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金属加工有了机加工、冲压,为何还需要MIM?

如下图,清晰地说明了五种金属加工的效率和制品的复杂程度。其中机加工、冲压和MIM在手机金属件上应用较多。


图:烧结、机加工、冲压、精密铸造和MIM优缺点比较

一.机械加工

机械加工

是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。机加工包括:车、铣、钻、刨、磨、剪等。



图:手机金属外壳CNC加工

机加工无需模具设计制作,具有很大的自由度,且加工精度非常高;但机加工产量低,难加工形状复杂的结构。

尽管生产效率低,不少高价格、高质量的手机金属中框/后盖还是采用CNC铣的方法;一方面,人们还没有找到更好的方法;另一方面,压铸、锻压等工艺的效率高,但表面处理如阳极氧化等不如机加工。另外,机加工还适合做产品去毛刺、钻孔、表面处理等二次加工。

二、冲压技术

冲压是靠压力机和模具对板材等施加外力,从而获得所需形状冲压件的成形加工方法。据统计,全世界的钢材中,有60-70%是板材,而大部分的板材是通过冲压加工的。因此,冲压具有先天的优势!


图:手机中板冲压件

冲压工艺生产效率高、生产周期短、加工尺寸的范围较大,故较多的手机后盖(较低端)采用冲压工艺。为什么冲压不能做手机卡托等小型零件?因为冲压的精密度还达不到手机卡托的要求(仔细看可以看到卡托局部还有高度差,以方便SIM卡的放置,这类高度差是冲压难以做到的!)

三、MIM技术

“MIM就是一段又是美丽凄凉的爱情故事,善良的塑料颗粒看上了粗糙的金属粉末,高温历练,终于合体,可惜好紧不长,为了成全金属完美升级,烈火修炼,化为灰烬~~~”

图:MIM车间一角(来源深圳兴荣精密机械有限公司)

金属粉末注射成形技术(MIM)是将现代塑料注射成形技术与传统粉末冶金工艺相结合而形成的一种新型粉末冶金近净成形技术。


图:手机卡托(MIM技术)

MIM产品尺寸精度高(±0.1%~±0.5%),表面光洁度好(粗糙度1~5μm),而且产量非常大。但MIM工序较多,有一定的技术壁垒。那为什么MIM不能做手机中框/后盖等较大型的结构件呢?

首先,MIM的脱脂、烧结等会使制品尺寸缩小,产品尺寸越大,尺寸偏差越大,且不易脱脂;

其次,MIM件不锈钢居多,不锈钢虽然能阳极,但还是铝的阳极效果最好(主要是因为铝的氧化层由氧化铝构成,形成非常规整的六方试管结构,产生类似镜面反射效果,看起来色泽鲜艳)。

尽管如此,仍有公司在尝试用MIM工艺做手机中框/后盖,算是对MIM工艺的进一步挖掘吧!

四、机加工、冲压、MIM优缺点比较

在实际应用中,一个全制程中常常包含多种加工工艺,这就要求我们对每个工艺的优缺点了如指掌,下表列出了它们的优缺点比较:

表:机加工、冲压、MIM优缺点比较


优点

缺点

应用

机加工

无需模具设计,加工方法多,加工精密度高

材料利用率低、加工费用高、不适合复杂形状零件

手机中框/后盖制造,几乎所有产品的二次加工

冲压

生产效率高、生产周期短、加工尺寸范围大

难以精密制造

手机中框/后盖以及其他结构简单的零件

MIM

产量大,精度高,机械性能好

工序较多、难以生产大尺寸零件

手机卡托、按键等小尺寸、高精度零部件

总的来说,目前,机加工代表着手机中框/后盖的中高端市场;冲压代表着手机中框/后盖的中低端市场;MIM代表手机小型部件的主流和其他金属部件的新方向。

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