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5G來了，壓鑄行業(yè)如何追上“新風(fēng)口”？
【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】 6月6日，中國(guó)工信部向四大運(yùn)營(yíng)商正式發(fā)放5G商用牌照,，標(biāo)志著中國(guó)5G進(jìn)入商用元年。5G時(shí)代來了，芯片商、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商和終端廠商紛紛發(fā)布下一步的戰(zhàn)略規(guī)劃，推動(dòng)5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展。可以預(yù)計(jì)，5G將在撬開巨大的市場(chǎng)空間。
活躍于通訊領(lǐng)域的壓鑄行業(yè)要如何追上“新風(fēng)口”，未來將往哪個(gè)方向發(fā)展？我們從當(dāng)下5G壓鑄行業(yè)布局可見一斑。
高質(zhì)量5G產(chǎn)品
驅(qū)動(dòng)壓鑄發(fā)展
在通訊行業(yè)，壓鑄產(chǎn)品主要為設(shè)備類的結(jié)構(gòu)件，如基站濾波器殼體、RRU/AAU散熱殼體等。據(jù)專業(yè)人士預(yù)測(cè)，全國(guó)5G基站的數(shù)量終可能會(huì)達(dá)到800萬座以上。
另外則是終端類的產(chǎn)品，如手機(jī)中板、平板電腦配件。目前，華為、OPPO、vivo、小米等多家手機(jī)企業(yè)都紛紛推出自己的5G手機(jī)，預(yù)計(jì)7月取得5G國(guó)家入網(wǎng)許可證后投入市場(chǎng)開始銷售。5G手機(jī)量產(chǎn)化指日可待。
5G的到來，無論是無線基站或是終端手機(jī)，都對(duì)壓鑄工藝提出了更高的需求，并將帶動(dòng)壓鑄產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展。
基站產(chǎn)品散熱、體積、重量面臨新挑戰(zhàn)
4G向5G升級(jí)引入了無限接入網(wǎng)的全新架構(gòu)，基站結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為體積、重量、功耗是4G產(chǎn)品的約3倍，同時(shí)殼體散熱片增高增密，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
另外，為追求更好的散熱性，散熱片也在持續(xù)增高，并趨向薄壁化，對(duì)比高度40mm的4G基站散熱片，5G產(chǎn)品如今已超過80mm，厚度薄已有0.61mm。(來源珠海市潤(rùn)星泰電器有限公司產(chǎn)品數(shù)據(jù))
5G手機(jī)中板
5G升級(jí)，對(duì)手機(jī)終端而言意味著信號(hào)接收更強(qiáng)，CPU負(fù)荷更大，由此，手機(jī)散熱性要求更高。對(duì)比4G手機(jī)中板，5G產(chǎn)品的方向之一是增加邊框，尺寸更大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，天線位要求和后續(xù)工藝保證更多，精密度要求也更高。
半固態(tài)、高真空壓鑄技術(shù)
成行業(yè)潮流
5G基站產(chǎn)品更高的散熱性能的要求和更大的體積、更高的加工精度，以及持續(xù)輕量化的追求，傳統(tǒng)壓鑄工藝已難以滿足客戶需求，半固態(tài)壓鑄和高真空壓鑄技術(shù)成為業(yè)界關(guān)注熱點(diǎn)和重要選擇。
半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)
半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)始創(chuàng)于上世紀(jì)70年代美國(guó)，目前歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)主要將此應(yīng)用在汽車領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)對(duì)半固態(tài)成形技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，在國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃和973計(jì)劃等支持下，以北京科技大學(xué)和北京有色金屬研究院為代表的科研院所在基礎(chǔ)理論研究方面取得了一系列技術(shù)成果，但半固態(tài)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用鮮有實(shí)例報(bào)道。近年來，隨著移動(dòng)通信不斷升級(jí)換代，無線基站的散熱、重量和體積成為客戶關(guān)注熱點(diǎn)之一，是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。
珠海市潤(rùn)星泰電器有限公司(以下簡(jiǎn)稱“潤(rùn)星泰”)，自2014年起聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校和通訊制造業(yè)，以產(chǎn)學(xué)研用的合作模式，開啟半固態(tài)成形技術(shù)在4G無線基站上的應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化探索。目前，申請(qǐng)超過100余件，其中2件PCT獲得美國(guó)授權(quán)，1件獲得2018年第二十屆中國(guó)獎(jiǎng)，形成了覆蓋半固態(tài)壓鑄全產(chǎn)業(yè)鏈的布局，為公司未來發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)；建有半固態(tài)生產(chǎn)線15條，年產(chǎn)能超過350萬件，規(guī)模位居行業(yè)*，已為國(guó)內(nèi)外客戶提供半固態(tài)壓鑄件超過300萬件，其中無線基站相關(guān)壓鑄超過200萬件；同時(shí)，與通信設(shè)備戰(zhàn)略合作，積極參與5G項(xiàng)目預(yù)研，持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，滿足客戶新需求，在大型薄壁件半固態(tài)成形方面取得重要進(jìn)展，業(yè)內(nèi)專家評(píng)價(jià)認(rèn)為達(dá)到水平，現(xiàn)已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。
據(jù)潤(rùn)星泰景佰亨總監(jiān)介紹，目前一些5G基站產(chǎn)品已經(jīng)超過38kg，體積大于38L，而且未來將越做越大，對(duì)重量的要求也將更加苛刻，“傳統(tǒng)壓鑄工藝限制了壓鑄件不能再薄，但半固態(tài)工藝可以在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上更薄更輕。”
半固態(tài)成形關(guān)鍵技術(shù)在于一體化制漿工藝，形成性能獨(dú)特的半固態(tài)漿料，具有更好的流動(dòng)性能，更佳的微觀組織，可以成形大尺寸、薄壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輕量化鑄件，同時(shí)，鑄件的熱裂、偏析、內(nèi)應(yīng)力大大減少，鑄件尺寸精度高。半固態(tài)壓鑄成形具有高精度、短流程、節(jié)能、節(jié)材等優(yōu)勢(shì)，因而成為業(yè)界關(guān)注熱點(diǎn)和重要選擇。
高真空壓鑄技術(shù)
高真空壓鑄是在傳統(tǒng)壓力制造技術(shù)的基礎(chǔ)上加以對(duì)型腔內(nèi)氣體抽出的技術(shù)。在壓鑄過程中利用真空壓鑄技術(shù)進(jìn)行鑄造，能提高鑄件內(nèi)部組織致密度，消除或明顯減少壓鑄件表面氣孔現(xiàn)象，有效提升壓鑄件表面質(zhì)量和力學(xué)性能。另外，由于設(shè)計(jì)師通常采用較厚的金屬尺寸來容納空氣孔，而可以消除氣孔的高真空壓鑄可有利于設(shè)計(jì)出更輕薄的零件。
目前，該技術(shù)主要應(yīng)用在制造高品質(zhì)鋁合金汽車結(jié)構(gòu)件、通訊設(shè)備零部件。無錫朗賢輕量化科技股份有限公司建立了伊之密1650噸、2500噸和4000噸等多條高真空壓鑄生產(chǎn)線，并于2018年投入開發(fā)5G基站濾波器殼體和散熱腔體，如今已完成產(chǎn)品的試制，產(chǎn)品內(nèi)部組織致密，氣密性提高，大幅減少內(nèi)部氣孔，并達(dá)到減重的效果，隨著5G商用計(jì)劃將投入量產(chǎn)。
壓鑄設(shè)備大有可為
將邁向智能化
正加速建設(shè)5G基站，壓鑄產(chǎn)業(yè)爭(zhēng)先啟動(dòng)5G項(xiàng)目，做好技術(shù)和裝備的投入。另一方面，無線容量的高增長(zhǎng)，以及無線網(wǎng)絡(luò)高功率、超高速、高集成的趨勢(shì)給無線基站持續(xù)帶來散熱、尺寸和重量極大挑戰(zhàn)。壓鑄設(shè)備該如何迎接5G的現(xiàn)在及未來呢？
對(duì)此，伊之密壓鑄機(jī)事業(yè)部副總經(jīng)理黎前虎表示，大型化的5G基站產(chǎn)品，需要3500~4000噸以上，甚至4500噸重型壓鑄機(jī)來壓鑄成型。“今年是5G元年，未來幾年市場(chǎng)的需求將是倍級(jí)增長(zhǎng)，因此現(xiàn)在的設(shè)備投入還要考慮滿足未來產(chǎn)品的交付，預(yù)留發(fā)展空間，可考慮投入更大一點(diǎn)噸位的設(shè)備，這樣運(yùn)營(yíng)商將來要做更大尺寸的5G產(chǎn)品也能滿足。”另外，體積大并有一定重量的5G產(chǎn)品已經(jīng)不適合采用人工操作，壓鑄生產(chǎn)需要匹配自動(dòng)化方案，從取件、噴霧、去水口、去料餅等全自動(dòng)化操作，提升生產(chǎn)效率。
“產(chǎn)品尺寸、精密度增加，對(duì)壓鑄主機(jī)、機(jī)器人、周邊配套都提出了新的挑戰(zhàn)和要求，周邊關(guān)聯(lián)設(shè)備的復(fù)雜程度更高，壓鑄機(jī)也需要有更高的可靠性，才能保證生產(chǎn)節(jié)拍和良率。”如今，伊之密已在大型壓鑄結(jié)構(gòu)件自動(dòng)化生產(chǎn)上積累了成熟的經(jīng)驗(yàn)，被通訊、汽車領(lǐng)域多家企業(yè)采用，如無錫朗賢4000噸壓鑄島、中國(guó)重汽4500噸壓鑄島、溫州瑞明3500噸壓鑄島等。
更重要的是，壓鑄設(shè)備商還需跟上工藝技術(shù)(半固態(tài)/高真空壓鑄)的升級(jí)，提升集成度、智能化水平。以半固態(tài)技術(shù)為例，不僅增加接口集成制漿機(jī)，還有數(shù)據(jù)接口，便于今后數(shù)據(jù)信息采集，實(shí)現(xiàn)工藝過程的控制。目前，伊之密不僅已為潤(rùn)星泰、福建金瑞高科等公司半固態(tài)技術(shù)提供壓鑄生產(chǎn)單元，并已成功推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，解決客戶生產(chǎn)過程中設(shè)備監(jiān)控、效率統(tǒng)計(jì)、設(shè)備維修、故障處理、工藝參數(shù)監(jiān)控&追溯等痛點(diǎn)問題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和制品品質(zhì)提升。
另一方面，相對(duì)成熟5G終端產(chǎn)品領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商(華為、OPPO、vivo、小米等)的節(jié)奏也很快，紛紛揚(yáng)言下半年推出5G手機(jī)，配套企業(yè)也均已提前投入產(chǎn)品開發(fā)和試制，以時(shí)刻響應(yīng)廠商的量產(chǎn)計(jì)劃，如客戶東莞騰美、東莞宜安、深圳發(fā)斯特、深圳(金)雅豪等。黎前虎表示：“手機(jī)中板產(chǎn)品尺寸精度要求和致密性提升，需要壓鑄設(shè)備進(jìn)一步提高鎖模精度剛性和壓射穩(wěn)定性。目前伊之密已針對(duì)手機(jī)專用機(jī)型進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，滿足客戶新的生產(chǎn)需求。”
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