OLED 屏所具有的柔性、可彎曲的特點,需要配合3D玻璃貼合顯現(xiàn)優(yōu)勢。隨著OLED技術成熟以及多家手機廠商的應用,3D玻璃也將迎來市場大爆發(fā)。
3D玻璃逐漸成為中高端手機的標配
目前,無線充電憑借其簡捷和便利正在不斷成為手機充電市場的主流,三星在2015年推出的4款手機均支持該功能,未來蘋果也有望加入無線充電陣營。
索尼、諾基亞、谷歌、摩托羅拉、三星的無線充電方案
而金屬具有的電磁屏蔽特性,電磁波無法很好地通過金屬機殼,能量損耗大,不適宜無線充電技術的應用,非金屬材料的3D玻璃就成了最佳的選擇。
顏值更高
金屬機殼與玻璃背板對比
玻璃相較于其他手機背板材料,還具有較大的成本優(yōu)勢,且制造工藝逐漸成熟,成品率也不斷提升。
手機背板四種材料(玻璃、陶瓷、塑料、金屬)成本對比
3D玻璃加工設備概況
技術革新帶動設備更新
3D玻璃生產(chǎn)工藝相較2D、2.5D玻璃有四大難點,曲面成型、曲面拋光、曲面印刷、曲面貼合。
3D曲面玻璃生產(chǎn)過程中的四大工藝挑戰(zhàn)
2D、2.5D、3D 玻璃生產(chǎn)工藝區(qū)別
近年來,隨著技術的革新加工設備也在不斷的升級,如高速多線切割機替代傳統(tǒng)切割設備,精雕機替代傳統(tǒng)的仿形磨邊機,雙面銅盤研磨機、3D拋光機、高速拋光機成為迫切需求的研磨(拋光)機專用設備。
3D曲面玻璃生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)設備及操作解析
熱彎機技術難點6成在機臺、3成在熱彎模具、1成在機器參數(shù)。
熱彎工藝流程
機臺設計決定整機質(zhì)量。以11站的設備為例,1-4站是預熱站,對置入的玻璃進行溫度加溫,前4站保證平整度在5條之內(nèi);中間3站是成型站,熱彎已經(jīng)結束,玻璃已經(jīng)壓成曲面玻璃,成型站保證平整度在4條之內(nèi);后面4站就是冷卻站,保證平整度在5條之內(nèi)。如果平整度相差過高,做出來的玻璃會出現(xiàn)不對稱、彎曲、變形等問題。
采用不同工作站數(shù)量的熱彎機
石墨模具影響3D玻璃表面光潔度和弧度。相比金屬材料在高溫下變形大、易變軟,石墨具有耐高溫、硬度高、導電性好、防輻射、耐腐蝕、成本低的特性。因此玻璃熱彎模具使用石墨材料來制作,可以保證最大的精密程度。石墨模具作為重要耗材,使用壽命直接影響熱彎機成本。
熱彎機采用石墨模具替代金屬材質(zhì)模具
精雕機:智能化和柔性化
精雕機發(fā)展進程
傳統(tǒng)的玻璃精雕機適合對手機、平板電腦等觸控產(chǎn)品的玻璃面板進行鉆孔、開槽和精修外邊加工。軸數(shù)越多,加工效率越高,包括單軸、雙軸、六軸產(chǎn)品。
傳統(tǒng)的玻璃精雕機包括單軸、雙軸、六軸產(chǎn)品
CCD 視覺定位玻璃精雕機將視覺技術與加工技術結合,具有精度高、速度快、效率高、無沙邊、無崩邊等特點,適合高品質(zhì)的one-glass(OGS)產(chǎn)品的玻璃面板加工。
CCD視覺定位玻璃精雕機
全自動玻璃精雕機安裝全自動上下料裝置(機械手,即直角坐標機器人),可節(jié)省大量的人力物力,一人可執(zhí)機10臺-20臺;中心定位附加工裝夾具,確保玻璃定位準確;刀具壽命報警提示,防止刀具磨損而造成玻璃加工不良品產(chǎn)生;加工巡檢報警提示,可設置任何時間提示檢驗加工產(chǎn)品。
全自動玻璃精雕機
3D玻璃的外形復雜,加工工藝要求較高,而進口的3D玻璃拋光機設備價格昂貴、交貨周期長、設備維修不方便。在經(jīng)過數(shù)年的研制后,國內(nèi)針對3D蓋板玻璃加工的曲面拋光機已趨于成熟,良率可達到90%以上。
3D玻璃的產(chǎn)業(yè)鏈包括上游玻璃基本和生產(chǎn)設備商,中游加工企業(yè)以及下游的應用企業(yè)。
3D玻璃產(chǎn)業(yè)鏈(點擊大圖更清晰)
3D玻璃加工設備市場空間分析
智能終端需求量決定3D曲面玻璃的市場空間,其中智能手機是最大應用領域。
2012-2020年全球智能手機出貨量及測算
2016/2020年智能設備出貨量比例測算
智能手機兩大陣營中,安卓系的三星、華為、Vivo、OPPO、小米等都已經(jīng)推出3D 玻璃蓋板的手機型號。市場預計蘋果將為iPhone8配備3D玻璃蓋板與后蓋。
目前已使用/計劃使用3D玻璃蓋板的智能手機型號
據(jù)相關機構預測,2020年3D玻璃蓋板年需求量為6-14億片,滲透率為23%-54%。
2016-2020年3D玻璃蓋板需求量和滲透率變化情況
同時,國內(nèi)玻璃蓋板廠商也不斷加碼3D玻璃產(chǎn)能投資,2017年行業(yè)產(chǎn)能預計為1.3億片左右。
國內(nèi)主要加工廠商開始投資3D玻璃生產(chǎn)線
根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù),目前單臺熱彎機單片加工時間約為90秒,良品率40%左右。為了應對未來幾年3D玻璃批量化生產(chǎn)要求,廠商的研發(fā)目標是將單片玻璃的熱彎加工時間縮短至40秒,良品率提升至90%。分別以40、70、90秒的加工時間以及90%良品率的假設進行測算,到2020年,滿足下游需求的熱彎機數(shù)量約為2100-4700臺,對應市場空間約為21-47億元。
2016-2020年熱彎機新增數(shù)量及累計數(shù)量預測(臺)
(附:左軸為累計數(shù)量,右軸為新增數(shù)量)
產(chǎn)業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2D加工時間2-3分鐘,2.5D加工時間5分鐘,3D加工時間3分鐘;精雕機一般為雙頭,一次出2片,良率可以達到95-98%。目前精雕機行業(yè)保有量約10萬臺,未來需求主要是自動化設備升級。預計到2020年,用于3D玻璃加工的精雕機累計需求約為1.5萬臺左右,對應市場空間約為29億元左右。
2016-2020年用于3D玻璃加工的精雕機累計數(shù)量(臺)和市場空間(億元)
2016-2021年3D熱彎機、玻璃精雕機、3D拋光機價格變化趨勢(萬元)
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