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漸變色工藝揭秘

 漸變色工藝揭秘

   作為華為品牌下的高端時尚旗艦,P系列在ID設計上一直都傾注了極大的心力,并一次又一次地驗證了P系列獨有的時尚嗅覺。
華為P30系列沿用了P20系列的漸變結構色設計,并再一次挑戰了結構漸變色的全新表達。
其中大熱的“天空之境”的成功開發,首創真空光學濺鍍工藝和由昆山海斯電子有限公司設計開發的最新的inkjet微米級噴墨打印工藝這兩項關鍵技術

一、3D玻璃的工藝流程:

如上标識三個制程涉及到漸變色的關鍵制程,如下為漸變色的膜層結構:
二、首次應用OC0技術,蓋闆強度提升30%以上
為什麼鍍膜前要先噴一層有機矽物質?
因為鍍膜工藝是單面内腔鍍膜,膜層表現為表面張力,之前白片玻璃強化後的壓應力平衡受到破壞,另玻璃兩面受力不平衡,這樣會導緻四杆彎和落球沖擊測試強度急劇下降。如下圖為受力分析圖。
該塗層作用:增強玻璃的強度,抵消鍍膜層産生的内應力,提升玻璃蓋闆強度。
該有機矽塗層有什麼技術難點?
該有機矽塗層難度在于膜厚要嚴格控制在1-2um内,透明隐形,光滑平整透亮,對光反射沒有彩虹紋。
為了解決此問題,昆山海斯電子有限公司和玻璃蓋闆廠及終端用戶從2016年開始,經過近兩年的技術攻關,采用自主研發應用的OC0技術,将蓋闆玻璃的強度提升30%以上,讓手機前後玻璃蓋闆美得更持久。這是OC0技術在國産手機上的首次應用,同時也是OC0技術在3D玻璃上的首次應用,開創了行業先河。昆山海斯從2016年開始研發,将噴墨打印技術應用于手機玻璃蓋闆,2017年上市的iPhone8就有采用昆山海斯技術的産品。昆山海斯專注于噴墨技術十餘年,在噴墨技術的應用方面,堅持創新,做好技術儲備沉積。這次助力國内創新标杆企業華為新款手機的發布也是水到渠成。
圖 鍍膜後玻璃受力分析圖
三、漸變色鍍膜原理及過程
1. 鍍膜原理:
物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)技術表示在真空條件下,采用物理方法,将材料源--固體或液體表面氣化成氣态原子、分子或部分電離成離子,并通過低壓氣體(或等離子體)過程,在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術。
物理氣相沉積的主要方法有:真空蒸鍍、濺射鍍膜、等離子體鍍膜、離子鍍膜等。如下為幾種鍍膜方式優劣對比,可以得出濺射鍍膜要優于其他鍍膜方式。
圖 PVD鍍膜方式對比
華為P30系列的極光色工藝即是采用濺射鍍膜實現,但在工藝和靶材上都進行了創新改進。在鍍爐空間内,用超高速度的電子轟擊特定的靶材,并采用某種特定的遮罩,将一部分離子雲遮住,隻讓另一部分的離子雲附着在玻璃表面,形成一層極薄的納米鍍層。通過控制鍍層的厚度,形成納米級的厚度差别,再噴上底色,就實現了充滿神秘感的極光色。
圖 磁控濺射鍍膜原理
2. 工藝流程:
鍍前處理→裝爐→抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→冷卻出爐→後處理
做漸變色鍍膜時,會在靶材和工件的中間增加一個擋闆(MASK),MASK大的區域對應的位置沉積的膜厚少,MASK小的地方沉積的厚度多。如下圖
圖 靶材和工件的中間增加一個擋闆(MASK)示意圖
a、b、c三點的成膜角度∠A> ∠B> ∠C,成膜區與蒸發源的距離da<db<dc,最終導緻a、b、c三點的厚度顯著不一樣,三點的成膜區的厚度不同,宏觀結果即反射後透過的光出現差異,形成彩虹色效果。如下圖
圖 由于距離不同,成膜區的厚度不同,導緻呈現不同顔色(漸變色)
四、inkjet微米級噴墨打印工藝:
白片鍍膜後,在内腔通過噴墨打印工藝進行噴塗底色,傳統的噴塗和絲印工藝均不能滿足要求。噴塗由于是氣壓驅動油墨,将油墨氣化噴在承印物表面,無法做到按需噴印。由于墨滴體積大小不一,也會造成膜厚的不均一。由于采用了曲面玻璃,絲網無法做到全接觸,所以絲印也無法滿足需求。而且這兩種工藝都會造成油墨的浪費。噴墨打印采用非接觸式印刷,每個噴頭有幾千個噴嘴,通過調整加載在壓電陶瓷上的電壓,以KHz的頻率将皮升級的墨滴擠出噴頭,均勻噴塗在玻璃蓋闆的非用戶面。膜厚的均一性非常好。由于是按需噴印,材料的利用率也非常高,基本上毫不浪費。
圖 噴塗工藝流程
五、總結
從工藝上來說,由于顔色跨度大,天空之境的鍍膜膜厚相比于去年的極光色有着明顯的增加,原本是難以實現量産的。玻璃廠商通過幾個月的技術攻關,通過磁控濺射鍍膜,在不同區段調整工藝參數轟擊不同靶材,改變鍍膜的厚度和層數,并通過定制紋理把豐富多變的光線反射出璀璨光影,打造出的新一代鍍膜結構色,結合昆山海斯電子有限公司的inkjet噴墨打印工藝,呈現出天空之境這樣自然且獨特的美感。