内行看门道 平板背壳工艺揭秘
- 2013-11-25 14:59:56
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:何庆
- 作者:
【电脑报在线】在国产平板开始走精品化路线的今天,背壳,这个之前在平板中极少被提及的工艺,如今也成为不少厂家努力改进和宣传的重点,金属背壳、CNC一体化外壳等等,也纷纷出现在国产精品平板上。别以为背板进化只是平板的一个小细节,实际上,背壳不仅担负着保护平板安全的重任,对于平板的整体质感、握持感,乃至于轻薄表现,都有极大的影响。
在国产平板开始走精品化路线的今天,背壳,这个之前在平板中极少被提及的工艺,如今也成为不少厂家努力改进和宣传的重点,金属背壳、CNC一体化外壳等等,也纷纷出现在国产精品平板上。别以为背板进化只是平板的一个小细节,实际上,背壳不仅担负着保护平板安全的重任,对于平板的整体质感、握持感,乃至于轻薄表现,都有极大的影响。
注塑:常见的,并不等于低端的
注塑机
可以说,注塑依旧是平板,甚至是IT设备外壳最为常见的制造工艺。在不少人看来,注塑是一种低端工艺,而塑料外壳也是低端产品的代名词。这种说法并不正确,实际上,塑料背壳也有自己的好处,如成型简单,便于让产品的外形更多变。在强度上,塑料外壳也不差,其比强度(即强度与重量的比值)甚至比铝合金还高,这也就意味着只要背壳略厚一些,其强度较之铝合金外壳来说,也毫不逊色。说起来注塑外壳的制造流程并不复杂,就是通过挤出机的高温和高压将工程塑料熔融成液体状态后,在极高的压力下,注射入密封的模具内,当模具内的工程塑料冷却后,平板背壳就被生产出来。
图:精模背壳在工艺,制作难度上比普通外壳高的多。
这个工艺说起来不复杂,但绝不意味着注塑的背壳都是一样的。实际上,从产品上我们就可以看出,同样是注塑背壳,一些平板,如Galaxy Tab等产品,不仅外壳触感优良,同时,大力压按时不容易变形,而外壳的配合更是严丝合扣,毫无缝隙。反观一些其他产品,却有外壳缝隙大,外壳偏软等问题。为什么呢?这与注塑时所实用的模具有很大关系,对于精模而言,尺寸更精细,更复杂的模具,可以让平板背壳在需要加固的地方,如平板上下侧,增加加强筋。使得握持时,平板不会变形,而拔插电源、耳机等插头时,加强筋可以紧紧锁住主板,让其不容易晃动,避免主板变形或焊点脱落,这对降低平板故障率也大有好处。
而更多的卡扣,以及在卡扣边缘设置的凹槽,也增强了背壳与主机面的配合,不仅固定更为牢靠,而且部件间配合也更加出色,不容易出现缝隙。当然,模具精度提高的代价也不小,要知道,复杂的高精度模具价格往往要上百万元,而为了保证加工的的完美,那些细小的加强筋,凹槽内也要充满塑料,挤出机的压力,温度也要随之提升,才能保证塑料的流动性。而复杂的加工工业又令其产量降低,所以精模的成本,往往会比普通模具生产出的背壳高出数倍。
延伸阅读:塑料背壳的装修
当然,只靠注塑工艺生产出的外壳不仅在颜色上缺乏变化,其浓重的塑料不仅让人看着不舒服,握持感也较差。因此,对背壳的二次加工,也显得相当重要,因此,不少平板都使用了类肤漆,而三星部分产品还用上了人造皮革。其实,它们都是依靠使用溶剂将聚氨酯即人造革上常用的PU材料融化后,再喷涂在平板背壳上,这样溶剂挥发后,PU材料就附着在外壳上,形成了一层柔软,有润泽感,类似于皮肤的涂层。而随着涂层的加厚和改变涂层表面的压纹,还可以让涂层呈现出皮革的感觉。这就让塑料背壳的外观和触感都得到极大的改善。
冲压工艺:造就一体化背壳的普及
铝合金那亮丽的外观,以及较强的散热性能,使得不少平板都使用了一体化金属背壳。那么,这些背壳是如何生产的呢?它们大多使用的是金属冲压工艺,也就是说将整卷的铝合金板先进行平面冲压,裁剪出所需要尺寸的金属板,同时依靠冲压工艺,还能在金属板上开孔,以完成平板背壳的扬声器,摄像头,按键开孔的需求。随后,将金属板放置在模具内,在巨大的冲击后,铝合金折弯,形成外壳所需的造型。
与原道mini one金属背壳内部
只要进行简单的冲压,即可形成背壳,这样的制造方式,对于整机成本不会造成太大的影响,这也成为国产平板大量使用金属背壳的主要原因,当然,金属元素的加入,也让平板在轻薄表现、牢固程度以及质感上受益良多。当然,冲压工艺无法将背壳做得太复杂,更关键的是,在平板板材上冲压,让背板无法有立体结构,也就是说,背壳无法进行针对性优化,例如,不能对易受损的四个边角进行加厚,无法在背壳上设置螺丝柱,这样,主板等结构只能固定在中框上,而不能固定在背壳上。
可以说,冲压背壳是一种平板使用金属背壳的低价解决方案,但其并未将金属外壳的优势发挥到极致,而要识别冲压工艺背板也很简单,只要在拆下背壳后,看看其内部是否是平板一块,没有明显的凹凸感和加强设计,就说明其是冲压工艺制作的金属背壳。
 
数控机床的魔术:一体化成型工艺
说起一体机成型工艺,大家并不陌生,毕竟iPad的成功,在相当程度上要归功于这一工艺,如今这一工艺已非苹果独享,例如蓝魔i10就使用这一工艺生产了平板的中框,而七彩虹U781更是用它打造出轻薄而坚固的背壳。那么,一体化成型工艺是怎么回事呢?使用整块的铝合金砖,在数控机床的支持下,根据设计的要求,将铝合金砖中不需要的部分切削下来,同时,使用激光打孔,钻孔等方式,在背壳上挖出所需要的各种孔洞,从而形成一个完整的背壳模块。
图:一体化成型工艺的数控机床操作
这种加工方法的复杂程度可想而知,往往需要数控机床的长时间工作才能完成背壳的制造。那它的优点在哪里呢?从七彩虹Colorfly U781的背壳中,我们就可以初见端倪,在背壳中,四个边角都采用了较厚的铝材,而两侧底部,也有加强筋。这些都是平板遭受撞击时,最容易受力损坏的部分,进行相应的加强,自然令平板安全性大大增加。在在底部,我们还可以看到有椭圆形的凹陷,这样的结构在不降低背壳强度的情况下,可以减少其重量。也就是说,受力处增强,不受力处减轻,赢得重量与强度的最佳平衡同时,背壳中还有螺丝柱,侧板处也根据端口的造型,设置了凸起,这样可以很好的固定住主板,减少了线材拔插引起主板窜动而造成的故障。而数控加工更高的精度,保证背壳与前面板之间的最佳配合,这样,平板外壳浑然一体,其做工和整体感更胜一筹。平板的主板还可以直接固定在背壳上,无需设置中框和复杂的前框结构,对于整机的轻薄大有好处。
图:七彩虹Colorfly U781的一体化成型背壳
总结:工艺进化,成就平板发展
在平板发展中,我们更多的是关注处理器、屏幕、续航这些因素,实际上,影响平板的远不止这些因素,外壳、工艺也无时不刻的影响着平板的轻薄和使用感受。如今平板的轻薄化的进程迅猛,在相当程度上得益于工艺的进化,金属外壳的引入以及一体化成型开创的新进程。而随着数控机床产能的增加,一体化成型有望在未来更普及的应用在平板上,新轻薄浪潮,会随着这一工艺的进化而再次改变平板,尤其是国产高端平板吗?期待吧。 
注塑:常见的,并不等于低端的
注塑机
可以说,注塑依旧是平板,甚至是IT设备外壳最为常见的制造工艺。在不少人看来,注塑是一种低端工艺,而塑料外壳也是低端产品的代名词。这种说法并不正确,实际上,塑料背壳也有自己的好处,如成型简单,便于让产品的外形更多变。在强度上,塑料外壳也不差,其比强度(即强度与重量的比值)甚至比铝合金还高,这也就意味着只要背壳略厚一些,其强度较之铝合金外壳来说,也毫不逊色。说起来注塑外壳的制造流程并不复杂,就是通过挤出机的高温和高压将工程塑料熔融成液体状态后,在极高的压力下,注射入密封的模具内,当模具内的工程塑料冷却后,平板背壳就被生产出来。
图:精模背壳在工艺,制作难度上比普通外壳高的多。
这个工艺说起来不复杂,但绝不意味着注塑的背壳都是一样的。实际上,从产品上我们就可以看出,同样是注塑背壳,一些平板,如Galaxy Tab等产品,不仅外壳触感优良,同时,大力压按时不容易变形,而外壳的配合更是严丝合扣,毫无缝隙。反观一些其他产品,却有外壳缝隙大,外壳偏软等问题。为什么呢?这与注塑时所实用的模具有很大关系,对于精模而言,尺寸更精细,更复杂的模具,可以让平板背壳在需要加固的地方,如平板上下侧,增加加强筋。使得握持时,平板不会变形,而拔插电源、耳机等插头时,加强筋可以紧紧锁住主板,让其不容易晃动,避免主板变形或焊点脱落,这对降低平板故障率也大有好处。
而更多的卡扣,以及在卡扣边缘设置的凹槽,也增强了背壳与主机面的配合,不仅固定更为牢靠,而且部件间配合也更加出色,不容易出现缝隙。当然,模具精度提高的代价也不小,要知道,复杂的高精度模具价格往往要上百万元,而为了保证加工的的完美,那些细小的加强筋,凹槽内也要充满塑料,挤出机的压力,温度也要随之提升,才能保证塑料的流动性。而复杂的加工工业又令其产量降低,所以精模的成本,往往会比普通模具生产出的背壳高出数倍。
延伸阅读:塑料背壳的装修
当然,只靠注塑工艺生产出的外壳不仅在颜色上缺乏变化,其浓重的塑料不仅让人看着不舒服,握持感也较差。因此,对背壳的二次加工,也显得相当重要,因此,不少平板都使用了类肤漆,而三星部分产品还用上了人造皮革。其实,它们都是依靠使用溶剂将聚氨酯即人造革上常用的PU材料融化后,再喷涂在平板背壳上,这样溶剂挥发后,PU材料就附着在外壳上,形成了一层柔软,有润泽感,类似于皮肤的涂层。而随着涂层的加厚和改变涂层表面的压纹,还可以让涂层呈现出皮革的感觉。这就让塑料背壳的外观和触感都得到极大的改善。
冲压工艺:造就一体化背壳的普及
铝合金那亮丽的外观,以及较强的散热性能,使得不少平板都使用了一体化金属背壳。那么,这些背壳是如何生产的呢?它们大多使用的是金属冲压工艺,也就是说将整卷的铝合金板先进行平面冲压,裁剪出所需要尺寸的金属板,同时依靠冲压工艺,还能在金属板上开孔,以完成平板背壳的扬声器,摄像头,按键开孔的需求。随后,将金属板放置在模具内,在巨大的冲击后,铝合金折弯,形成外壳所需的造型。
与原道mini one金属背壳内部
只要进行简单的冲压,即可形成背壳,这样的制造方式,对于整机成本不会造成太大的影响,这也成为国产平板大量使用金属背壳的主要原因,当然,金属元素的加入,也让平板在轻薄表现、牢固程度以及质感上受益良多。当然,冲压工艺无法将背壳做得太复杂,更关键的是,在平板板材上冲压,让背板无法有立体结构,也就是说,背壳无法进行针对性优化,例如,不能对易受损的四个边角进行加厚,无法在背壳上设置螺丝柱,这样,主板等结构只能固定在中框上,而不能固定在背壳上。
可以说,冲压背壳是一种平板使用金属背壳的低价解决方案,但其并未将金属外壳的优势发挥到极致,而要识别冲压工艺背板也很简单,只要在拆下背壳后,看看其内部是否是平板一块,没有明显的凹凸感和加强设计,就说明其是冲压工艺制作的金属背壳。
 
数控机床的魔术:一体化成型工艺
说起一体机成型工艺,大家并不陌生,毕竟iPad的成功,在相当程度上要归功于这一工艺,如今这一工艺已非苹果独享,例如蓝魔i10就使用这一工艺生产了平板的中框,而七彩虹U781更是用它打造出轻薄而坚固的背壳。那么,一体化成型工艺是怎么回事呢?使用整块的铝合金砖,在数控机床的支持下,根据设计的要求,将铝合金砖中不需要的部分切削下来,同时,使用激光打孔,钻孔等方式,在背壳上挖出所需要的各种孔洞,从而形成一个完整的背壳模块。
图:一体化成型工艺的数控机床操作
这种加工方法的复杂程度可想而知,往往需要数控机床的长时间工作才能完成背壳的制造。那它的优点在哪里呢?从七彩虹Colorfly U781的背壳中,我们就可以初见端倪,在背壳中,四个边角都采用了较厚的铝材,而两侧底部,也有加强筋。这些都是平板遭受撞击时,最容易受力损坏的部分,进行相应的加强,自然令平板安全性大大增加。在在底部,我们还可以看到有椭圆形的凹陷,这样的结构在不降低背壳强度的情况下,可以减少其重量。也就是说,受力处增强,不受力处减轻,赢得重量与强度的最佳平衡同时,背壳中还有螺丝柱,侧板处也根据端口的造型,设置了凸起,这样可以很好的固定住主板,减少了线材拔插引起主板窜动而造成的故障。而数控加工更高的精度,保证背壳与前面板之间的最佳配合,这样,平板外壳浑然一体,其做工和整体感更胜一筹。平板的主板还可以直接固定在背壳上,无需设置中框和复杂的前框结构,对于整机的轻薄大有好处。
图:七彩虹Colorfly U781的一体化成型背壳
总结:工艺进化,成就平板发展
在平板发展中,我们更多的是关注处理器、屏幕、续航这些因素,实际上,影响平板的远不止这些因素,外壳、工艺也无时不刻的影响着平板的轻薄和使用感受。如今平板的轻薄化的进程迅猛,在相当程度上得益于工艺的进化,金属外壳的引入以及一体化成型开创的新进程。而随着数控机床产能的增加,一体化成型有望在未来更普及的应用在平板上,新轻薄浪潮,会随着这一工艺的进化而再次改变平板,尤其是国产高端平板吗?期待吧。 
本文出自2013-11-25出版的《电脑报》2013年第46期 B.平板电脑
(网站编辑:pcw2013)
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