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小米6亮银色要10万!四曲面玻璃工艺难在哪?

文章出处:东莞上善精机有限公司责任编辑:采集侠人气:发表时间:2018-01-30 11:54【

 

  三星S8和华为P10都已发布上市,上半年安卓市场期待产品只剩小米6。在小米成立7周年之际,雷军掏出小米6正式发布,主要看点是——四曲面玻璃外观设计(金属中框工艺和四曲面玻璃工艺)。其中,与中框颜色契合度非常高,整机的一体感更强的亮银色四曲面玻璃手机只有几十台成品,工艺极端困难,量产良率几乎为零。不过,现场展示的小米6亮银色外观非常惊艳,具有科幻色彩,雷军甚至引用《三体》小说的外星人武器“水滴”来形容。

  小米6正式发布:BOM成本多了500元

  配置规格方面,小米6号称史上最强性能的小米手机。10纳米工艺的满血骁龙835处理器自不必说,搭配6GB标准内存,当年雷军写软件的时候才64K内存。安兔兔综合跑分炸天高达18万+,超过华为P10和三星S8,同时是OPPO R9s的三倍性能,秒杀所有友商手机;GFXBench曼哈顿离屏测试GPU跑分63fps,远超友商旗舰。

 

其它配置包括,机身正面2.5D弧面玻璃+背部3D弧面玻璃,正面无开孔指纹识别,双摄像头,取消3.5mm耳机孔,USB-C接口,NFC功能(NXP PN80T芯片),双路WiFi上网技术,5.2寸1nit超暗夜光屏,3350mAh大电池,双扬声器。售价方面,小米6的6GB+64GB版本售价2499元,6GB+128GB版本售价2899元,而陶瓷尊享版售价2999元。

 

元器件和原材料不断涨价,手机厂商纷纷调涨手机售价。雷军介绍称,小米6的物料BOM成本简直惊人,处理器骁龙835比骁龙625贵310%,内存LPDDR 4X最新颗粒贵56%,最新双摄像头模组贵41%,四曲面比普通的平面玻璃(10元)贵几十倍以上,不锈钢金属中框比铝合金金属中框也是翻倍的价格。

  受困于产能瓶颈,华为、小米最新旗舰最终还是没有用上OLED曲面屏。在硬件饱和的情况下,外观工艺成为各大厂商主流卖点选择。在iPhone7的亮黑色、荣耀的四曲面屏之后,小米6率先采用了为OLED全面平量身定制的四曲面玻璃和不锈钢金属外框,这个工艺也将出现在今年秋天发布的iPhone8身上。

 

小米6除了黑色、白色与蓝色三种配色外,还有亮银色四曲面玻璃手机,由于产能有限只有二三十台成品。根据雷军介绍,制作亮银色四曲面玻璃工艺极端困难,必须采用真空电镀,一粒灰尘就会让一片玻璃报废,前期几千片只有一二十块良品,胚料烧制三天三夜后,拿出来电镀、打磨,只要有细微的有划痕都必须扔掉、重做。

  因为大部分亮银色四曲面玻璃达不到镜面效果,一点点瑕疵都能看的清清楚楚。直到发布会当天,小米6工艺部门依然没有解决亮银色四曲面玻璃工艺良率问题,也导致这款未来感十足的产品无法上市。雷军表示,如果上市售价至少10万元!

 

关于不锈钢中框工艺,雷军介绍称,但是在做小米4的时候,采用的是奥氏体不锈钢材质,成本占了整机成本的20%,也就是说一台小米4手机的有300多元用于生产金属中框。经历粗抛→中抛→镜面抛光等13道制程,针对7类砂型、5种砂粒,对比100组喷砂参数、进行6个月的试验,才最大程度上保持了不锈钢的光泽。随着近两年,工艺和设备的进步,小米6摒弃市面上主流的铝合金,再度采用了不锈钢中框,小米6采用50道制程,272道工序加工出来的不锈钢高亮边框。

  下面我们来详细解读一下这两种手机外观工艺:不锈钢中框和四曲面玻璃。这个组合即将在今年的iPhone8身上采用,业内也认为手机外观工艺进阶——不锈钢中框和双3D曲面玻璃是手机OLED曲面屏时代和5G时代的标配。

  三星OLED曲面显示器开启3D玻璃工艺爆发

  从加工环节来看,曲面玻璃盖板相对传统的2D玻璃盖板而言,加工环节更为复杂,需要CNC精雕甚至热弯等工序来实现曲面效果,因此良率更低,但同时价值也明显提升。玻璃加工企业多集中于大陆以及台湾等地区,尤其是大陆地区。3D玻璃全制程生产企业主要有伯恩、蓝思、欧菲光、合力泰、富士康、科立视、瑞声科技、天宝、星瑞安、胜利精密、星星科技、比亚迪、长盈、凯茂、维达力、安徽今上等数十家。其中,伯恩与蓝思两家每天可以出货10~20万片。

 

对应的3D曲面玻璃生产工艺流程包括:CNC开料、磨边、超声波清洗、热弯、双面抛光、化学强化、图文印刷、AF成膜和检测出成品。在CNC数控机床按初始加工尺寸切割下料后,采用烤炉、石墨模具等热弯设备与治具,先把玻璃加热到软化点,通过自由贴合模具成型或模具压力成型的方式来固定玻璃的3D曲面曲率后,再冷却成粗坯,再采用CNC数控机床进行传统的机械加工成型,其生产效率更多的决定因素受限于热弯设备的产能,CNC数控机床只是起到表面修复及最后尺寸公差修正的功能,为了屏幕与手机的贴合,3D玻璃需要精加工磨边,因此部分CNC将转向玻璃的磨边,之后还需要对热形成后的曲面玻璃进行CNC切削加工和多表面抛光,最后再进行钾离子钠离子化学增强,如此玻璃机身要具备很高的抗摔性能。

 

3D玻璃的加工难度主要体现在3D曲面成型、曲面抛光、曲面印刷、曲面贴合四大工艺上。每一道工序背后,都是一家产品优良、产能稳定的生产加工设备厂商。双面玻璃+金属的结构配置也将同步带动金属加工设备和玻璃加工设备,在国内涌现出一大批曲面玻璃工艺厂商。其中,开料(东莞银锐)、精准CNC、热弯和成型(深圳远洋)、扫光(深圳海瑞光)、超声波清洗(深圳和科达)、网印(深圳港龙)、镀膜(深圳三海)、检测(深圳商巨),曲面玻璃加工在珠三角已经形成一个完整的产业链。

  3D玻璃双曲面屏,采用CNC加工非常的不划算,工时长,效率低,目前基本都是采用热弯机,热弯工艺取代了大部分CNC加工,而玻璃的热弯需要更多的石墨模具,因此部分CNC产能将从金属的加工转向石墨模具加工。目前针对石墨机也不是很多,日本,德国的是走在前面,比如日本牧野、ROKU-ROKU等;国产品牌如东莞森玛德、久久精工、上善精机、尔福精工等。

 

从3D玻璃热弯机的主要供应商分布来看,主要有韩国、台湾、国内华南与华东区域。韩国有近10家企业,台湾企业有盟立、大量科技等5家左右,国内华南区域有40家左右,主要集中在东莞与深圳,其中,东莞有10家左右,深圳有20多家,华东区域有龙雨电子、韵申新能源等5家左右,还有个别在东北的企业,比如哈尔滨奥瑞德光电等。DTK和盟立自动化是热弯机佼佼者,但价格不菲,约180-240万/台。国内厂商目前大部分处于研发和小批量出货阶段,从最近的进度看国产化替代进程在加快。

  以三星S6 Edge手机使用的3D玻璃成型技术为例,其将目前硬度最高的康宁第四代大猩猩玻璃放在弧形模具之间,加热到800摄氏度,再压进弧形模具让玻璃弯曲,然后再通过CNC加工、三面抛光、强化等步骤。热成型过程中温度和精度难以控制,玻璃的不同部位容易产生受热不均。模具目前多用石墨,属于耗材易损耗,更新频率高。此过程工艺复杂且人力成本高,因此S6 Edge初期也曾一度有良率仅50%和供货不足的传闻。

 

三星之后,安卓阵营品牌荣耀Magic、VIVO Xplay6等旗舰手机都使用3D玻璃。受此影响,业界称2017年将是3D玻璃爆发元年,原来做手机金属背盖以及铝合金中框企业订单将减少,部分企业将转向3D玻璃加工。

  回归iPhone4,iPhone8采用不锈钢锻造工艺

  3D玻璃时代,中框将会变窄,中框作为关键结构件,需要强度更高的材料来承载,铝合金的强度低将可能是其致命弱点。不锈钢硬度高、耐划伤、耐磕碰等也是其致胜的法宝,是目前的唯一选择。不过不锈钢加工难度,效率较低。

  一整块不锈钢,在CNC数控机床上掏空,最后只留下一体化成型的不锈钢边框。这期间要经历接近30种刀具和上百道对工艺要求极高的步骤。即使金属和塑料从材质上讲成本差异并不大,但加工成本却有天壤之别。复杂的工艺会导致的问题就是良率低和生产效率低。一旦一道工序出现问题,影响整个生产。这也是三星早期不愿意采用金属材质的原因:Galaxy S系列需要在发货初期备大量的货,采用金属材质无疑会影响产能爬坡。

 

由于射频无法穿透金属,想要让手机顺利接听电话,就必须在金属上做些手脚以便信号通过:一种方法是在天线区将金属环单边打断或者全部打断,以获得净空环境,如果全部将金属边框切断,最终将其注塑与整机金属件连接的时候加工对位难度大,强度不好保证、如果不切断,天线调谐难度大。

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