手机外壳应用金属铝合金加工是iPhone和三星必争之地

2015年06月15日

手机外壳应用金属铝合金加工是iPhone和三星必争之地

 

 

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     由于先前韩厂集中火力放在塑料机壳的研发与应用,苹果iPhone机身全由台厂及陆厂包办,韩厂 铝合金外壳加工的生产技术,远不及长期帮苹果代工的台厂和陆厂。

 

     全球金属壳市场主要供货商包括可成、富士康、和硕,同时也身为苹果手机的供货商,因此Android系统的智能型手机厂商,若有金属手机壳需求,大多只能与苹果的供货商调度。

 

     随着三星新手机改采金属铝合金外壳加工趋势成形,韩国上游供货商也将研发重心转往金属材质,加紧研发新金属加工技术及制程,积极希望能赶上台湾和大陆的竞争对手。

 

    iPhone 6以及iPhone 6 Plus去年的折弯门事件让苹果颜面大失。据台湾媒体报道,苹果今年将强化iPhone 6s机壳强度,或将采用Watch运动版的7000系列铝材。采用更高硬度铝材后,iPhone 6s的机身硬度或增加60%。但这也将导致CNC加工更加复杂。

 

 

iPhone 6s采用Watch运动版相同的材料

 

    Watch运动版上已经使用了这种新型铝合金。按照苹果的说法,它比大都数铝金属强度高60%,而密度只有不锈钢的1/3,而且色泽亮丽闪耀,结构浑然一体,几近无瑕。

 

    在苹果手表上,每一枚表壳都经过细致的加工和抛光,再加以氧化锆微粒喷压,塑造出均匀细腻的质感,铝合金加工外层还经过特殊的阳极氧化处理,坚硬分明,更加抗刮划、耐腐蚀。

 

    据了解,台系金属机壳厂未能打进Watch机壳供应链,主要是因为产能不足。厂商表示,金属机壳在材质、设计、制程各面向复杂度均增加,以宏达电新款高阶手机HTC One M9为例,品牌厂采用双色在制程上即需要双层表面处理,复杂度明显增加。

 

    除了手机外,笔记本电脑机身也在朝一体成形与多元材料发展。业内人士指出,虽然设计与用料多元发展,但仍以金属铝材为主轴,市场长期在谈的碳纤维材质仍然难以取代铝合金地位,主要因为铝合金能适应多样化处理需求。

 

    根据台媒以及台湾厂商可成的消息,iPhone 6s是不会再变弯了,不过也有工艺太复杂可能出货率不高的问题。到底如何,大概要等到下半年才见分晓了。

 

尽管专业cnc加工中心制造厂家金属材质成本较高,但靠着苹果(iPhone)长久建立起的金属外壳高级感,消费者仍然趋之若鹜,就连高价手机一向死守塑料外壳的三星(Samsung)也抵挡不了这股潮流,上周刚发布的GalaxyS6终于采用金属机壳,金属材质成为2015年智能型手机外壳的主要趋势,产能需求成长率高达120%,三星更投入14千亿韩圜设置手机金属壳生产线。

 

    身为全球智能型手机龙头,三星推出的GalaxySNote系列都非常畅销,为什么过去不曾在高端旗舰机种使用金属外壳呢?

 

    主要是因为铝合金的机壳因为一体成型,只要设计上有任何改变就要重新研发,具备此种技术的厂商不多,不利于大量生产和快速铺货,三星才会在旗舰机种放弃金属外壳,也可省去和苹果、HTC抢夺供应链。

 

    此外,金属外壳铝合金CNC加工不只成本较高,还无法更换电池,三星采用方便拆卸的塑料外壳,当手机掉落地面时,虽然手机背盖可能与手机分离,但因背盖分离能吸收冲击力,反而能减少摔落时造成的大屏幕碎裂的情况。因此,从生产及售后服务的成本考虑,三星采用塑料机壳可以减少负担。

 

    其实三星在2014年底推出的中端价位手机GalaxyA3A5,已采用过一体成型金属机壳,只是过去三星高阶机种S系列坚守塑料机壳,随着S6加入金属一族,金属机壳正式宣告成为2015年智能型手机的主流。

 

 

 

三星手机甩开塑料手机壳

 

    在此之前,金属外壳一直都是苹果(Apple)手机的标志,而当时三星及其他Android智能型手机壳,则以塑料材质为主,苹果主导的“金属党”和三星为首的“塑料党”可说壁垒分明。

 

    但近年来,台湾和大陆智能型手机业者为了营造手机外壳的质感,铝合金加工纷纷开始使用金属材质的手机壳,在这股不可挡的趋势下,三星终于在2014年弃守使用多年的塑料机壳,并投入14千亿韩圜设置手机金属壳生产线。

 

    未来无论是高端手机或是中低端入门款,都会大量运用金属壳。不过,三星此时方体会到金属机身制作困难,GalaxyA3A5也因制造金属机身的生产瓶颈而导致延后上市。

 

    表一、塑料机壳与金属机壳比较  

 

 

塑料机壳与金属机壳比较

 

    2015年金属机壳需求高达5亿台韩厂加入战局   

 

    需求急速成长也是三星积极投入金属涂料技术研发的原因之一,除了三星本身采用金属机壳的比重从去年的7%大幅提升到今年的45%2015年全球行动装置采用金属壳的需求量更加畅望,将由2014年的2.2亿台增加至5亿台,成长率高达120%

 

  

    由于金属机壳制造门坎高,苹果是金属机壳厂的优先选择,三星若想在更多机种采用金属机壳,除了自行生产,只能找非苹果体系的厂商合作,像是三星两款新的Galaxy手机,均采用了由中国比亚迪电子所设计的全金属机身。

 

    另一方面,在线主要生产金属手机壳的台厂和陆厂,设备及产能恐不足以供应今年5亿台产量,三星正在进行Die-casting结合CNC的混合制程技术,若顺利研发成功,生产时间只需现在CNC技术的十分之一,生产量可提升250%,价格却能减少两成以上,该项技术也是三星企图取得市场领导地位的关键。另外,三星也在研发将奈米钻石涂层运用在行动装置的外壳,让手机外壳不容易变形。

 

    其他机壳材料趋势

 

    1)手机铝合金CNC加工外壳也走混搭风

 

    除了塑料和金属材质,另一个趋势是混合使用多种材料来制造外壳,可以弥补相互之间的弱点,例如采用塑料外壳若担心导热不佳,可以使用镁制作中框,把热量传导到屏幕或其他部位;或是在聚碳酸酯中添加ABS工程塑料,可增强其硬度。

 

    2)强调坚固的碳纤维材质

 

    另外,碳纤维材质亦是很有潜力的外壳材料,因为它既拥有铝镁合金高雅坚固的特性,又同时拥有ABS工程塑料的高可塑性,虽然外观类似塑料,但是强度和导热能力又优于普通的ABS塑料。碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合而成的复合材料,结构材料具有极佳的强度。NOKIA2012年曾经发表过Lumia940概念机,最大特色在于外壳材质使用坚固的碳纤维材质,并且拥有独特纹路造型。   

 

使用碳纤维材质外壳的NOKIALumia940概念机

 

    苹果申请全玻璃电子设备专利   

 

    在三星转向金属外壳发展之际,苹果的研发脚步也没停下来。苹果去年获得一项“玻璃熔融处理法”(Fusedglassdevicehousings)专利,该专利目的是改善电子设备的玻璃结构,描述了高温熔融玻璃组件的过程,这种结构可由多块玻璃经熔合拼接而成,且设备在外观上找不到任何接缝

 

 

 

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