合金一直以来担当着手机中框材质的主角,但随着3D玻璃与陶瓷盖板的崛起,对中框强度等各方面的要求越来越高,不锈钢、钢铝复合材料、钛合金等高强度金属逐渐火了起来。小米6与iPhone8继第四代机型不锈钢中框后又再度采用不锈钢,华为nova2 Plus采用了钢铝复合材料,部份终端客户已经开始朝着不锈钢及钢铝复合压铸等方向进行研发,中框材质呈现出百花齐放的现状,今天我们从成本、重量、强度、加工等方面来比较一下目前比较火的四种中框金属材料:铝合金、不锈钢、钢铝复合压铸、钛合金


手机金属中框四大材质大比拼,苹果|小米|华为均打破传统 图 钛合金中框手机

 

小编经过与行业内资深专家交流过后,绘制出这一张表格,首先大家一起来看看:

 

表:铝合金、不锈钢、钢铝复合、钛合金性能分析对比


铝合金

不锈钢

钢铝复合压铸

钛合金

成本

★★★

★★

★★★★

重量

★★★★

★★

★★★

强度(硬度)

★★★

★★★

★★★★

耐疲劳度

★★★

★★

★★★★

环保性

★★

★★★★

阳极氧化(成熟度)

★★★★

不能

★★

不能

电镀(成熟度)

★★★★

★★★

★★

加工难度

★★★

★★

★★★★

良率

★★★★

(80%)

(30-40%)

★★★

(70%)

(30-40%)

外观效果

★★★

★★

★★★

工艺成熟度

★★★★

★★

★★★

加工方式

多样化加工

锻压+CNC
纯CNC

压铸+CNC

锻压+CNC
纯CNC

注:★数量越多,代表其表示的性能属性越高,比如★数越高,耐疲劳度越高。

 

手机金属中框四大材质大比拼,苹果|小米|华为均打破传统


其实,这张图片已经将四种金属中框的优劣势描述的很清楚了,接下来,我们从一些重要的方面进行深入解读:

 

  • 成本方面,钛合金>不锈钢>钢铝复合压铸>铝合金

    这里指的是针对一个手机中框而言(材料+加工成本),暂不考虑良率问题。纯铝加工与复合压铸是最便宜的,钢铝复合压铸中框要比纯铝加工高出几十块钱,不锈钢要比铝合金高出30-50块,而钛合金要比不锈钢高出30-60块左右。如果考虑良率问题,按照目前市场出现的几款不锈钢中框型号来报价,大约在24-260之间,而铝合金的价格在100以内。具体成本价格要视中框的具体结构与加工情况而定,比如钢铝复合压铸可以加工成不锈钢锻压+CNC无法达到的中框结构,那成本的算法可能又不一样了;


  • 重量方面,不锈钢>钛合金>钢铝复合压铸>铝合金

    小编现场亲手比较过四种中框的重量,很明显,不锈钢是最重的,它的密度最大,有7.86g/cm3,那么相同体积(同样的手机中框)下,也是最重的,其次是钛合金,密度在不锈钢的60%左右。铝合金密度最低,只有2.70g/cm3,重量也最低;


  • 强度方面,钛合金>不锈钢>钢铝复合压铸>铝合金

    毫无疑问,钛合金是最高的,不锈钢其次,但其成本也高。自从3D玻璃与陶瓷外壳的加盟,对金属中框的强度要求尤其高,7系铝合金正是为了加大强度而生,其它性能与普通铝合金几乎无差别;


  • 耐疲劳度方面,钛合金>不锈钢>钢铝复合压铸>铝合金

    金属的耐疲劳度很重要,尤其是对中框这种经常与外界亲密接触的部位,耐疲劳度低的材质在长期与外界接触中会发送损坏,在3D玻璃盖板时代,需要中框具备优良的耐疲劳特性。


  • 环保方面,钛合金>不锈钢>钢铝复合压铸、铝合金

    钛是可以作为一种人造器官的材质,毋庸置疑,钛合金的环保度是最高的,而其它几种金属都差不多;


  • 加工难度与良率方面

    钛合金与不锈钢最难加工,良率也是最低,目前业界平均良率只有30-40%,这也是目前这种合金中框未普及的重要原因;铝合金可以达到80%以上,钢铝复合可以达到70%以上。加工难度方面自然是:钛合金>不锈钢>钢铝复合压铸、铝合金

     

  • 阳极氧化与电镀方面

    不锈钢与钛合金只能进行电镀,无法阳极氧化,而在电镀工艺成熟度方面,不锈钢与钢铝复合材料是最高的,钢铝复合实质是外钢内铝,目前已有部份客户已经在采用这种复合工艺技术,未来在更多的手机与平板中推广使用。在阳极氧化成熟度方面,自然铝合金是最高的;


  • 外观效果来看,钛合金、不锈钢>钢铝复合压铸>铝合金

    本色(未装饰镀膜)出演的四种金属,自然钛合金给人的感觉是比较高大上的;


  • 论工艺成熟度,铝合金>钢铝复合压铸不锈钢钛合金

    铝合金中框已经被终端用了这么多年,自然是最高的,而钛合金目前还未有机型采用。


手机金属中框四大材质大比拼,苹果|小米|华为均打破传统

图 手机不锈钢中框


手机金属中框四大材质大比拼,苹果|小米|华为均打破传统

图 手机钛合金中框(左经过PVD工艺,右为本色)

 

目前,针对不锈钢、钛合金的中框加工,鲜有企业可以做整个加工,都是分时分段加工。


在手机中框的加工方面,钢铝复合压铸相比于传统不锈钢加工来说,加工较为灵活,不锈钢传统加工中框做不到复合压铸的效果(小编现场看到过钢铝复合材料打造的不锈钢中框纤细高强度)。在良率方面,从金属的装饰后段来看,不锈钢、钛合金在PVD这一工艺中损失的良率较高,达到10%,普通金属只是5%左右。

 

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最后,小编做个调研,iPhone8发布在即,您猜测一下iPhone8不锈钢中框的加工方式是?



晋益电子介绍:


东莞市晋益电子科技有限公司是一家专业设计生产锌、镁、铝、钛合金压铸件的高新科技企业。


目前行业内金属类手机中框加工,多采用板材进行CNC加工成型,加工成本一直居高不下,晋益研发并获得专利的双金属复合压铸BCC(Bimetal composite die casting)专利技术完美解决了这一技术难点,大大降低了产品加工成本,缩短了加工时间,目前该专利技术已在手机中框领域应用于华为、小米及国外品牌上。

 

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议程安排

1.    机纳米注塑材料发展趋势

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2.  3D玻璃与不锈钢中框设计要点

长盈精密 梁世杰

3. 全面屏时代金属/玻璃CNC加工工艺以及疑难

久久精工

4.  MIM在不锈钢中框中的成本优势

星特烁科技 骆接文

5.  如何利用薄膜纹理技术提升3D曲面的附加值

东莞别惹蚂蚁 

6.  3D玻璃工艺工艺优化与良率思考

哥瑞光学 林虎 董事长

7.  国产手机用OLED屏的状况

拟邀请 京东方/和辉光电

8.  不锈钢纳米注塑方案

东明化工

9.  车铣复合工艺在金属外壳加工中的应用

拟邀请 万嘉科技

10.钛合金在手机外壳中的应用

待定

11. 3D玻璃石墨模具影响因素

待定

12. 3D玻璃热弯成型加工新工艺介绍

拟邀请 知名热弯机企业

13. 3D玻璃各种装饰工艺解析

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14. 3D玻璃公差尺寸以及抗跌测试等解决方案

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作者 ab