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青岛国际会展中心
2018年8月2-4日

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注塑崛起:注塑成型手机背盖,复合板/玻璃之后的新选择

       目前的智能手机背盖市场基本上流行的材质是复合板及玻璃,两者都需要一个类似的加工工艺:热压成型,此工艺目前良率提升缓慢,导致背盖单价成本居高。
 
  复合板背盖一般为2.5D背盖与3D背盖。2.5D背盖为平面结构,边缘用CNC加工圆弧,工艺流程简单,良率也高,但平面的结构限制了整机的外观造型;3D背盖必须高压热成型,可做出两面或四面弧形来配合整机造型,外形自由度大,但存在加工工艺边大、材料利用率低、CNC加工量大、良率低等问题。
 

图 2.5D复合盖板:加工工艺成熟,但平面的结构限制了整机造型
 

图 3D复合盖板:存在加工工艺边大、良率低、成本高等问题
 
  玻璃背盖一般也分为2.5D背盖与3D背盖,玻璃的加工存在CNC时间长、打磨抛光时间长、热压良率低等问题,2.5D玻璃背盖单价在50元左右,3D玻璃背盖单价在100元左右,由于成本问题3D玻璃一般只在各终端的高端或旗舰机型上使用。
 
  塑胶作为一种应用已久的手机材料,可以注塑成型应用在手机大部分结构件如面板、中框、后盖等上面,但随着金属、玻璃、复合板成为智能机时代主流的材料,塑胶在手机上的应用大幅减少。塑胶应用的减少,一方面源于用户的审美疲劳,终端厂家需要用新材质、新工艺提升消费欲望并拉升消费档次,这里iPhone是个引导者;另一方面是塑胶材质本身的限制,如表面硬度低耐磨性差、薄壁制品强度刚性差,塑胶注塑结构件无法满足智能手机终端苛刻的空间及厚度要求。
 
  塑胶材料商也早已意识到塑胶注塑的短板,并一直在努力研发提升材料的硬度、耐磨性、透明度、可成型性等,并积极寻找应用机会。业界人士认为,短时间玻璃及3D复合板成本难以下降,塑胶注塑手机后盖或许是注塑成型的一个应用突破口,注塑背盖不失为一种高效、低成本的替代方案。塑胶注塑背盖目前有几个方面需重点关注:
 
  一、材料的耐磨性
 
  注塑背盖采用PC材料,一般PC的表面硬度低于HB,硬化后不高于2HB,低于PMMA/PC复合板材的4H,玻璃的7H,硬度达不到手机的耐磨需求。在硬度方面,不少原料厂家在持续研发中。三菱化学2017年推广适用于手机背盖的新型生物工程塑料DURABIO材料成型手机背盖,并经UV涂层光固化处理提高背盖的光泽度及质感,表面形成耐磨、抗划伤保护层(5H硬度),使产品具备玻璃的光泽度和耐磨的特点,也能兼顾高冲击强度的要求。
 

图 DURABIO材料注塑手机背盖
 
  二、普通注塑工艺路线
 
  由于手机背盖的薄壁化设计,一般的PC材料在普通注塑工艺条件下容易出现短射及彩虹纹不良,小编了解到三菱可以在这方面提供支持,解决普通注塑的彩虹纹等问题。三菱的DURABIO生物工程塑料具有超高透光率(3MM92%)、高表面硬度、优越的耐黄变性和耐冲击性使其在注塑手机后盖的应用更加完美。同时,由于DURABIO具有良好的流动性和在注塑彩虹纹上的优异表现,使得DURABIO可以用普通注塑成型工艺生产手机后盖,同时普通注塑DURABIO无彩虹纹,这样客户可以使用普通注塑机生产,不需要重复投资。
 

图 普通注塑成型手机背盖(来源三菱)
 
  三、注塑压缩工艺路线
 
  目前智能手机的轻薄化设计,复合板材或玻璃背盖的厚度一般在0.5mm左右,这个厚度对成型5寸及以上手机注塑背板难度很大。注塑背板要求高透明、高亮面、薄壁变形小、光学性能优异,一般注塑工艺难符合要求。据小编了解到,一种早在诺基亚功能机时代就应用在前透明面板注塑的注塑压缩成型技术,有望解决塑胶背盖的成型问题。
 
  注射压缩成型与传统注塑过程相比较的显著特点是,其模具型腔空间可以按照不同要求自动调整。例如,它可以在材料未注入型腔前,使模具导向部分有所封闭,而型腔空间则扩大到零件完工壁厚的两倍。另外,还可根据不同的操作方式,在材料注射期间或在注射完毕之后相应控制型腔空间的大小,使之与注射过程相配合,让聚合物保持适当的受压状态,并达到补偿材料收缩的效果。注塑压缩一般有三种实现方式:
 
  1、并行注塑压缩成型:在此方法中,熔体首先注射到较大型腔中,两个半模压在一起实现目标厚度。
 
  2、扩展注塑压缩成型:在此方法中,在熔体注射阶段产生的空腔压力或控制闭合端移动使型腔首先膨胀,然后降至目标厚度。
 
  3、楔形注塑压缩成型:在此方法中,压缩间隙开始有一个楔形开口,然后随着熔体的注射,同时“塌缩”至目标厚度。
 

图 注塑压缩成型手机背盖(来源三菱)
 
  以下为小编了解到的部分能提供注塑压缩成型服务的厂家:
 
  恩格尔奥地利有限公司
 
  德马格塑料集团
 
  住友
 
  阿博格
 
  东芝机械集团
 
  三菱化学
 
  海天塑机
 
  震雄塑机
 
  巴斯顿机械科技有限公司
 
  四、注塑手机背盖的装饰工艺
 
  注塑背盖可以采取两种成熟的高良率外观装饰工艺:
 
  1、IMR+注塑背盖,成型后制品无需再增加UV涂层加硬,只需少量的外形CNC加工;
 
  2、贴防爆膜+注塑背盖,注塑成型后制品再UV涂层+AF,再背面贴防爆膜,防爆膜的工艺与复合板或玻璃的一致,无需增加新的设备投资。
 
  据了解,业界如比亚迪、东方亮彩、捷荣、通达、劲胜、联懋,鑫旺达,惠科等厂家都在投入资源研发注塑智能手机背盖,小米、华为、OPPO、vivo、联想、传音、天龙、中兴等终端厂家都有望应用这项工艺,推出相关终端产品。(中国塑料机械网)
 
 

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