这两年手机外观趋势、都向金属化在转变，各大厂商纷纷推出全金属中框的机器。CNC因其效率高、精度高、加工质量稳定的优点成为手机外壳厂商的必备设备。很多结构工程师可能都不了解具体的加工过程及细节，只是知道产品是由CNC出来的。然而没有好的过程肯定没有好的结果，对加工过程了解有助于项目的顺利进行；本文就介绍下全金属中框的加工过程。

概 述：

目前3C产品的全金属外壳制作工艺大致可以分为3种、一种是全CNC加工，一种是压铸，还有就是将CNC与压铸结合使用。

CNC加工工艺：

全CNC加工顾名思义（Computernumerical control machine tools，CNC）就是从一块铝合金板材（或者其他金属材料板材）开始，利用精密CNC加工机床直接加工成需要的手机后盖形状，包括内框中的各种台阶、凹槽、螺丝孔等结构；

压铸成型工艺：

全压铸的工艺和塑料制品的生产流程十分相似，都是利用精密模具进行加工，只是材质由塑料改成了融化的金属；

CNC与压铸结合工艺：

CNC与压铸结合就是先压铸再利用CNC精加工。

工艺优缺点：

CNC工艺的成本比较高，材料浪费也比较多，当然这种工艺下的中框或外壳质量也好一些。而压铸的原则就是不浪费，节省时间和成本，但是不利于后期的阳极氧化工艺，还可能留下沙孔流痕等等影响质量和外观的小问题，当然，厂商们都有一个良品率的概念，靠谱的厂商是不会让这些次品流入到后面的生产环节中去的。明白了两种工艺的异同之后，就开始谈谈现如今在千元机上也崭露头角的手机金属外壳加工工艺了。

CNC加工开始前，首先需要建模与编程。3D建模的难度由产品结构决定，结构复杂的产品建模较难，需要编程的工序也更多、更复杂。编程囊括了加工的工序设定、刀具选择，转速设定，刀具每次进给的距离等等。此外，不同产品的装夹方式不同，在加工前要设计好夹具，部分结构复杂产品需要做专门的夹具。同时要评估好胚料的大小，以及CNC的次数，前期评估的好坏直接影响到后面的加工时间和加工成本。

在将柱形铝材按照前面评估的胚料大小进行切割并挤压，这个过程被称之为铝挤，会让铝材挤压之后成为规则的铝板方便加工，同时更加致密，坚硬。因为原始的铝材硬度和强度都不够。手机机身采用的一般都是铝合金，根据不同配方，材质也有着不同的特性。比如iPhone 6使用的6000系铝合金材质强度不够，出现大量弯曲的情况。而iPhone 6s用的7000系强度就高很多，但是变脆了、它更难被压变形一旦超过受力负荷就不是变弯，而是断裂了。根据厂商的不同需求，铝合金的配方也有所不同。

CNC加工工艺：

1、铝挤、DDG、粗铣内腔

接着将铝合金板铣成手机机身需要的尺寸，方便CNC精密加工，接着是粗铣内腔，将内腔以及夹具定位的柱加工好，起到精密加工的固定作用。

2、铣天线槽、T处理、纳米注塑

金属机身最大的缺点就是信号问题，所以必须先把金属机身进行开槽，让信号可以出入的途径。接着是对天线槽机型T处理，将金属机身置于特殊的T液的化学药剂中，从而使铝合金表面形成纳米级的空洞，方便纳米注塑。接着就是实现纳米注塑，在高温高压下，将特殊的塑料材质挤压到经过T处理的凹槽内。（有些手机机身注塑是后面环节加入）

注塑材料一般是PPS和PBT

3、精铣弧面、精铣侧边

纳米注塑结束后，就需要对金属材质表面进行加工，也就是手机机身的3D塑型。这个流程过后手机机身的基本形状也就加工出来了。

4、抛光、喷砂

使用顶级高速精密CNC机床，会使金属机身达到A1~A2级别的光洁度，这还远远不够。需要通过抛光工艺将机身加工至A0级光洁度，这一步过后就可以达到镜面的效果。接着将金属表面处理成磨砂的效果，喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面，以符合光泽柔和等特殊设计需要。

5、一次阳极、高光处理（钻石切割）、精铣内腔

为了金属机身不被汗液等外界因素污染，提高其稳定性，必须为其进行阳极处理。这也是为手机机身上色的过程，铝的阳极处理是金属表面借由电流作用而形成的一层氧化物膜，颜色丰富、色泽优美、电绝缘性好并且坚硬耐磨，抗腐蚀性极高。

一级阳极过后，需要给音量键、扬声器等等部分开孔。开孔后使用最高级别的超高速CNC机床对边角进行切削，就是很神秘的钻石切割环节了，说起来叫钻石切割并不是因为切出来的边框晶莹剔透像钻石一样，而是完成切割的刀具就是钻石。经过切割的外壳边缘会有很好的高光感。配上粗细刀纹利用折光原理，可以大大增强装饰效果。

需要强调的是，为了保证切割的宽度和角度严格一致，这里还得动用一种叫激光对刀仪的东西，来把控好切边的刀纹路粗细和切边宽度大小。简单来讲，就是激光对刀先在要切的地方走一圈，根据被测物的形状测出数据反馈到CNC机床，然后切割才能开动。

6、二次阳极、铣导电位

接着对金属机身的外部进行第二次阳极氧化，使外壳表面形成致密、坚硬的氧化膜，保证机身的耐磨性和耐污渍。经过阳极氧化的铝合金外壳导电性会变差，所以需要把局部阳极氧化膜去掉，露出金属已获得良好的接地效果，这时需要再一次铣导电位的CNC处理。

7、热熔螺母

到这里加工基本上就完成了。最后，利用机械手将装配螺母镶入到注塑的塑料中，用于固定主板或其他元器件。

接下来我们用图片回顾CNC工艺加工流程：

压铸成型工艺：

既然是压铸的话，就不可能是直接拿铝材开刀，而是需要将铝材融化成流体，方便后续在模具中成型。

当这些金属变成流体之后，就可以注入压铸机内，然后压铸成手机金属外壳的雏形。虽然看起来比较简单，但是即使这样的环节，外壳加工中还是要时时防范出现沙孔，一旦有了沙孔，在后续的加工切割中，就会出现有小坑的状况，所以 这里仍然需要改进工艺和模具结构，这个试错改进的过程当中会浪费大量的原材料。

喷漆阶段

在前面的压铸阶段结束后，这些有了雏形的外壳该接受下一个选择了，是像iPhone那样接受阳极氧化处理，增加金属质感呢，还是直接进行喷漆呢？这看起来是个很难的抉择。但是现实却跟审美无关：压铸外壳不利于做阳极氧化处理，另外还有一些产品差异化的考虑等等。

经过机床加工，冲掉多余的部分，磨掉毛刺之后，就可以看到手机金属外壳已经基本成型了。至于上面那个开口，则是为了注塑而留的，这个后盖上面的小孔等都是CNC加工出来以便注塑，加固机身。这个逻辑就跟iPhone 6开始的背部白带条一样，为了让天线信号通畅，后盖是不能使用完全的整块金属。所以在天线部分，我们总会看到有塑料的痕迹，这一点目前没有办法克服，而这部分的塑料也不算是喷点。

在注塑完成之后，经过再次打磨，接下来就是喷漆的过程了，厂商们肯定是不会拿上面的素颜外壳直接上的。喷漆的过程其实也是个技术活，手机在背部的塑料和金属部分有明显的分界线，如果喷漆工艺不够好的话，这个分界线会依然可见，因此看不看得见这个金属和塑料的分界部分，就是判断喷漆工艺好不好的重要指标。

喷漆完毕之后，就是进行烤漆了，喷漆和烤漆一般来说不是一次就好，而是多次循环进行。并且在烤漆和喷漆之间，还会有再次的打磨，这组手机金属外壳最终会经历5次喷漆，5次烤漆和2次打磨。通常第一遍是底漆，最后一遍的漆料中会加入珠光粉或者铝粉，以保证质感和观感。

到了这一步，就是手机厂商们最喜欢放出来的部分了，因为这个部分有一个非常好听的环节，叫钻石切割。不过在这个钻石切割之前，厂商们还需要给摄像头、音量键、扬声器等等部分开孔。

在各个孔开好之后，就是很神秘的钻石切割环节了，说起来叫钻石切割并不是因为切出来的边框晶莹剔透像钻石一样，而是完成切割的刀具就是钻石。经过切割的外壳边缘会有很好的高光感了。和前面的喷漆烤漆弄一遍不够类似，这里的钻石切割也不能一遍完 事，两遍最少，三遍算是业界良心，毕竟多一个步骤，就多一些成本。

需要指出的是，为了保证切割的宽度和角度严格一致，这里还得动用一种叫激光对刀仪的东西，来把控好切边的刀纹路粗细和切边宽度大小。简单来讲，就是激光对刀先在要切的地方走一圈，根据被测物的形状测出数据反馈到CNC机床，然后切割才能开动。