1, Miniatiūrizavimas ir tikslumas: technologinis proveržis milimetro mūšio lauke
Pagrindinė daugiafunkcinio elektroninių gaminių integravimo tendencija yra miniatiūrizavimas, dėl kurio įpurškimo formų apdirbimo tikslumui keliami beveik griežti reikalavimai. Pavyzdžiui, išmaniuosius telefonus, jų korpuse turi būti integruota daugybė mažų struktūrų, tokių kaip mygtukai, sąsajos, antenos lizdai ir šilumos išsklaidymo angos. Kai kurių pagrindinių matmenų nuokrypiai turi būti kontroliuojami ± 0,01 mm, o tai atitinka 1/6 žmogaus plauko skersmens. OPPO Find serijos mobiliųjų telefonų lenkto ekrano galinio dangtelio forma turi sklandžiai sujungti lenktą paviršių ir ekraną per penkių ašių jungties apdirbimo centrą. Formos klirenso paklaida turi būti mažesnė nei 0,005 mm, kitaip tai sukels įpurškimo liejimo perpildymą arba surinkimo laisvumą.
1 iššūkis: mikrostruktūrų apdorojimo stabilumas
Miniatiūrinių formų ertmės gylio ir pločio santykis dažnai viršija 10:1, o tradiciniai frezavimo procesai yra linkę į vibraciją, kurią sukelia nepakankamas įrankio standumas, dėl ko susidaro paviršiaus bangavimas arba matmenų nuokrypiai. Pavyzdžiui, gaminant išmaniojo laikrodžio vidinės antenos laikiklį, formoje reikia iškirpti 0,3 mm pločio mikroputų įpurškimo kanalą. Jei apdorojimo tikslumas yra nepakankamas, tai sutrukdys medžiagų srautui, o galutinio produkto stiprumas sumažės daugiau nei 30%.
Proveržio kelias: kelių ašių sujungimas ir itin tikslus apdirbimas
Penkių ašių jungties apdirbimo centras gali pasiekti vienkartinį-užfiksavimą ir sudėtingų paviršių formavimą, naudojant didelio-tikslios grotelių liniuotes su veleno radialiniu išbėgimu, mažesniu nei 0,005 mm arba lygiu jam, taip sumažinant pasikartojančias padėties nustatymo klaidas. Derinant kietu lydiniu padengtus pjovimo įrankius (skersmuo mažesnis arba lygus 0,5 mm) ir sluoksniuotą žiedinį pjovimo strategiją, plonasienių konstrukcijų deformacija gali būti kontroliuojama 0,02 mm tikslumu. Be to, elektros išlydžio apdirbimo (EDM) technologija gali iškirpti mikrometro lygio griovelius, kurių neįmanoma pasiekti naudojant tradicinį mechaninį apdirbimą, pvz., Huawei FreeBuds ausinių įkrovimo dėklo jungties formos kaiščių atstumo valdymas, kuris priklauso nuo EDM, kad būtų pasiektas ± 0,003 mm tikslumas.
2, medžiagų suderinamumas: kelių medžiagų bendradarbiavimo iššūkis
Daugiafunkcinis elektroninių gaminių integravimas reikalauja suderinamumo su įvairiomis medžiagų charakteristikomis, tokiomis kaip kompozitinės metalų ir plastikų konstrukcijos, didelio šilumos laidumo medžiagų ir izoliacinių medžiagų sambūvis bei biologinių medžiagų aplinkosaugos reikalavimai. Atsižvelgiant į nešiojamojo kompiuterio delno atramą kaip pavyzdį, ASUS Unparalleled serija naudoja vientisą liejimo dizainą, kuriam reikalingas ABS + PC lydinio ir aliuminio lydinio laikiklio derinys per įpurškimo liejimo procesą. Forma turi atlaikyti aukštą 280 laipsnių temperatūrą ir 150 MPa slėgį tuo pačiu metu ir vengti įtrūkimų, atsirandančių dėl metalo ir plastiko šiluminio plėtimosi koeficiento skirtumo.
2 iššūkis: skirtingų medžiagų sąsajos sukibimo stipris
Gaminant išmaniųjų laikrodžių korpusus, PC (polikarbonato) ir LCP (skystųjų kristalų polimero) liejimo procesas dažnai naudojamas siekiant subalansuoti atsparumą kritimui ir signalo prasiskverbimą. Tačiau LCP lydalo klampumas yra tik 1/5 PC klampumo. Netinkamas formos srauto kanalo dizainas gali sukelti priešlaikinį LCP sukietėjimą ir delaminacijos defektų susidarymą. TSMC drožlių pakavimo formų praktika parodė, kad optimizuojant vartų padėtį ir išlaikant slėgio kreivę, kaiščio deformacija gali būti sumažinta nuo 0,1 mm iki 0,02 mm, tačiau formos tarnavimo laikas sutrumpėja 40%.
Proveržio kelias: modelio srauto analizė ir medžiagų modifikavimas
Pelėsių srauto analizės programinė įranga (pvz., Moldflow) gali imituoti skirtingų medžiagų užpildymo elgesį ir optimizuoti vartų skaičių bei padėtį. Pavyzdžiui, naudojant „Lenovo ThinkBook Plus Gen 6“ nešiojamojo kompiuterio slenkamojo ekrano formą, modeliuojant buvo nustatyta, kad tradiciniai šoniniai užtvarai sukels susitraukimo žymes ant ekrano kraštų. Galiausiai vietoj to buvo panaudoti ventiliatoriaus -formos vartai ir konformiški aušinimo kanalai, todėl gaminio plokštumas padidėjo 60 %. Be to, medžiagų modifikavimo technologija (pvz., nano užpildų pridėjimas) gali padidinti sąsajos sukibimo stiprumą. Tam tikros įmonės sukurtos PC / LCP kompozicinės medžiagos sąsajos šlyties stiprumas yra 35 MPa, o tai yra dvigubai didesnis nei gryno kompiuterio.
3, šilumos išsklaidymas ir konstrukcijos stabilumas: šilumos valdymo iššūkiai, susiję su didelio-tankio integravimu
Dėl elektroninių gaminių funkcijų integracijos žymiai padidėja šilumos tankis tūrio vienetui, o įpurškimo formos turi vienu metu spręsti ir šilumos išsklaidymo, ir struktūrinių deformacijų problemas. Pavyzdžiui, 5G bazinės stoties antenos dangtelis turi atitikti mažų nuostolių reikalavimus, kad būtų galima perduoti aukšto -dažnio signalą, ir atlaikyti lauko temperatūros skirtumus nuo -40 laipsnių iki 85 laipsnių. „Huawei“ naudojamoje LCP medžiagos formoje naudojama lazerinio selektyvaus lydymo (SLM) technologija, skirta atspausdinti konformišką aušinimo vandens kanalą, o tai 80% pagerina formos temperatūros vienodumą, sutrumpina aušinimo ciklą nuo 90 sekundžių iki 40 sekundžių ir 75% sumažina gaminio deformaciją.
3 iššūkis: Miniatiūrinių šilumos išsklaidymo konstrukcijų apdorojimas
Gaminant AR akinius, siekiant sumažinti galvos apkrovą, akinių kojelėse reikia integruoti baterijas, jutiklius, ryšio modulius. Plastikinio laikiklio sienelės storis tik 0,8 mm, tačiau reikia įrengti 0,5 mm skersmens aušinimo mikrokanalą. Tradiciniais gręžimo būdais to nepavyksta pasiekti, o SLM technologija gali atspausdinti sudėtingus vandens kelius, tačiau paviršiaus šiurkštumas gali siekti Ra 10 μm, o tai gali lengvai sukelti turbulenciją ir sumažinti šilumos išsklaidymo efektyvumą.
Proveržio kelias: kompozitų apdorojimas ir paviršiaus apdorojimas
Tam tikra įmonė taiko sudėtinį „SLM spausdinimo + elektrocheminio poliravimo“ procesą, kuris pirmiausia atspausdina vandens kelią iki Ra 6 μm, o tada impulsiniu elektrocheminiu apdorojimu sumažina paviršiaus šiurkštumą iki Ra 1,6 μm, padidindama aušinimo vandens srautą 40%. Be to, naudojant berilio vario lydinio įdėklus žymiai pagerėja formos šilumos laidumas, kurio šilumos laidumas yra 180 W/(m · K), kuris yra penkis kartus didesnis nei tradicinių plieninių formų, ir gali sumažinti formos temperatūros svyravimo diapazoną nuo ± 15 laipsnių iki ± 3 laipsnių.
