浅析手机金属外壳件的加工工艺

　　CNC加工开始前，首先需要建模与编程。3D建模的难度由产品结构决定，结构复杂的产品建模较难，需要编程的工序也更多、更复杂。编程囊括了加工的工序设定、刀具选择，转速设定，刀具每次进给的距离等等。此外，不同产品的装夹方式不同，在加工前要设计好夹具，部分结构复杂产品需要做专门的夹具。同时要评估好胚料的大小，以及CNC的次数，前期评估的好坏直接影响到后面的加工时间和加工成本。

　　在将柱形铝材按照前面评估的胚料大小进行切割并挤压，这个过程被称之为铝挤，会让铝材挤压之后成为规则的铝板方便加工，同时更加致密，坚硬。因为原始的铝材硬度和强度都不够。手机机身采用的一般都是铝合金，根据不同配方，材质也有着不同的特性。比如iPhone 6使用的6000系铝合金材质强度不够，出现大量弯曲的情况。而iPhone 6s用的7000系强度就高很多，但是变脆了、它更难被压变形一旦超过受力负荷就不是变弯，而是断裂了。根据厂商的不同需求，铝合金的配方也有所不同。

　　CNC加工工艺：

　　1、铝挤、DDG、粗铣内腔

　　接着将铝合金板铣成手机机身需要的尺寸，方便CNC精密加工，接着是粗铣内腔，将内腔以及夹具定位的柱加工好，起到精密加工的固定作用。

　　2、铣天线槽、T处理、纳米注塑

　　金属机身最大的缺点就是信号问题，所以必须先把金属机身进行开槽，让信号可以出入的途径。接着是对天线槽机型T处理，将金属机身置于特殊的T液的化学药剂中，从而使铝合金表面形成纳米级的空洞，方便纳米注塑。接着就是实现纳米注塑，在高温高压下，将特殊的塑料材质挤压到经过T处理的凹槽内。(有些手机机身注塑是后面环节加入)

　　3、精铣弧面、精铣侧边

　　纳米注塑结束后，就需要对金属外壳件材质表面进行加工，也就是手机机身的3D塑型。这个流程过后手机机身的基本形状也就加工出来了。

　　4、抛光、喷砂

　　使用顶级高速精密CNC机床，会使金属机身达到A1~A2级别的光洁度，这还远远不够。需要通过抛光工艺将机身加工至A0级光洁度，这一步过后就可以达到镜面的效果。接着将金属表面处理成磨砂的效果，喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面，以符合光泽柔和等特殊设计需要。

　　5、一次阳极、高光处理(钻石切割)、精铣内腔

　　为了金属机身不被汗液等外界因素污染，提高其稳定性，必须为其进行阳极处理。这也是为手机机身上色的过程，铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。

　　一级阳极过后，需要给音量键、扬声器等等部分开孔。开孔后使用最高级别的超高速CNC机床对边角进行切削，就是很神秘的钻石切割环节了，说起来叫钻石切割并不是因为切出来的边框晶莹剔透像钻石一样，而是完成切割的刀具就是钻石。经过切割的外壳边缘会有很好的高光感。配上粗细刀纹利用折光原理，可以大大增强装饰效果。

　　需要强调的是，为了保证切割的宽度和角度严格一致，这里还得动用一种叫激光对刀仪的东西，来把控好切边的刀纹路粗细和切边宽度大小。简单来讲，就是激光对刀先在要切的地方走一圈，根据被测物的形状测出数据反馈到CNC机床，然后切割才能开动。

　　6、二次阳极、铣导电位

　　接着对金属机身的外部进行第二次阳极氧化，使外壳表面形成致密、坚硬的氧化膜，保证机身的耐磨性和耐污渍。经过阳极氧化的铝合金外壳导电性会变差，所以需要把局部阳极氧化膜去掉，露出金属已获得良好的接地效果，这时需要再一次铣导电位的CNC处理。

　　7、热熔螺母

　　到这里加工基本上就完成了。最后，利用机械手将装配螺母镶入到注塑的塑料中，用于固定主板或其他元器件。既然是压铸的话，就不可能是直接拿铝材开刀，而是需要将铝材融化成流体，方便后续在模具中成型。

　　当这些金属变成流体之后，就可以注入压铸机内，然后压铸成手机金属外壳件的雏形。虽然看起来比较简单，但是即使这样的环节，外壳加工中还是要时时防范出现沙孔，一旦有了沙孔，在后续的加工切割中，就会出现有小坑的状况，所以 这里仍然需要改进工艺和模具结构，这个试错改进的过程当中会浪费大量的原材料。

　　喷漆阶段

　　在前面的压铸阶段结束后，这些有了雏形的外壳该接受下一个选择了，是像iPhone那样接受阳极氧化处理，增加金属质感呢，还是直接进行喷漆呢?这看起来是个很难的抉择。但是现实却跟审美无关：压铸外壳不利于做阳极氧化处理，另外还有一些产品差异化的考虑等等。

　　经过机床加工，冲掉多余的部分，磨掉毛刺之后，就可以看到手机金属外壳已经基本成型了。至于上面那个开口，则是为了注塑而留的，这个后盖上面的小孔等都是CNC加工出来以便注塑，加固机身。这个逻辑就跟iPhone 6开始的背部白带条一样，为了让天线信号通畅，后盖是不能使用完全的整块金属。所以在天线部分，我们总会看到有塑料的痕迹，这一点目前没有办法克服，而这部分的塑料也不算是喷点。

　　在注塑完成之后，经过再次打磨，接下来就是喷漆的过程了，厂商们肯定是不会拿上面的素颜外壳直接上的。喷漆的过程其实也是个技术活，手机在背部的塑料和金属部分有明显的分界线，如果喷漆工艺不够好的话，这个分界线会依然可见，因此看不看得见这个金属和塑料的分界部分，就是判断喷漆工艺好不好的重要指标。

　　喷漆完毕之后，就是进行烤漆了，喷漆和烤漆一般来说不是一次就好，而是多次循环进行。并且在烤漆和喷漆之间，还会有再次的打磨，这组手机金属外壳最终会经历5次喷漆，5次烤漆和2次打磨。通常第一遍是底漆，最后一遍的漆料中会加入珠光粉或者铝粉，以保证质感和观感。

　　到了这一步，就是手机厂商们最喜欢放出来的部分了，因为这个部分有一个非常好听的环节，叫钻石切割。不过在这个钻石切割之前，厂商们还需要给摄像头、音量键、扬声器等等部分开孔。

　　在各个孔开好之后，就是很神秘的钻石切割环节了，说起来叫钻石切割并不是因为切出来的边框晶莹剔透像钻石一样，而是完成切割的刀具就是钻石。经过切割的外壳边缘会有很好的高光感了。和前面的喷漆烤漆弄一遍不够类似，这里的钻石切割也不能一遍完 事，两遍最少，三遍算是业界良心，毕竟多一个步骤，就多一些成本。

　　需要指出的是，为了保证切割的宽度和角度严格一致，这里还得动用一种叫激光对刀仪的东西，来把控好切边的刀纹路粗细和切边宽度大小。简单来讲，就是激光对刀先在要切的地方走一圈，根据被测物的形状测出数据反馈到CNC机床，然后切割才能开动。