铝合金手机外壳加工工艺精编版

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铝合金手机外壳加工工艺
目录
一 铝合金外壳发展史 二 铝合金外壳制造工艺 三 核心工艺简介 四 铝合金阳极氧化工艺
一、铝合金外壳发展史
Iphone第一代： 首次采用铝合金做
后盖的手机
Iphone6S：首次 采用7系铝合金阳
极氧化
2002
Ipod第二代：采用 铝合金做外壳
2007
2012
Iphone5：首次采 用铝合金一体成型
双 顶 喷 水 洗
强 力 吹 风
预 浸
热 水 洗
化 学 抛 光
热 水 洗
B
化 学 抛 光
热 水 洗
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
预 封 孔
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 剥 黑 膜
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 水 洗
1
阳 极 氧 化
2
阳 极 氧 化
3
阳 极 氧 化
阳极工艺
2015
2016
Iphone7：首次采 用亮面深色阳极氧
化工艺
二、铝合金外壳制造工艺
原材料
DDG
粗铣内腔
喷砂
抛光
精铣侧边
一次阳极
高光处理
精铣内腔
铣天线槽 精铣弧面 二次阳极
组立
E/T处理 纳米注塑 铣导电位 热熔螺母
二、铝合金外壳制造工艺 -iPhone6
iPhone 是如何被 制造出来 的？
4
染 色
纯 水 洗
3
染 色
纯 水 洗
2
染 色
纯 水 洗
1
染 色
高 位 纯 水 洗
超 声 波 水 洗
5
超 声 波 表 调
超 声 波 水 洗
4
超 声 波 表 调
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 剥 黑 膜
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
脱 脂
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 水 洗
3
超 声 波 表 调
顶 喷 中 转 水 洗
强大的后处理，提供强有力的信赖 性测试，改善深色阳极后脏污
强大的染色后处理，采用3+2表调， 有效改善吐酸、白点、异色
四、铝合金阳极氧化工艺 -脱脂
1.脱脂的目的:清除铝表面的油脂和灰尘等污
染物，使碱洗比较均匀，以提高阳极氧化膜的质量， 铝材脱脂可分为三种类型，即酸性脱脂、碱性脱脂 和有机溶剂脱脂，碱洗脱脂是传统工艺。
液内，在一定温度下进行化学反应，经过一定的时间得 到光亮而平滑的铝表面；
2.化学抛光基本原理：在较高温度，粘度的溶液
中发生化学反应，使铝件表面逐渐平整，达到光亮平滑 的表面；
四、铝合金阳极氧化工艺 -化抛
3.化学抛光的分类：以磷酸为基的抛光液应用最
广泛，可分为磷酸-硫酸（无黄烟化学抛光）系、磷酸硫酸-硝酸（三酸抛光）系、磷酸-乙酸-硝酸等体系。由 磷酸-硫酸基础液中添加复合添加剂所构成的无烟化学抛 光剂，基本含有腐蚀剂、缓蚀剂、表面活性剂、光亮剂 等组分。这些成分整体起到了对铝材光亮整平的增光作 用，其中含硫的有机物部分起到吸附、加速黏性液膜形 成、改善铝表面性能的作用、加快气体从表面脱附、减 少麻点和抑制酸雾的作用。由于磷酸-硫酸基础液的浸蚀 能力较强，在实际生产中控制磷酸-硫酸的质量比显得尤 为重要;
硬脂酸酯
碱
加热
3C17H15COONa+C3H5(OH)3
肥皂
甘油
四、铝合金阳极氧化工艺 -碱蚀
2.碱蚀原理：铝表面都有一层自然氧化膜（约
0.01 ～0.05μm ）,因此，碱蚀过程首先是自然氧化膜的 溶解，即自然氧化膜与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水， 并伴随有氢气，水解和脱水反应，其化学反应方程式如下：
上 料
交 换 车
1
超 声 波 脱 脂
2
超 声 波 脱 脂
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
剥 黑 膜
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
2 1
碱 蚀
双 顶 喷 水 洗
碱 蚀
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 剥 黑 膜
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 剥 黑 膜
双 顶 喷 水 洗
落料
二、铝合金外壳制造工艺 -第1步：铝挤
将柱形铝材进行切割并挤 压，这个过程被称之为铝挤， 会让铝材挤压之后成为规整铝 板方便加工，同时更加致密、 坚硬，这个步骤需要注意材料 硬度，材料含其他金属成分
二、铝合金外壳制造工艺 -第2步：DDG
CNC第1夹位，使用CNC机床（高速钻攻中心）， 经过DDG环节将铝板精准地铣成规整三维体积，以 方便之后的CNC精加工。
二、铝合金外壳制造工艺 -第5步：E处理/T处理
经过铣天线槽之后，就要使用 “T处理”把铝材处理成可以与工 程塑料相结合的表面。需要将金属 机身置于特殊的T液等化学药剂中， 使铝材表面形成纳米级孔洞，为下 一步的纳米注塑做准备。
二、铝合金外壳制造工艺 -第6步：NMT纳米注塑
注塑”环节因为有了之前T处理过的金属机身， 从而可以让NMT纳米注塑工艺得以实现。NMT纳 米注塑是将高温高压状态下的特殊塑料挤入经过T处 理的金属材料上，让塑料与金属表层的纳米级细小 孔洞紧密结合，从而达到紧固天线的目的。
二、铝合金外壳制造工艺 -第10步：喷砂
然而全金属手机并不是全 光面的效果，而是呈现磨砂 表面。这就需要通过“喷砂” 工艺，将金属表面处理成磨 砂效果。
二、铝合金外壳制造工艺 -第11步：一次阳极
铝铝合金较为稳定，为了不被汗液等 外界因素所干扰，就必须要对其进行阳 极处理。同时这也是为手机上色的过程， 通过阳极氧化让铝本色变为金色。为铝 合金进行染色的过程中是非常难以控制 的，控制不好就会出现色差、斑点等， 这也会降低良品率。
四、铝合金阳极氧化工艺 -脱脂
2.碱性脱脂的作用原理：是碱和油脂发生皂化反应， 生产可溶性的肥皂，用皂化反应来消除油脂与铝材表面的 结合，从而达到脱脂的目的。皂化反应是油脂（主要是硬 脂类）与碱性物质（如氢氧化钠）一起加热发生化学反应， 生产肥皂和甘油，其化学反应方程式如下：
(C17H35COO)3C3H5+3NaOH
二、铝合金外壳制造工艺 -iPhone6
二、铝合金外壳制造工艺 -一加5
型材
CNC0粗 铣
双面研磨
CNC1-正 面
CNC2-背 面
CNC4-正 面内腔&
打磨
CNC3.5 耳机孔
CNC3外 形
E处理& 注塑
CNC2.5耳机孔
CNC5-外 形及卡托 孔&喷砂
CNC6USB孔高
光
CNC6.5摄像头孔
CNC7-小 A面高光 &阳极
纳米注塑材料是：PPS和PBT，纳米注塑需要注 意：模具和铝合金都需要加热到150度再注塑，做 模具的时候需要注意放铝合金的缩水率千分之二点 五，注塑完要加热回火140度一小时
二、铝合金外壳制造工艺 -第7步：精铣弧面
CNC第4夹位，对于全金属手机而言，除了信 号天线难以处理之外，还有就是金属机身的3D 塑形，这恰好也是最费时的一道工序。
三、核心工艺简介 -抛光
抛光是指利用机械、化 学或者电化学的作用，使 工件表面粗糙度降低，以 获得光亮、平整表面的加 工方法。是利用抛光工具 和磨料颗粒或者其他抛光 介质对工件表面进行的修 饰加工。
三、核心工艺简介 -抛光
抛光的类型 抛光的种类包括机械抛光、化学抛光、电解抛光、 超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。常规的抛光工艺 是机械抛光和化学抛光。
第一个反应： 第二个反应： 第三个反应： 第四个反应：
Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O 2Al+2NaOH+H2O = 2NaAlO2+ 3H2 2NaAlO2+4H2O = 2Al(OH)3 +2NaOH 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
四、铝合金阳极氧化工艺 -化抛
1.化学抛光：是将铝制品浸在一定成分的化学抛光
4. 自动喷砂机有多少个喷枪，能不能喷到侧面，A23现在的氧化厂自动喷砂机有16把枪，喷不 到侧面，现在解决方案是喷两次，正反各喷一次，还可以通过做治具解决，或者手喷侧面，机器 在喷一次。
四、铝合金阳极氧化工艺
四、铝合金阳极氧化工艺 -流程
上挂
脱脂
中和
碱蚀
中和
表调
氧化
预封孔
中和
化抛
表调
表调
脱脂
中和
三、核心工艺简介 -纳米注塑
碱蚀
中和
E1
E2
烘干
注塑
将铝件浸泡 在碱液中， 进行脱脂。
将铝件浸泡 在酸液中， 进行中和。
将铝件浸泡 在E1中，使 其表面形成 细微的纳米 孔。
将铝件浸泡 在E2中，使 其表面纳米 孔具有固有 特性。
将铝件放入 纯水清洗干 净后，进行 干燥处理。
树脂通过注 塑渗入处理 后形成的纳 米孔，金塑 紧密结合。
二、铝合金外壳制造工艺 -第3步：粗铣内腔
CNC第2夹位，为方便CNC加工，使用墙内夹具夹 住金属机身。粗铣内腔，把内腔、以及与夹具结合的 定位柱加工好，这对之后的加工环节至关重要。
二、铝合金外壳制造工艺 -第4步：铣天线槽
CNC第3夹位，金属铝可以屏蔽(削弱)手机射频信号，所以必 须经过开槽的方法，让信号可以有出入的路径。所以，铣天线槽 是最重要、最难的一步，天线槽必须铣得均匀，并且保持必要的 链接点以保证金属壳的强度和整体感。
表调
除镍
除灰
封孔
染色
表调
强除
烘干
下挂
四、铝合金阳极氧化工艺 -机台
强大的前处理，适用于喷砂、拉丝、 精抛等多种来料的清洗前处理作业
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二、铝合金外壳制造工艺 -第8步：精铣侧边
CNC第5夹位，金属机身的3D弧面被CNC铣出 来了，但是在边缘还保留一圈冗余，这时就需要精 铣侧边，然后就能看到金属外壳的雏形了。
二、铝合金外壳制造工艺 -第9步：抛光
之前使用顶级高速精密 CNC机床，但也只能达到A1 ～A2级光洁度，要想达到后续 加工需求，需要将其抛光至A步：高光
极富光泽的切边设计，需要使用最高等 级的超高速CNC机床对边角进行切削，这个 过程也被称为钻切或高光处理。
二、铝合金外壳制造工艺 -第13步：精铣内腔
铝经过多步的加工后，金 属外壳已初见端倪，这时就要 将用于夹具锁止的定位柱等多 余料件去除，让金属外壳内完 全整洁。
超 声 波 热 水 洗
双 顶 喷 水 洗
超 声 波 脱 脂
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
除 镍
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
除 灰
双 顶 喷 水 洗
顶 喷 封 孔
顶 喷 封 孔
顶 喷 封 孔
顶 喷 封 孔
顶 喷 封 孔
顶 喷 封 孔
纯 水 洗
纯 水 洗
6
染 色
纯 水 洗
5
染 色
纯 水 洗
二、铝合金外壳制造工艺 -第14步：二次阳极
已经被CNC处理好的外 壳还需要第二次阳极处理， 使表面被氧化，形成致密、 坚硬的氧化膜，让其更加耐 磨且不易沾污。
二、铝合金外壳制造工艺 -第15步：铣导电位
经过阳极氧化后的铝合金外 壳导电效果会变差，所以就需 要将局部阳极氧化膜去掉，露 出金属以获得良好的接地效果， 也就还需要再经历一次铣导电 位的CNC处理。
4
阳 极 氧 化
5
阳 极 氧 化
6
阳 极 氧 化
7
阳 极 氧 化
8
阳 极 氧 化
双 顶 喷 水 洗
双 顶 喷 水 洗
1
超 声 波 表 调
超 声 波 水 洗
2
超 声 波 表 调
顶 喷 中 转 水 洗
A 1 2 3 4 5 6
过道
过道
过道
下 料
交 换 车
5
烘 干
4
烘 干
3
烘 干
2
烘 干
1
烘 干
热 水 洗
三、核心工艺简介 -喷砂
手机全金属外壳最终要的并不是全光面的效果， 而是呈现出磨砂一样的表面。这就需要对经过抛光 的表面进行“喷砂”处理，将其呈现出磨砂效果。
三、核心工艺简介 -喷砂
喷砂需要注意：
1. 清洗表面需要清洗干净，清洗流程是先用酸进行除油，硫酸可以清除部品表面油污，需要注 意不能用硝酸，硝酸会导致PPS塑胶发黄，酸洗后，再用碱中和。 2. 清洗完检查，清洗好需要仔细检查底壳问题，需要注意的问题打磨痕、腐蚀纹、划伤、应力 痕、塑胶发黄、打磨塌边、水印等 3. 喷砂是通过高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。所用的喷砂粗糙度一般为80# 320#，数值越大，沙粒越小，喷砂需要注意喷砂压力，喷砂压力越大，喷出来效果就越粗，A23 喷砂参数是180#的砂,喷砂压力是2.2KG .