中國粉體網(wǎng)訊 一款折疊手機(jī)，除了一塊完美的柔性屏之外，還需要輔助屏幕彎折并實(shí)現(xiàn)回彈的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣在很大程度上決定了折疊屏攤開后的平整度，并有效弱化折疊屏的折痕，進(jìn)而增加折疊屏的使用壽命。
華為折疊屏手機(jī)
目前，關(guān)于折疊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案幾乎都采用了鉸鏈的設(shè)計(jì)方式，其原理就是利用鉸鏈的鏈條沿著導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而拉動(dòng)其他元器件做整體運(yùn)動(dòng)，在屏幕閉合時(shí)，鉸鏈拉著屏幕使其整體長度拉長，進(jìn)而緩慢變形，形成水滴狀或者半圓狀，當(dāng)屏幕緩慢展開時(shí)，鉸鏈轉(zhuǎn)軸又從水滴狀或者半圓狀慢慢變形縮短，進(jìn)而使屏幕平攤成為平面。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，手機(jī)鉸鏈雖然只有幾厘米，卻是由200多個(gè)部件構(gòu)成的，很多部件只有米粒大小且加工精度高，材料用的是被稱為盾構(gòu)鋼的鈦合金，采用金屬粉末注射成型技術(shù)來完成大規(guī)模定制，既能保證加工質(zhì)量和交貨速度，也具備經(jīng)濟(jì)性。
KH Vatec折疊屏鉸鏈
相關(guān)研報(bào)預(yù)計(jì)，至2027年全球折疊屏手機(jī)鉸鏈?zhǔn)袌隹臻g有望達(dá)到257.8億元，MIM件市場空間有望達(dá)到77.3億元，全球折疊屏手機(jī)鉸鏈及MIM件市場規(guī)模將實(shí)現(xiàn)快速增長，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司有望充分受益。
中國知名的金屬注射成形制造企業(yè)東睦股份，2024年實(shí)現(xiàn)了折疊機(jī)有關(guān)產(chǎn)品的銷售收入達(dá)9.10億元，折疊機(jī)鉸鏈正成為該公司MIM技術(shù)平臺(tái)的重要增長極。
然而現(xiàn)實(shí)中，要想設(shè)計(jì)開發(fā)一款優(yōu)異的鉸鏈?zhǔn)欠浅＠щy的，因?yàn)樗粌H僅與其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)，還與加工精度以及配合精度相關(guān)，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題都會(huì)導(dǎo)致屏幕開合時(shí)出現(xiàn)凸起與明顯的折痕。
鉸鏈加工中的難點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）成型工藝復(fù)雜；（2）精度要求極高；（3）后續(xù)噴丸拋光處理工藝復(fù)雜；（4）鉸鏈組裝工序繁多，公差累計(jì)偏位大。
與此同時(shí)，由于屏幕折疊過程中對(duì)鉸鏈的回轉(zhuǎn)精度以及鉸鏈的摩擦系數(shù)等參數(shù)都要求極高，甚至，由于過于精密，鉸鏈在長時(shí)間使用中的落灰、異物等都可能造成機(jī)構(gòu)的故障。
制造鉸鏈的核心技術(shù)金屬粉末注射成形（MIM），是一種將塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的新型近凈成形技術(shù)，在復(fù)雜精密零部件的低成本大規(guī)模制備方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“零部件制造技術(shù)的革命”。
金屬注射成形的典型工藝流程（圖源：蘇紹華）
與傳統(tǒng)粉末冶金相比，MIM所用的原料粉體更細(xì)，成本更高，制備得到的零件孔隙度低、密度高、組織均勻、尺寸精度高，減少了后續(xù)的再加工工序。目前通過粉末注射成形技術(shù)制備的零部件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各行各業(yè)，如汽車、鐘表、醫(yī)療器械、航空航天、手機(jī)等等。
MIM的主要原料是金屬粉體與熱塑性粘結(jié)劑。決定MIM產(chǎn)品最終性能的是金屬粉體的性能。在MIM工藝中，粒度分布是最重要的粉體特性，因?yàn)槠錄Q定最終產(chǎn)品的燒結(jié)性能與表面特性。
一般而言，粉體越細(xì)越好。在燒結(jié)時(shí)，粉體顆粒的粒徑越小，燒結(jié)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力就越大，燒結(jié)致密化過程也越快，產(chǎn)品致密化程度也會(huì)提高，粉體粒徑的大小同時(shí)也會(huì)影響燒結(jié)體的晶粒尺寸。
總體而言，對(duì)MIM用金屬粉體的要求主要有：
(1)粉體有較大的松裝密度，MIM適用于制備尺寸小且形狀復(fù)雜的零件，因此在粉體流動(dòng)性得到保證的前提下，要求粉體的松裝密度要越高越好；
(2)粉體要細(xì)小，細(xì)粉在MIM燒結(jié)過程中速度較快，缺陷少，產(chǎn)品致密度高；
(3)粉體形貌選擇球形或者近球形，球形粉之間的摩擦力小，流動(dòng)性好，成形容易，產(chǎn)品尺寸精度較高；
(4)粒度分布較寬或較窄，粒度分布斜率SW處于2~8之間。
MIM所用的金屬粉體原料的制備方法主要是羰基法和霧化法，其中霧化法又包括水霧化和氣霧化兩種。
羰基法所得粉體顆粒非常細(xì)，且純度高，尤其適用于MIM，但是羰基法制粉一般用于鐵粉和鎳粉等，材料適用性不廣；水霧化法所得粉體顆粒細(xì)小，形狀不一，對(duì)MIM維形有很好的作用，且其效率高，適于大規(guī)模生產(chǎn)，但制粉時(shí)在高溫下水易與金屬粉發(fā)生反應(yīng)形成氧化膜，阻礙燒結(jié)時(shí)金屬粉融合和產(chǎn)品致密化；氣霧化法通常可用于制造形狀規(guī)則的球形粉，粉體不易被氧化，但所得超細(xì)粉少，所需粘結(jié)劑少，保形性差。有的研究者通過水氣聯(lián)合霧化的方法來改善粉體的球形度以及降低粉體氧含量和雜質(zhì)含量。
參考來源：
[1]周志偉：智能終端折疊技術(shù)難點(diǎn)及問題分析，維沃移動(dòng)通信有限公司
[2]R M German：金屬注射成形（MIM）生產(chǎn)工藝與應(yīng)用概要
[3]嘉興日?qǐng)?bào)：原理像加工塑料一樣，精度像雕刻大米一樣——金屬粉末注射成型技術(shù)“�！痹谀膬�
[4]中國證券報(bào)：折疊屏手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟細(xì)分賽道藏商機(jī)
[5]中國粉體網(wǎng)：三大關(guān)鍵技術(shù)，影響金屬粉末注射成形
[6]東睦股份2024年報(bào)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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