От алюминиевого бруска к корпусу смартфона: технологическая дорожная карта

В эпоху приоритета пользовательского опыта производители смартфонов, ноутбуков и носимых устройств всё больше внимания уделяют материалам корпусов. В смартфонах материал эволюционировал от инженерного пластика к металлу.

Появлялись комбинации: пластик+металл, стекло+металл, весь пластик, всё стекло, но полностью металлические корпуса не потеряли актуальности. По тактильным ощущениям полностью металлический смартфон превосходит другие материалы и по внешнему виду, и по ощущению в руке.

ЧПУ-обработка обязательна для всех металлических деталей. Современные монолитные металлические корпуса почти полностью делаются на станках с ЧПУ. Высокая точность, производительность, стабильное качество сделали ЧПУ необходимым оборудованием.

Монолитная ЧПУ-обработка корпусов pionерировала Apple. Выбрали алюминий для iPhone за легкость и хорошую обрабатываемость среди металлов. До сих пор ЧПУ-алюминиевые рамы встречаются в iPhone 12. Подробнее об услугах ЧПУ-обработки алюминия.

3 главных этапа: от алюминиевого блока к корпусу смартфона

Три основных процесса превращения тяжелого блока в точный эстетичный корпус. Сначала грубая форма получают литьем под давлением; затем ЧПУ-точная обработка выявляет дизайнерские особенности; наконец, монолитный деталь проходит финишную отделку: дебурринг, полировку, пескоструйку, цветное анодирование.

От программы до готового изделия проходят черновую, получерновую, получистовую и чистовую обработку. Обычно нужно 10+ операций. Для повышения выхода каждую операцию надо строго контролировать.

Предварительная подготовка ЧПУ: моделирование и программирование

Первый этап ЧПУ. Сложность 3D-моделирования зависит от конструкции. Сложные модели требуют сложных программ. Программирование включает: настройку процессов, выбор фрез, режимов резания, подач. Закрепление разное для разных деталей. Перед обработкой проектируют оснастку, для сложных изделий — специальную.

Программа охватывает все операции. Хотя ЧПУ работает автоматически, раннее программирование должны делать опытные специалисты — это исключает многократные пробные запуски.

Процессы ЧПУ-обработки алюминия

1. Первая фрезеровка: после точной позиционирования станок грубо вырезает внутренние полости, позиционирующие колонки (с помощью оснастки) и внешние лишние материалы.
2. Фрезеровка антенных канавок: сигнальная проблема полностью металлических корпусов сложна. Важно выфрезать антенную канавку — зарезервировать путь передачи сигнала и сохранить структурные точки связи для прочности и целостности корпуса.
3. Точная ЧПУ-фрезеровка: чистовая фрезеровка внутренней полости, внешней структуры, наружной поверхности, торцов.
4. Полировка: полировка алюминиевой поверхности на высокоточных высокоскоростных ЧПУ-станках для устранения следов резания. Для серийного производства. На этапе прототипирования полировку делают вручную.
5. Пескоструйка: мелкозернистая пескоструйка на зонах, требующих анодирования.
6. Анодирование:

а. Первичное анодирование: окраска алюминия в заказной цвет, повышение стабильности поверхности.
б. Вторичное анодирование: плотная оксидная пленка, дальнейшее повышение износостойкости.

Личные мысли

Пластиковые корпуса используют литье под давлением — высокий выход после изготовления формы. Сложность структуры и точность алюминиевой обработки — ключ к выходу годной продукции, достичь такого же выхода, как у пластика, сложно. Для контроля высокой стоимости предприятия стратегически закупают как можно больше ЧПУ-оборудования, снижая совокупную стоимость и обеспечивая производительность в условиях ценовой войны.