。因為石墨具有硬度高、導電性好、防輻射、耐腐蝕、導熱性好、成本低,而且還具有耐高溫的特性,與金屬升溫變化具有相反的性能,溫度越高,體質越硬。這樣就不會存在變形的問題。因此玻璃熱彎模具使用石墨材料來製作,不僅大大降低了生產成本,模具加工難度也大大的降低。
模具本體為實心,材質為石墨主材料,模具本體為石墨質凹字型矩形體,模腔為預設的曲面。其中,模腔和推板經精拋光加工,模具本體厚度為5至30毫米。有效保證了高溫下的材質穩定和尺寸的一致性,提高了產品的成品率和良品率。
那麼,石墨熱彎模具的製造流程是怎麼樣的呢?下面我們來說一說製造石墨玻璃熱彎模具的工藝流程。
第一步,需要選擇合適的石墨材料,儘量選擇石墨純度高和石墨密度高的,否則高溫熱彎的時候模具很容易氧化和塌陷,這樣加工熱彎的時候不會產生氧化現象,也不會發生氣泡洞洞的現象,還一個就是模具的壽命會大大的提高。
第二步,石墨材料在切料房切好了之後進入CNC電腦鑼加工中心進行成型雕刻,碳素CNC電腦鑼需加工速度快,精度高。此種模具熱壓出來的產品精度,是可以達到新品發布會上公布的0.025mm的熱彎加工精度的。
第三步,模具成型之後就可以拿到拋光機上進行最後的石墨拋光,拋光完成,經過三次元檢測儀尺寸檢驗,即可投入生產。
5.雙面拋光。玻璃經熱彎後,產品表面須經拋光.採用羊絨輪,通過調整上下拋光輪轉速,對產品壓力,時間控制,並輔助研磨粉或泡沫液,對玻璃產品表面精拋光,以達通透無瑕疵.
6.化學硬化。採用高純度的硝酸鉀溶液及搭配的催化劑混合加熱至攝氏450℃左右,且產品在強化爐的加工時間為4-5小時。玻璃結構表面的鉀離子和鈉離子進行離子交換而形成強化層。硬度可達7H,提高玻璃的防劃傷,抗衝擊等能力。
7.絲印、噴塗。將產品LOGO字符制網版,調油墨,輔以定位治具,將字符印在產品凹面。烤乾,上治具,調漆,鈦晶黑/陶瓷白,往復噴塗。烤乾。
8.AF coating 處理。防止指紋及油汙不易粘附且輕易擦除。表面順滑,手感舒適,不易刮花。增加玻璃表面耐磨性。
下面我們具體講一下防指紋處理的工藝流程。
①.前處理:使用弱鹼性清洗劑或溶劑去除基材表面油分、水分等汙跡,通過超聲波清洗效果更好;
②.將AF藥液鍍在產品表面成膜;
③.烘烤:噴塗後取出玻璃,放入烤箱(120度,30分鐘),視具體要求及產品情況調整至最佳;
④.清潔:產品清潔後,成品包裝。
目前很多玻璃及玻璃深加工廠商也在紛紛布局3D玻璃行業,部分企業也從中脫穎而出。但是各3D玻璃企業的技術發展路線有所側重和差異,以下是部分3D玻璃廠商的技術路線:
美國康寧
技術路線:關注3D玻璃的熱壓成型工藝、成套設備、模具製造等。其3D玻璃領域的專利數量雖然不多但質量上乘,例如CN103732548A公開的製造系統是對熱壓法製備3D玻璃相關技術的高度集成。
藍思科技
技術路線:關注熱壓成型、拋光、絲印、模具製造等相關設備及工藝,例如:研磨拋光設備、3D和異型玻璃熱加工設備及模具、3D玻璃絲印網版設備等。
東莞勁勝
技術路線:關注於手機玻璃精雕、壓縮注塑成型、絲印、模具等技術。
浙江星星
技術路線:關注於3D玻璃的熱壓成型、精雕加工、切割刀具、定位裝置。例如:一種可穿戴式智能設備的3D玻璃面板的加工方法,包括:外形加工、裝載和清洗、預加熱、熱壓成型和清洗取出的步驟。本發明能夠一次性加工出高質量的3D玻璃面板。
相關技術路線來自IPR daily
3D曲面蓋板玻璃在智慧型手機上的使用,並不是由蘋果最早開始的,然而蘋果總能作為行業風向標將會引發3D玻璃新概念。
但是3D玻璃作為手機機身就一定合適嗎?這個真不一定。就目前而言,目前3D玻璃的加工過程工藝複雜且人力成本高、良品率較低。雖然現在沒有證據表明3D玻璃比純平玻璃更易碎,但我們知道,現在的3D玻璃多是在原純平玻璃上進行再次打磨加工造成的(比如加熱壓弧、削薄等),如此玻璃機身要具備很高的抗摔性能,在技術和設計方面還需要有諸多講究。
3D玻璃的加工難度主要體現在3D曲面成型、曲面拋光、曲面印刷、曲面貼合四大工藝上.
3D玻璃四大加工難度
以三星S6 Edge手機使用的3D玻璃成型技術為例,其將目前硬度最高的康寧第四代大猩猩玻璃放在弧形模具之間,加熱到800攝氏度,再壓進弧形模具讓玻璃彎曲,然後再通過CNC加工、三面拋光、強化等步驟。熱成型過程中溫度和精度難以控制,玻璃的不同部位容易產生受熱不均。模具目前多用石墨,屬於耗材易損耗,更新頻率高。此過程工藝複雜且人力成本高,因此S6 Edge初期也曾一度有良率僅50%和供貨不足的傳聞。
金屬機身手機品牌一覽
文末附部分3D玻璃相關企業介紹(如果您是3D玻璃相關廠商,歡迎給我們留言,加入3D玻璃企業導航。)
iPhone長期機身供應商臺灣鎧勝集團的一位發言人表示,「按照目前的訂單規劃來看,至少未來1-2年之內不會有玻璃機身的iPhone。」這也就意味著明年的iPhone 7s都依然會是金屬機身,就算蘋果要重回玻璃機身,最快也得等到iPhone8才會實現。
在前兩天的2016上海國際工具機展上,又傳出iPhone8將採用玻璃外殼的消息。一位參展商透露說,iPhone8將於明年上市,新品變化較大,後蓋將採用3D玻璃替代鋁合金,金屬材料僅保留在中框邊沿部分。
那麼到底玻璃機身是否回取代金屬成為手機機身材料的新風向標,這還需要看消費者是否買單。未來,蘋果何時能將雙面3D玻璃的設計用於新一代蘋果機身上,金屬機身現有的地位是否會被玻璃機身取代,玻璃機身是否會再一次引領新方向,作為一體加工的鋁合金,未來將走多遠?這是留給整個手機產業鏈及消費者的問題。
第二屆手機殼體材質及加工製程發展趨勢論壇
3月17日 崑山
會議時間:2017年3月17日
會議地點:江蘇·崑山
會議規模:600人
指導單位:崑山市經濟貿易和信息化委員會
指導單位:崑山市招商局
主辦單位:尋材問料®
媒體支持:新材料在線®、尋材問料®
大會形式:主題論壇+平行論壇+企業展示
議題
嘉賓/企業
柔性PI蓋板的製造及在手機行業的應用
中國科學院西安光學精密機械研究所
手機外殼材料發展對LDS塑膠粒子的選擇
中塑新材料有限公司
最新手機外殼電磁屏蔽材料的使用案例
擬邀飛榮達/鴻富誠
電子化學塗層在手機外殼上的應用
中國科學院廣州化學研究所
防水技術在手機上的應用
擬邀請PPG
導熱塗料在手機上的應用
待定
手機外殼的鋁合金成本的降低方案
上海交通大學材料科學與工程學院
曾小勤 教授
3D玻璃在手機外殼的應用與趨勢
擬邀請 藍思科技/伯恩光學
高鋁玻璃基板在手機上的應用
擬邀請彩虹集團
3D玻璃成型問題解決方案分享(如石墨模具的分化等)
待定
陶瓷塗層材料的介紹
待定
手機陶瓷結構件的生產技術分享
宏通陶瓷
不鏽鋼材料在手機邊框上的應用
擬邀請 小米/魅族/比亞迪
磁流體表面拋光工藝在手機加工中的應用
待定
手機外殼壓鑄件的材料選擇及陽極氧化等後處理工藝探討
長盈精密 梁世傑
不鏽鋼的表面處理工藝(pvd、電泳等)
擬邀 手機行業CMF專家
鈦合金、不鏽鋼的NMT(納米注塑)處理工藝方案探討
待定
註:更多議題,火熱徵集中……
註:實際會議日程安排請以當日為準
▎會議費用
企業類型
費用(元/人)
一人
兩人
三人及以上
供應商及其他
(如材料供應商,助劑、機械設備、模具、加工企業、貿易以及政府機關、科研高校等)
2000
1800
1700
手機終端應用企業
(如品牌廠家、零部件企業等)
1200
1080
1000
註:
每家手機品牌商均有一個免費名額,先到先得!
每家參會企業均有一個採購的免費名額(若為手機品牌商,不可疊加)!
參會費用包括會議門票、全套會議資料、午餐、茶歇等,但不包括住宿
優惠僅限提前繳費者,現場繳費不享有各優惠,會按原價處理,還請知悉,謝謝!
尋材問料會員不限人數,免費參與!
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付款方式一:
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請聯繫:王小姐 0755-86060912(9:00-18:30)
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