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OPPO、小米、魅族今年都要上,手机厂商转3D屏要攻克哪些难关

52RD.com 2016年7月28日 国际电子商情            参与:5人 查看 我来说两句
  

  今年底到明年初有不少的国产手机新一代旗舰机都将考虑采用双面3D曲面玻璃工艺。其中就包括OPPO的Find9、小米的Mi Edge/Mi Note Edge/魅族的PRO6 Plus等。相对于金属机壳,3D曲面玻璃的制造工艺更加复杂,其中涉及到许多新兴的材料及加工工艺。那么,3D曲面玻璃到底还有哪些制造难关需要克服呢?

  就在几年前,手机厂商还在纷纷比拼谁的塑料做得最好,外形更好看。三星更是一直被友商嘲笑为“万年塑料壳”。不过随着各大手机厂商纷纷转型金属机身,就连红米、魅蓝这样的千元入门机都开始采用金属机壳。各大手机生产商及代工厂纷纷大笔资金投入金属件制造。小米雷军更是在发布会上将其金属外壳包装成“一块钢板的旅行”,大肆宣传其CNC工艺。

  仅仅在去年,如果哪家的手机没有金属壳都不好意思出门打招呼。当时整个业界的热点在于全金属机身、CNC工艺、2.5D屏幕。过去大笔投入塑料机壳的厂家产能积压严重,直到今年VR设备成为热点,才总算消化了一部分产能。 消费类电子产品由于生命周期短,产品技术更新换代快,因此每投入一种新技术都必须找准时间点。有的热点可能是伪需求,有的热点可能是错的,有的热点可能只会流行几个月。所以新技术投入风险很大,需要非常慎重。随着三星从塑料壳一举跳到3D曲面玻璃屏,加上供应链传出消息,iphone8将采用3D曲面玻璃。3D曲面屏系列报道——三星、苹果推动手机业从2.5转进3D时代,供应链准备好了吗?

  为什么3D曲面玻璃将成新趋势?

  除了给供应商增加额外的工序,给工艺工程师提供加班的理由之外,厂商掰弯的玻璃到底能带来哪些用户体验的提升呢?

     以锤子的T1系列为例,其背面采用的是2.5D玻璃,这在当时的旗舰手机中算是先行者。然而由于工艺过于复杂,导致产品良率不高,影响了最终出货。在具体使用过程中,背部的手感非常不错,给人一种非常smooth的手感。

     到了小米Note,则在背面采用3D曲面玻璃,小米Note机身尺寸比较大,采用的又是铝合金中框,锋利的棱角本身会给手掌握持带来不适。3D曲面玻璃在两侧的弧度能让整个背面更加贴合手掌,大大提高了舒适程度。

  此外,3D曲面玻璃具有很强烈的立体感,握直感和美感更好,另外它因为两边弧面,还可以增加很多功能,让手机品牌商在设计时考虑更多应用。另外它符合轻薄、简洁、透明和表面的抗指纹的特性。玻璃的可塑性也非常好,非常通透。采用这种方式算是彻底与过去的手机形态产生从量变到质变的区别,使得产品产生了一种科技感。

     据了解,今年底到明年初有不少的国产手机新一代旗舰机都将考虑采用双面3D曲面玻璃工艺。其中就包括OPPO的Find9、小米的Mi Edge/Mi Note Edge/魅族的PRO6 Plus等。

     为什么说玻璃屏从2D、2.5D升级到3D成为趋势呢?

  趋势一、手机创新推动3D玻璃在手机中的应用,因为智能手机已经非常同质化,厂商为了有哪怕一丁点的创新,就愿意砸钱在新的技术和工艺上。

  趋势二、在柔性的OLED曲面屏幕发展上可以促进使用3D玻璃,因为它能够比较好跟屏幕做一个贴合。

  趋势三、未来4G、5G新通讯技术的发明促进3D玻璃在手机上的应用,随着4G、5G技术的发展,它会面临电池以及频段问题的困扰,无疑3D曲面玻璃会比较好能够解决这个方面的问题。

  趋势四、随着技术的发展,成本的降低也会进一步推动3D玻璃的发展。很有可能3D曲面屏的手机,将在一段时间后进入千元级入门机市场。

  趋势五、3D玻璃的曲面特色也符合其他3C产品设计需求。3C产品设计如平板计算机,头戴式VR设、智能手表、智能手环等可穿戴式智能产品,都会大大增加了它的应用。

  为什么玻璃背板与无线充电更配?

image011 科立视詹益淇博士

  相对于金属机壳,3D曲面玻璃的制造工艺更加复杂,其中涉及到许多新兴的材料及加工工艺。那么,3D曲面玻璃到底还有哪些制造难关需要克服呢?据了解,3D玻璃加工的工艺有两种,一种是把厚玻璃磨薄,边缘留出弧形,另一种是热成型。目前厂商基本都是采用热成型工艺生产的。

  科立视詹博士介绍了他们的3D曲面玻璃解决方案,包括高铝玻璃薄板、3D热弯成型技术、冷激光加工技术以及抗菌玻璃。

     詹博士表示,根据2016年6月份IHS的报告,从2015年到2018年,整个手机用各外形保护玻璃的出货量及市场份额均得到大幅度的上升。预计整个市场产值将达到12亿3100万美元。

    值得一提的是,在手机产业大量采用玻璃材质做背板之后,无线充电应用可能激活。因为金属背板没办法做无线充电,而对于塑料壳来说,很容易发热而老话。从材料角度来看,玻璃和陶瓷机身更适合采用无线充电。

  热激光与冷激光的区别?

  image017 实际上,目前业界做3D曲面玻璃的主要方法有几种:一种是通过氢氟酸进行蚀刻。不过这种方式对环境和人体具有较大的伤害。

  一种是通过热弯+CNC的方式,这是目前业界主流的加工方式。不过这种方式在加工过后,边缘会有很多的边角,必须要经过后处理,把这些边角去除。

     科立视的技术,采用传统的热弯成型加上iLS冷激光技术(有别于传统的热激光)。这种方式处理完以后,边缘是非常光滑的,不需要再进行后续处理。因为它是一个用超短脉冲的激光来做加工。

     那么,冷激光和热激光的区别在哪里呢?传统认为只要你的速度大于20ps的就称为热激光。

  为什么要给3D玻璃盖板抗菌处理?

  据介绍,科立视的3D制造的流程与业界传统的做法几乎一样。但是在3D玻璃成型完成之后,科立视就会进行抗菌处理。科立视的抗菌方式是用离子交换的方式导入了双离子,这也是国内甚至全球第一家导入双离子抗菌功能的玻璃。

     为什么要进行抗菌处理呢?智能手机上的触摸屏细菌是很多的。图中显示的就是手机上的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。科立视的方式是导入双抗菌离子到玻璃表面,区别于喷涂性的抗菌产品,及时刮磨也不会有损耗,可以维持持久的抗菌功效。

     目前该技术已经通过SGS的认证,可以符合JIS Z 2801:2010的抗菌模型。在2015年1Q已申请抗菌玻璃产品专利。 詹博士表示,科立视第一条产线已经在设计生产,而且总体良率达到业界水平。L2按计划年底出玻璃,新配方KG-AL,性能明显提升,预计明年Q1开始销售。希望在今年年底全制程能力到2KK,迅速进入3D玻璃盖板市场。

  在做抗菌的处理过程中,需要对3D玻璃盖板进行喷涂。表面处理厂商新力光董亿祥先生表示,其产线采用柔性机器人喷涂装备,采用低温等离子和CO2干冰清洗,水滴角5~10度,能耗低30%VOC减30~50%,中波红外线性控温,视觉控制系统,自动选择产品型号对应的喷涂工序并自动光学检测。

  传统的3D玻璃盖板大都采用低温等离子和CO2的清晰处理。活化:大幅提高表面的润湿性能,形成活性的表面。清洗:去除灰尘和油污,精细清洗。涂层:通过表面涂层处理提供功能性的表面。提高表面的附着能力。提高表面粘接的可靠性和持久性,通过消静电装置去除工件所带电荷,并吹扫浮沉,保证水滴角5-10°。

  如何解决3D曲面玻璃的四大加工难题?

  针对3D曲面玻璃的外形加工,专注于精密数控机床、工业机械手、非标专机自动化、大数据业务的远洋翔瑞总经理毛国威表示。目前玻璃行业采用传统的热加工方式,普遍面临“工艺复杂,成品率低、表面波纹与爆裂、人力成本高”等四大难题。

     远洋翔瑞毛国威详细介绍了3D玻璃外形加工工艺:

    目前市场上主流的有两种加工方法:第一类就是用CNC切削成型的方式加工。其生产效率主要受3D曲面盖板玻璃的曲率半径及产品高度影响。 第二类就是用CNC批量加工好2D平面玻璃,后再采用热烤炉、石墨模具等热弯设备与治具,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,其后再用CNC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。

   热压成型的原理是什么呢?首先在模具里面放置玻璃球,来顶住推板,把这个装满平板玻璃的模具送入加热的炉子里面。它的热成型的原理就是我们把玻璃置入模具里面,通过加热再成型,最后慢慢冷却,最后把它取出,是这样一个过程。 采用热成型的加工工艺,最大的难点和挑战包括四个方面: 工艺的复杂,成品率低;表面波纹、爆裂问题;成型偏差的精度问题;人力成本高的问题。

  针对这些问题,TPK采用的是一种新的解决方式。TPK的李裕文博士介绍了他们的“3D玻璃熔接技术方案”。“我们的技术不是热弯的技术,而是融合技术。利用这个技术之后,仍然需要很多的纤细加工。我们的技术比较适合做很轻巧、精细的产品。”

  李裕文博士表示,将不同厚度的玻璃叠层熔接成不同形态的3D曲面玻璃,在不改变现有的盖板玻璃加工流程下,增加熔接工序后,就能生产3D曲面玻璃,可视区与原有的盖板玻璃一样完美显示。

      与一般的热弯技术的玻璃只有两边弯曲不同,采用熔接技术可以做到三边以及四边弯曲。“我们基本上是把两片玻璃做溶接,也就是用一个平板玻璃再加一个框,再加一个平板玻璃,两片玻璃经由溶接和制成,完美地融合在一起。” image037 那么这两种不同工艺生产出来的3D玻璃,到底有什么区别呢?

  李博士表示,采用熔接技术只在边框加热熔解,让两片玻璃熔在一起,所以玻璃的可视区可以保证完整的平整度,不会有热弯玻璃形成的弯状和水状和凹凸点。

  此外,熔接技术的玻璃材质不受限制,大猩猩或者国产的熊猫等都可以用。尺寸方面不希望做得太大,大概是平板以下的尺寸。厚度就用现有的玻璃厚度,可以从0.55mm到2mm,0.7mm为最佳。3D曲面玻璃的高度在0.5至2mm,3D弧距在0.1-6mm。

  “我们的产品不需要像热弯玻璃需要开模具,这是我们最大的优点,局部受热,且未达到玻璃软化点。”李博士表示。

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1楼 52RD网友 171.105.*.* 发表于 2016-7-28 13:57 回复
没有提到抗摔性呀
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52RD网友:华为这样的,从芯片->手机->基站->移动互联+云服务, 属于自底上向的路子。 软银,互联网->移动互联->手机->芯片, 属于自顶向下的路子。 …
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