Was ist der Unterschied zwischen CNC-Bearbeitung und Stanzen bei der Herstellung von Mobiltelefonen?

1. Verfahrensprinzip: Der Hauptunterschied zwischen spanabhebender Umformung und Materialverformung
Bei der Stanzmethode wird die Form mithilfe einer Pressmaschine mit großer Kraft gegen das Metallblech gedrückt und die plastische Verformung des Materials zur Formung genutzt. Der Kern liegt im exakten Design der Form. Die geometrische Korrektheit des Formhohlraums wirkt sich direkt darauf aus, wie stark die Größe der Teile variieren kann. Durch das Stanzen können beispielsweise die gebogene Form und die Verstärkungsstruktur des Metallrahmens des iPhones gleichzeitig hergestellt werden. Da das Material jedoch duktil ist, müssen komplizierte Strukturen Schritt für Schritt durch mehrere Verfahren hergestellt werden.
Mithilfe der Programmierung steuert die numerisch gesteuerte Bearbeitung den Werkzeugweg zum Schneiden, Bohren, Fräsen und für andere Aufgaben am gesamten Metallblock. Das Bearbeitungszentrum mit fünf-Achsenverbindungen kann räumliche Oberflächen mit sehr hoher Genauigkeit bearbeiten, wobei die Toleranzen innerhalb von ± 0,01 mm bleiben. Die hintere Aluminiumabdeckung des iPhone 6 verfügt über winzige spritzgegossene Schlitze, die mithilfe der NMT-Technologie mit Kunststoff gefüllt sind, um das Signal überfließen zu lassen. Die Stanztechnologie macht es schwierig, diese komplizierte Struktur herzustellen.
2. Kostenstruktur: Das Spiel zwischen Werkzeuginvestitionen und Anlagenabschreibungen
Die Kostenkurve für den Stanzprozess zeigt ein typisches Muster „hohes Frühstadium, niedrige Marge“. Die Kosten für die Herstellung der Form betragen 60 bis 70 % der Gesamtkosten des Projekts. Beispielsweise können die Kosten für einen einzelnen Satz Präzisionsformen in Automobilqualität zwischen 500.000 und 2 Millionen Yuan liegen. Aber wenn die Massenfertigung beginnt, sinken die Kosten für jedes Stück schnell, da die Stückzahl steigt. Bei einer Losgröße von über 5000 Stück sind die Kosten für Stanzteile 40 bis 60 % niedriger als für CNC-Teile.
Die numerisch gesteuerte Bearbeitung verwendet das „lineare Kostenmodell“, was bedeutet, dass 35 % der Kosten aus der Abschreibung der Ausrüstung, 25 % aus dem Werkzeugverschleiß und 20 % aus den Arbeitskosten stammen. CNC ist für die Kleinserienfertigung (weniger als 1000 Stück) deutlich günstiger. Beispielsweise kostet das CNC-Mikrofräsen einer 0,3-mm-Aluminiumplatte für die Schnitzerei auf der Rückseite des Xiaomi 8 etwa 15 Yuan pro Stück. Wenn Sie Stanzen verwenden, müssen Sie die Form erneut öffnen, und die Kosten für ein Stück steigen auf über 80 Yuan.
3. Anwendungsszenario: Veränderungen im Zusammenwirken von Struktur- und Funktionsteilen
Die Stanztechnologie wird hauptsächlich bei der Herstellung von Mobiltelefonen eingesetzt für:
Standardisierte Strukturabschnitte, wie Batteriefach, SIM-Kartenhalter, Abschirmungsabdeckung und andere Teile mit regelmäßigen Formen, mit einer Stanzausbeute von über 99,5 %
Dünnwandiges Wärmeableitungsteil: ein Kühlkörper aus Aluminiumlegierung mit 0,3 bis 1,5 mm dicken Wänden. Durch das Stanzen kann die Höhenabweichung der Lamellen 0,05 mm betragen.
Teile, die das Äußere schön aussehen lassen: Die kontinuierliche Formtechnik ermöglicht Dinge wie das Ziehen von Metalldrähten und CD-Muster. Zum Beispiel die mittlere Rahmentextur der Huawei Mate-Serie.
Die numerisch gesteuerte Bearbeitung ist die häufigste Bearbeitungsart.
Funktionelles Bauteil mit hoher Präzision: Die Kamerahalterung muss eine Koaxialität von höchstens 0,02 mm aufweisen und direkt nach dem CNC-Schneiden zusammengefügt werden.
Teile mit komplizierten Formen: Zahnradteile in Faltschirmscharnieren, mit fünf{0}}Achsenbearbeitung, die eine Zahnteilung mit einer Genauigkeit von 0,1 mm ermöglichen kann.
Maßgeschneiderte Teile: CNC kann ein personalisiertes Muster in den Titanlegierungsrahmen einer Porsche-Design-Edition eines Mobiltelefons schnitzen.
4. Technologiewandel: Der Trend zur Kombination von Intelligenz und Komplexität
Die Stanztechnik sprengt alte Grenzen auf folgende Weise:
Servo-Stanztechnologie: Diese Technologie verwendet einen Linearmotorantrieb, um den Hub auf 0,001 mm zu steuern, wodurch das Problem des Zurückprallens von Stahl bei hartem Schlag gelöst wird.
Zur Herstellung von Metallringen für iPhone-Kameras wurde optisches Stanzen verwendet, bei dem durch eine laserinduzierte plastische Verformung die Formgenauigkeit auf ± 0,005 mm verbessert wird.
Stanzen von Mikrolöchern: Ersetzen der Standard-EDM-Technologie durch mehrstufiges Stanzen zur Herstellung von 0,1-mm-Mikrolöchern.
Die wichtigsten technologischen Fortschritte in der CNC-Bearbeitung sind:
KI-Pfadoptimierung: Durch den Einsatz von maschinellem Lernen zur Betrachtung früherer Bearbeitungsdaten und zur automatischen Änderung der Schnitteinstellungen kann die Effizienz bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen um 30 % gesteigert werden.
Bearbeitungszentrum für Verbundwerkstoffe: kombiniert Laserschneiden, Ultraschallpolieren und andere Aufgaben, um den gesamten Prozess in einem Arbeitsgang abzuschließen. Beispielsweise kann die Frame-Verarbeitungszeit für ein iPhone 15 auf 18 Minuten verkürzt werden.
Digitale Zwillingstechnologie: Simulation des Herstellungsprozesses in einer virtuellen Umgebung, wodurch der Testproduktionszyklus von sieben Tagen auf einen Tag verkürzt wird
5. Ein häufiger Hüllenvergleich: Herstellung des Aluminiumrahmens für das iPhone
Stempelplan:
Die Verfahrensschritte sind Schneiden des Materials, Tiefziehen, Formen, Stanzen und Schneiden der Kanten.
600 T Hochgeschwindigkeits-Stanzpresse und progressive Matrize sind die Ausstattungseinstellungen.
Wichtige Zahlen: Formgeschwindigkeit von 80 Mal pro Minute und Materialausnutzungsgrad von 82 %
Kostenaufteilung: 45 % für die Amortisation der Form, 30 % für die Materialien und 25 % für das Stanzen.
Prozessablauf: Grobfräsen, Halbpräzisionsfräsen, Präzisionsfräsen, CNC-Bohren und Eloxieren
Aufbau der Ausrüstung: Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum und Online-Messsystem
Wichtige Einstellungen: Spindeldrehzahl 12000 U/min und Bearbeitungsgenauigkeit ± 0,008 mm
Kostenaufteilung: 40 % für die Abschreibung der Ausrüstung, 25 % für Schneidwerkzeuge und 20 % für die Arbeitskraft.