【经验总结】手机陶瓷外壳的优势及加工工艺流程
在手机外观大同小异的今天，一款手机要想取得一定的市场优势难度也越来越大，从机身材料商追求差异化成了各厂商不断摸索的方向。金属、玻璃、陶瓷，手机外壳材料的变化也给其加工设备市场带来了不小的机遇，CNC、精雕机、热弯机、压铸设备同台争艳。而自小米5自发布以来，其机身采用的陶瓷材料就成了各厂商研究的方向。材料本身的性能确实决定了产品的性能，但是从材料到成品的加工过程对产品的品质也起着至关重要的影响，材料、工艺二者是紧密关联的。目前，采用氧化锆陶瓷的终端企业有苹果、华为、小米、一加、OPPO等。
1
以无机非金属天然矿物或人造化合物为原料，经粉碎、成形和高温烧结而制成的非金属材料。
陶瓷主要分传统陶瓷和特种陶瓷两类。
传统陶瓷以粘土（包括陶土、瓷土、高岭土等）、石英、长石等天然矿物为主要原料，经粉碎、成形和烧结而成。因具有耐火、耐酸碱、抗氧化、电绝缘性好和易于清洗等优点而被广泛应用。
特种陶瓷以氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化铅、氧化钛、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼等人造化合物为原料，采用传统的或特殊的方法进行粉碎、成形、经高温烧制而成。有的在烧成后还要进行机械加工或极化处理，以达到对尺寸和形状的精密要求，或使产品具有特定的铁电性能等。特种陶瓷大体上可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷在强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性等方面都远远超过传统陶瓷。功能陶瓷具有铁电、反铁电、磁性、气敏、热敏、快离子传导等特殊性能。
手机上的陶瓷材料是氧化锆，由于陶瓷氧化锆硬度高，耐腐蚀，耐高温，具有良好的物理特性，适合制作细小复杂的零件。
2
陶瓷（微晶锆陶瓷）的优势：
2
大体来说，陶瓷加工流程如下：
1、注射成型
陶瓷注射成型(Ceramic Injection Molding，简称CIM)是将聚合物注射成型方法与陶瓷制备工艺相结合而发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺。
注射成型工艺过程包括：
1)有机载体与陶瓷粉末在一定温度下混炼、干燥、造粒，得到注射用喂料。有机载体的作用是提供陶瓷注射成型所需的流动性及成型坯体强度。
2)喂料送入注射成型机内，再被加热转变为粘稠性熔体，高速注入模具，熔体固化为所需形状的坯体，然后脱模。这一阶段中，模具设计和注射熔体充模流动状态直接影响成型坯体的质量。
2、干压成型
干压成型是将经过造粒、流动性好、粒配合适的粉料，装入模具内，通过压机的柱塞施加外压力使粉料制成一定形状坯体的方法。干压成型由于粉料水分含量在7%以下，减少了后续烧结时间，成型效率高、成本低，但密度不够均匀。干压成型可用于手机外壳的制造。
3、流延成型
流延成型(Tape casting)是薄片陶瓷材料的一种重要成型方法，产能高、自动化程度高，但烧成收缩率高达20-21%，可制备厚度为10-1000μm的高质量陶瓷薄膜。小米5手机陶瓷外壳和多款手机陶瓷指纹盖板均采用流延成型工艺。
流延成型工艺过程包括：
1)将陶瓷粉末与添加剂在有机溶剂中混合，形成悬浮的浆料。
2)成型时浆料从料斗下部流至基带之上，通过基带与刮刀的相对运动形成坯膜，坯膜的厚度由刮刀控制。
3)坯膜连同基带一起送入烘干室，溶剂蒸发，形成具有一定强度和柔韧性的坯片。
4.排胶烧结
高性能陶瓷材料要经过高温烧结才能形成致密瓷体。小米5的陶瓷机身成型采用的是湿法成型工艺。成型采用的浆料中通常加入了胶黏剂、增塑剂、分散剂和溶剂。在陶瓷的烧结过程中，需要在加热的炉子里排出这些碳氢化合物。排胶是为了避免陶瓷在高温烧结(小米5采用1500℃烧结而成)过程中出现气孔、裂纹，影响陶瓷的结构和性能。
陶瓷烧结的方法有很多种，热压烧结是常用的烧结方法之一。采用热压烧结有利于坯件的致密化，可获得几乎无孔隙的制品。热压烧结的缺点是生产率低，成本高。
5.真空发黑
真空发黑工艺的目的是为了在高真空环境下短时升温至1500℃，对炉内物件熔融对接。
6.定型加工
通过该工艺得到了陶瓷机身的毛坯件。
7.抛光
抛光是利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。小米5的陶瓷机身抛光流程分为正面抛光和外弧抛光，分别对机身的平面和手机外框进行打磨抛光。经过313分钟、千万转的循环研磨，机身光滑平整，色泽圆润，具有较高的折光率和较强的色散，拥有良好的即视效果。
氧化锆材质本身的问题。因为氧化锆陶瓷在不同温度环境下，材料本身结构会发生对应的变化，因此我们在研磨加工过程中必须做好降温工作，避免因为温度导致材质发生改变，而导致抛光结果不完美。机身抛光加工属于高精度加工，对于机器设备以及耗材要求也比较高。小编认为，机身在研磨抛光的过程中，需要经过粗抛、半精抛、精抛等多次抛光的流程。通常使用适量的铜盘或者铁盘，并以陶瓷板作为抛光纸，使用陶瓷镜面抛光机进行加工。
8.激光打孔
激光聚焦光斑可以会聚到波长量级，在很小的区域内集中很高的能量，特别适合于加工微细深孔，最小孔径只有几微米，孔深和孔径比可大于50。激光打孔用于陶瓷机身的部位主要是外壳听筒及天线打孔、耳机打孔等部位，具有效率高、成本低、变形小、适用范围广等优点。
9.CNC加工
CNC主要适用于金属及复合材料的加工，有些硬度非常高的材料，如陶瓷的CNC加工使用的刀具材料硬度必须比加工工件的材料硬度要高。小米5机身的CNC工艺主要是用于机身的修整处理。采用CNC精细加工处理使小米5的机身曲线更加柔和，观感更舒适。
10.镭雕工艺
镭雕是表面处理的一种工艺，和网印，移印相似，都是在产品上印字或者图案。与网印、移印相比，镭雕有标记速度快，图像标记美观，分辨率高，永不磨损，范围广泛，精确度高，防伪性强等优点。小米5的机身上的logo采用的是镭雕工艺。
11.防指纹镀膜
防指纹膜一般是高密合性氟化物，这种材料可以减少污渍指纹的附着，拒水拒油。也有的手机采用的是真空镀膜工艺。该工艺是一种由物理方法产生的薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。
为便于更好的交流，设计联盟建立了联盟技术交流群和供应链对接群，欢迎大家加入，加管理员（微信号：zhixi-2012）为好友，由管理员拉大家入群（申请备注：行业 地址 昵称）；常用QQ的朋友也可以加入QQ技术交流群（群号：783013390）