聚龙高科3D玻纤CMF解决方案

5月10日艾邦在深圳举办了第八届手机材质与工艺创新产业论坛。东莞聚龙高科研发总监章颂云出席了本次活动，并以《JULO 3D玻纤CMF解决方案》为题进行了分享。聚龙高科业务主要聚焦在手机行业，是手机结构件和装饰件的典型制造企业。

1. 纤维增强复合材料在性能和比重上的优势分析

复合材料在消费类电子产品中的定位可以根据杨氏模量及密度两个维度来进行探讨。杨氏模量是应力-应变曲线的斜率，杨氏模量越高，表示材料发生形变需要的力越大，材料的刚性越好，也意味着在相同强度下材料可以做到更薄；密度影响材料的比重，密度越低，重量就越轻。

目前应用在手机后盖上的材料主要有四种：板材、玻璃、陶瓷和玻纤。

• 板材：就是塑料或塑胶，目前在后盖应用中占有7成以上的份额。板材的比重最小，模量最低。用塑料做成的后盖最轻，但强度不够高。
• 玻璃：玻璃较板材高端一些，介于板材和陶瓷之间，密度2.5g/cm³，模量大概为70GPa。
• 陶瓷：陶瓷较玻璃更高端一些。杨氏模量大概为200+GPa，比板材高出两个数量级，强度很高，但陶瓷比重也最高。

• 纤维增强复合材料：以Meta 60全系后盖采用的玻纤复合材料为例，玻纤杨氏模量和密度介于板材和玻璃之间。常规玻纤板比重为1.9-2.0g/cm³，模量大概为30GPa；轻质玻纤板密度可低至1.4g/cm³，模量大概为20GPa，是聚龙高科未来在消费电子领域开发的重点，符合消费类市场对轻薄结构件的需求。

复合材料具备多种独特特性，除了在材料力学方面的突出表现，还具有以下几个显著优点：

（1）强度与模量高：复合材料的强度和模量一般都相当于或超过金属。例如，KFRP（芳纶纤维复合材料）、GFRP（玻璃纤维复合材料）和CFRP（碳纤维复合材料）的强度或模量都非常高，加上其密度较低，因此比强度和比模量通常高于金属。

（2）轻薄设计：由于复合材料的高强度和低密度特性，使其能够设计得更轻更薄。例如，典型的复合材料手机后盖厚度约为0.45-0.55毫米，重量仅为6.8-8克，相比之下，玻璃后盖和陶瓷后盖的重量分别为20克和50克左右。

• 纤维种类多样：复合材料可以使用各种纤维，包括无机纤维（如玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维）和有机纤维（如芳纶、PBO纤维、LCP、UPE纤维等），甚至天然纤维（如麻纤维、竹纤维）。
• 编织方式多样：纤维可以通过不同的编织方式形成各种织物，如平纹、斜纹、缎纹、提花等，这些编织方式可以为材料带来不同的物理性能和外观设计。

• 树脂种类多样：复合材料中使用的树脂种类繁多，包括热固性树脂（如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯）和热塑性树脂（如PC、PP、PBT、PA、PEEK等）。不同纤维与不同树脂的组合可以产生多种性能和用途的复合材料。

（4）成型、装饰工艺多样化：手机后盖主要采用模压成型，即通过上下模具加压成型。此外，还使用传统复合材料的成型方式，如热压罐成型和手糊成型。整个制造过程包括从纤维的整经、织布、预浸到成型，最后进行装饰。

• 内纹理转印+PVD+丝印
• 磁性油墨+内纹理+PVD+丝印

• 液晶+磁性油墨+内纹理+PVD+丝印

2. 手机后盖制作核心工艺流程

转印工艺是后盖制作的一个关键环节。转印工艺主要用于复制模具上的光学纹理，通过UV胶将模具上的微结构转移到材料表面，形成独特的光学效果。

光学纹理三要素

槽形指纹理的形状，包括三角形、圆形、半圆形和梯形等，其中三角形槽形因其增强亮度而广泛应用。

排列周期是指纹理结构的间距，当周期接近可见光波长范围（300-700纳米）时，通过光学衍射等现象可产生特定的光学效果和颜色。

方向取向影响光影效果，形成不同的明暗变化。

聚龙在纹理设计和加工方面具有显著优势和强大的团队，对于获取三角形槽形的工艺，其主要采用灰度光刻技术，而不是传统的机械加工（机加）方法。

灰度光刻技术

在转印纹理完成后，接下来进行的是镀膜工艺（PVD，物理气相沉积）。聚龙通常采用磁控溅射技术，这种技术通过电磁枪或磁控装置在材料表面形成一层介质膜。该膜不仅具有光学特性，还可以通过调整成分来实现不同的颜色效果。最后一步是丝印工艺，这是一种传统但有效的工艺，用于在后盖上形成最终的图案和文字。此外，聚龙还采用淋涂拓印技术，以进一步完善表面的纹理效果。

聚龙在纹理设计和转印工艺方面拥有原创设计和开发能力，从研发到制造全程把控。通过多种纹理加工方式和PVD镀膜工艺，聚龙能够生产出高质量的后盖产品，满足不同客户的需求。

3. 玻纤的后盖成型工艺

该工艺是最早量产的3D玻纤工艺，优点是成熟稳定，但由于喷涂工艺无法形成复杂纹理且需多次喷涂和3D拓印，流程较复杂且有一定局限性。

聚龙的OMR工艺最初是源于汽车行业的Tom工艺，与Tom工艺不同，Tom工艺中的膜材保留在产品上，而在聚龙改良后的工艺中，膜材最终会被离型掉，因此可以做到更薄。

此外，聚龙的OMR工艺与传统的OML、OMD工艺的区别在于，OMR工艺通过压力差形成，不需要预成型的膜片，膜片在贴附之前始终是平面的。这样可以确保纹理不变形，特别适用于手机等需要复杂结构的产品。

• 纹理稳定：纹理不会变形，适用于复杂的结构设计。
• 超薄：由于离型层被去除，保留在产品上的仅为工艺层，厚度可控制在100微米以下。
• 多样效果：可以实现各种效果，如磁性油墨、液晶效果、渐变PVD等。

• 结构灵活：贴合工艺使其适用于复杂的结构设计。

一体成型工艺，即将已经完成工艺的膜片与素材直接一体成型，在成型的同时完成装饰工艺。这样可以省去贴合的步骤，性价比极高。但目前还存在一些难点，比如玻纤纹的问题、叠层和镀膜层厚度较高时可能会出现开裂现象。

4. 关于聚龙高科

聚龙高科是一家典型的制造企业，拥有约8万平方米的厂房，现有员工约3000人。聚龙专注于板材、膜片和光学模具的研发和生产，拥有强大的研发团队和完善的生产设备。

聚龙研发团队分为两个部分：设计中心和研发中心。设计中心团队约有20多人，主要负责光学纹理模具的开发、设计和生产。研发中心配备了完整的生产流程设备，几乎是一个小型工厂，研发工序包括转印、镀膜、丝印和涂布等，并拥有CNC高压设备和其他高精尖设备。

目前，聚龙已申请并拥有多项专利，持续推动技术创新和工艺改进。通过技术创新和研发投入，聚龙致力于在行业内保持领先地位。

艾邦建有手机玻璃与金属技术交流群，小米，华为，OPPO，vivo以及通达，蓝思，伯恩，比亚迪，富士康等企业加入，欢迎产业链上下游的朋友入群探讨，共谋进步。识别下方二维码加群：

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原文始发于微信公众号（艾邦加工展）：聚龙高科3D玻纤CMF解决方案