苹果获激光抛光专利，iPhone或采用陶瓷机身？（内附3D陶瓷工艺大揭秘）
2017-02-13 00:04 点击:115
近日，苹果发布的一项被激光抛光专利引发行业热议，未来iPhone或采用陶瓷机身的消息被炒得沸沸扬扬。由于高亮黑配色iPhone 7机身表面很容易被刮花，受到消费者的吐槽，因此陶瓷材料可能是一种有吸引力的备选材质。随着未来手机设计的3D化，3D陶瓷成为消费电子行业的又一新宠。


专利演示图
未来iPhone会采用3D陶瓷外壳吗？这种表面硬度更高，韧性较好，质感更佳，人体触感优异，自带审美光环的3D陶瓷到底是什么样的呢？ 3D陶瓷目前的技术水平如何？市场规模应用处在什么阶段？新材料在线小编帮您解开谜底。


一、什么是3D陶瓷手机后壳
所谓陶瓷手机后壳就是用陶瓷材料制作的手机后壳，而3D是相对于2D和2.5D来说的，手机后壳必定都有一定的厚度，上下表面为一个平面且彼此平行的叫做2D，上下表面为一个平面，但是平面边缘处打磨出一个弧度，弧度从一个面过度到另一面的叫2.5D，而3D玻璃上下面不再是一个平面，通常是在边缘处有一个大的弧度，整体呈U型。

二、手机上为什么要用3D陶瓷后壳
为什么要用陶瓷材料做手机后壳？
首先是陶瓷材质具有独特的优点，强度、硬度高表现为抗弯、耐刮花，而这些正是目前手机上所使用材料尤其是铝的痛点；
其次是陶瓷材料经过表面处理后表现出的独特质感，手感细腻、温润如玉，表现出极高的品质感与美感。
为什么要制作成3D的形式？
首先是因为3D在视觉上相对于2D、2.5D更佳的美感和丰富度；其次是配合3D屏幕，使整个机身更加协调；另外，相对于方形的棱边，圆弧状也有更好的手握感。
因此，在铝合金2D、2.5D手机后壳大行其道进而产生审美疲劳的时候，3D陶瓷手机后壳对手机设计师及消费者产生了强烈的吸引力。
装备3D陶瓷后壳的手机
三、现在为什么还没规模应用
既然3D陶瓷手机后壳如此有魅力，为什么现在市面上还未见规模使用，就连已经发布的小米5尊绝版也在实际中很少见到呢？这正反映出3D陶瓷手机后壳固然好，但是还存在不少问题正待解决，从个人理解来看，可以从3D陶瓷手机后壳技术本身及产品对技术的选择两个角度来分析。
1、3D陶瓷手机后壳技术本身
3D陶瓷基本加工工艺
3D陶瓷手机后壳基本上需要经过以上6个步骤才能加工制备出来，暂且不管具体的工艺参数，单从陶瓷材质的制备及性能特点上来分析：
a、原料——成型——排胶——烧结
（1）原料：陶瓷原料是在陶瓷粉料中加入热塑性树脂、热固性树脂，增塑剂和减摩剂，使陶瓷粉料成为粘性弹体，然后将加热混炼后的料浆从喷口射入金属模内，冷却固化即成。常用的热塑性树脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯，加入量为10-30％。这一技术很大程度地提高了形状复杂产品成形的精度和可靠性。
（２）注射成型
陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。只是塑料内混合大量的陶瓷粉末。为了改进注塑成形条件，必须选择与使用原料匹配的有机材料，并要选定添加量。为了获得致密又均匀的注塑成形体，陶瓷粉末的浓度要高些。但过高将使成形性能变差。为改进混炼坯料的流动性，应降低分散剂高分子系的粘度。作为前处理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性，为了提高高分子的流动性，需添加适当的增塑剂和润滑剂。陶瓷原料的粒度一般为1m，加入粘结剂(或称为添加剂)，经充分混合、搅拌。 在搅拌过程中，陶瓷粉末被粘结剂润湿和包复，全部成为均匀的复合物才可进行注射成形。且需要冷却、干燥、粉碎后，才获得适合注射成形机漏斗进料的颗粒。
模具材料一般采用高洁度、耐磨性、耐腐蚀性均优良的合金钢。模具设计应当符合陶瓷高分子系统的流动特性。为了减少成形体的收缩，避免模具体内空气卷入成形体，因此模具要考虑控制放出口。此外，模具上应有冷却槽，可以冷却和加热，依靠温度调节器使模具温度保持恒定，对提高成形体的精度很有效。由于原料中要大量使用有机材料，为了不使毛坯产生热裂，不剩碳渣地进行脱脂也是一个重要课题。