产品设计当中六种铝合金工艺特点及应用详解

产品设计当中六种铝合金工艺特点及应用详解

铝合金这一材料早就存在于生活中，但近几年通过高科技产品的应用将其玩出了花样，成为高富帅的代表。铝及铝合金是设计师最常用和偏好的材料之一，为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环。尤其是在以手机设计这几年的比拼中凸显，苹果、三星、魅族、小米、华为等等在其材料的使用以及加工工艺上是深下功夫。

铝因为它的易加工、视觉效果好、表面处理手段丰富，首当其冲的被各个厂家采用，铝型材表面处理主要分为：喷砂（形成哑光珍珠银面）、抛光（形成镜面）、拉丝（形成类似缎面效果）、电镀（覆盖一层其他金属）、喷涂（覆盖其他非金属涂层）

1.喷沙

喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂）高速喷射到需处理工件表面，使工件表面的外表或形状发生变化。

喷砂在工程与表面工艺方面都有很强的应用，如：提高粘接件粘度、去污、优化机加工后的表面毛刺、表面哑光处理。

喷砂工艺比手工打磨要均匀而高效，这种方法的不锈钢处理，打造出产品的低调、耐用的特征。

喷砂工艺可分为气压喷枪及叶轮拋丸两种，而喷砂工艺的优点在于它能够除披峰、去除在压铸、冲压、火焰切割和锻压后的毛刺，对较薄工件及有毛孔的毛刺效果更 好，它可清理砂铸过程残余的砂粒、清理铸铁件或钢材的锈渍、清理热处理、烧悍、热锻、辗压等热工序后的除氧化皮。另外，在涂层应用上，它可把现有的涂料或 保护层除去，在覆盖铸件上的缺陷如龟裂或冷纹，提供光泽表面。再加上于表面应力上，它能提供一致性的粗化表面，上油及喷涂效果，在高应力的金属件如弹簧和 连接杆经局部被不断敲打，会产生变形并呈现强化现象。此强化效果是需要使用圆形磨料如不锈钢丸，在高能量的拋丸机或专用强力喷砂机中使用。如要测定机器的 表面强化效果，可把测试工件进行拋丸或喷砂处理，然后测出变形量是否符合要求。

2.抛光

抛光工艺主要分为：机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果，给人以高档简约、时尚未来的感觉

3.拉丝

金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属拉丝工艺，可以清晰显现每一根细微丝痕，从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽，产品兼备时尚和科技感。

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹 两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床**钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢 刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速 转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。

乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。

波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。

旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。

螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。

4.高光切削

采用精雕机将钻石刀加固在高速旋转（一般转速为20000转/分）的精雕机主轴上去切削零件，在产品表面产生局部的高亮区域。切削高光的亮度受铣削钻头速度的影响，钻头速度越快切削的高光越亮，反之则越暗并容易产生刀纹。高光高光切削在手机的运用中特别多，如iphone5，近年来部分高端电视机金属边框采用了高光铣削工艺，加之阳极氧化及拉丝工艺使得电视机整体充满了时尚感与科技的锐利感。

5.阳极氧化

阳极氧化是指金属或合金的电化学氧化，铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化不但可以解决铝表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，更能延长铝的使用寿命并增强美观度，已成为铝表面处理不可缺少的一环，是目前应用最广且非常成功的工艺。

铝合金的氧化着色是小型机电产品常用的一种表面处理工艺，其作用主要是增强产品表面的抗蚀能力（如发黑、发蓝）和使产品具有装饰效果（如均匀一致的各种颜色）。

氧化着色效果与铝合金的材料成分和工艺参数有关。铝合金表面氧化着色后通常还有后续处理工艺，使整个产品更具美观性。另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的。

常用的有下面几种氧化着色处理方法：

1、着色阳极氧化膜铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。

2、自发色阳极氧化膜这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。

3、电解着色阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。

6.双色阳极氧化

双色阳极氧化是指在一个产品上进行阳极氧化并赋予特定区域不同的颜色。双色阳极氧化因为工艺复杂，成本较高；但通过双色之间的对比，更能体现出产品的高端、独特外观。