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80张产品图全面了解:TWS/OWS耳机21大表面处理工艺(上篇)

军团 编辑部 CMF设计军团号
2024-09-27
产业的发展离不开CMF(色彩、材料、工艺)



TWS/OWS耳机是新一代智能穿戴产品,小巧精致,功能强大,便于携带,深受广大消费群体的喜爱。虽然产品不大,但其分体式的结构(充电仓+耳机本体)却给CMF设计提供了充足的发挥空间,仅仅是外观表面处理工艺就已经达到了21种,包含镀膜、喷漆、阳极、热压、印刷、IMD等等。



目前我们平台成立了TWS耳机产业链交流群,华为、三星、oppo、万魔、小米、哈曼、捷波朗、JLAB、歌尔、立讯等企业精英均已入群,覆盖终端、ODM、结构件加工、表面处理、材料及设计机构等产业链上下游,围绕材料工艺、设计及行业趋势等做交流及资源对接。可长按下图二维码或加群主微信18926035037入群,备注“TWS”!

下面,一起来详细了解一下TWS/OWS耳机的20+表面处理工艺。配合精美的产品案例,以文字+图片的形式为大家分别介绍~~



 一、镀膜 


在耳机领域,主要是以光学真空镀膜为主,最为常见的工艺是NCVM镀膜。还有AF涂层工艺。两者是可以叠加的。vivo、oppo、华为、一加、小米等都有应用。


1. NCVM镀膜


NCVM是一种真空不导电电镀工艺,可应用于不同塑胶材料表面,既可以增加金属质感,极大提升档次,同时因其薄膜材料相互不连续之特性,不影响电子信号而实现功能性的加持。近年来,在TWS耳机上的应用有明显的上升趋势。应用部位主要是耳机柄、充电盒外壳等,可实现金属镜面效果,让产品呈现未来科技感。


比如下面这款产品,oppo Enco X2表面采用的是NCVM镀膜,实现镜面效果,仿陶瓷质感。据了解,X2为OEM项目,供应商为歌尔。



小米FlipBuds Pro耳机和充电仓外壳都是采用的NCVM镀膜工艺。



工艺的原理是通过一定的物理或化学方式将靶材(金属材料,一般为铟、铬、锡等)进行有机转换,变为例子进行基材表面的膜层沉积。工艺制程相对传统的真空电镀要复杂一些,包括靶材选择、控制膜厚(影响连续性与导电性等)及设备调整等。一般来说后面要跟进UV喷涂工艺来实现表面的保护,比如硬度、耐候性等。也就是我们所熟知的NCL工艺。


图 OnePlus Buds Pro耳机采用NCL工艺:高光纳米NCVM+喷涂+镭雕


图 华为FreeBuds 4耳机,NCVM打造金属质感


NCVM的制程比普通制程要复杂得多,它的加工工艺高于普通真空电镀,如果要做出带颜色的金属效果的产品出来,需要四五次的涂烤。工艺流程包括:上挂→除尘→喷底漆→流平&预烤→VM真空镀膜→中漆喷涂→面漆喷涂→下挂检验→包装出货


图 NVCM涂层结构


图 华为FreeBuds Pro 2利用NCVM金属电镀工艺叠加纳米涂层工艺


图 vivo TWS 3 Pro,充电盒外壳和耳机采用真空电镀工艺


除了整体性镀膜,还有装饰件的应用,比如小米真无线降噪耳机3 Pro机身绿色款亮面部分装饰条采用的是NCVM镀膜工艺。




2. AF涂层工艺


AF也就是防指纹工艺,可以与NCVM叠加使用,可以很好地解决指纹污迹的显性问题。AF材料是一种含氟涂料,具有极低的表面张力,一般称作全氟聚醚,主要作用是附着在材料表面,增加材料的疏水、排油、防污等性能。可以通过喷涂电镀与真空镀膜等工艺形成涂层。很多品牌发布的耳机表面都叠加了这种工艺,进而实现更加柔顺洁净的质感效果。


图 紫米ZMI PurSpace X耳机,钛合金机身+AF镀膜打造


图 OWS Pro全开放式耳机最外面是AF层



 二、喷涂 


喷涂工艺是非常传统且成熟的工艺,也是TWS耳机中最为常见的工艺,大部分的耳机或充电盒表面均采用这种表面处理技术。是通过喷枪或雾化器,将涂料涂布在产品表面,形成装饰或功能性效果。


华为FreeBuds 4充电盒采用的是三涂UV哑光漆。



苹果旗下Beats耳机外壳采用的是PPG涂料喷涂制作,耳机背盖采用的是遮蔽喷涂双色。



华为FreeBuds 4i 红色款采用的是二涂UV高光喷漆,工艺流程大体:工艺:光油处理剂一红色底漆一丝印后光油处理剂一高光UV。



Jabra Elite 85t充电盒外壳喷涂亲肤涂层。



网易云音乐氧气真无线AIR版,幻彩喷涂,喷的金属漆制备



塑胶基材喷油电镀工艺,喷涂上色,孟威电子提供




 三、装饰材料热压包覆 


用一些与基体不同的其他材料,采用贴合的形式装饰到耳机或充电盒表面,也是常用的一种设计方案。贴合的材料主要以包布(纺织布料)、硅胶、皮革为主。工艺主要为热压贴合。这种方案是组合的形式,将其他材质的质感进行呈现,在手机、家电等其他领域也用了很多。


图 TWS耳机充电盒,硅胶贴合PC材料基体


图 包布,贴皮外观装饰TWS耳机,贝力集团提供


图 TWS耳机充电盒,布纹贴合PC材料基体


图 beoplay E8 3.0 高阶羊皮贴合接缝



 四、光学纹理装饰工艺 


这是一种能极大提升耳机设计感的方案,将手机后盖中的微纳纹理技术搬到了TWS耳机行业。光学纹理应用的部位多是指装饰结构件,比如充电仓外壳、耳机柄背盖、LOGO结构件等。



不同材质装饰件工艺流程也有不同,一般来说,实现这种光学纹理效果的盖片材料分为三种:塑胶、复合板、玻璃,整体工艺流程差不太多,接下来分别介绍一下。


1. 塑胶材质


三种材质中,成本相对较低的应该是在塑胶盖片上做光学纹理。大体流程如下,UV转印工艺是在贴合纹理那个位置。目前做TWS耳机塑胶装饰片的材料主要是透明PC及PMMA。


图 工艺流程图


图 PMMA亚克力耳机背盖



2. 复合板


复合板是通过PC与PMMA两种材料通过共挤得到的复合材质,兼顾两种材料的性能优势。结构上一般来说PC为内层(作为强度支撑),PMMA为外层(耐刮擦硬度高),耳机背盖的光学纹理及色彩等做到PC面,可看下面膜层结构图。


图 耳机背盖复合板微结构膜层图,CMF设计军团制作


一般来说,TWS耳机复合板多以3D结构为主,3D的装饰效果会更好,更能凸显光学设计独有的优势,在TWS耳机中还属于新应用。复合板的整个工艺流程如下图所示:


图 耳机背盖复合板工艺流程图,CMF设计军团制作


其中,UV纳米纹理加工、镀膜、高压成型都是非常重要的工序。不同企业在工艺顺序方面可能略有不同。通过上述工序制备后,就成了我们在市场上看到的耳机3D背盖产品,非常细腻精致,美观时尚。


图 复合板耳机背盖



3. 玻璃盖片


玻璃装饰片分2D和3D两种,3D的会稍微复杂一些,成本也会高一些,大体工艺流程如下图所示:




可以看到,无论是哪种材质,核心光学纹理工艺都是UV转印,这里再介绍一下。


UV转印工艺通俗一点说就是一种将纳米级细微纹理制作在PET、PC或PMMA等片材上的过程,又称UV灌注工艺或UV披覆工艺。可以实现纹理定制化设计,精密度高、种类丰富、视觉效果好。整个工艺流程大体为:制作转印模具→转印→压合→光固→脱模。


下面是采用光学纹理装饰设计的几款经典TWS耳机案例欣赏!


oppo Enco X的耳机柄背盖,采用光学纹理打造,幻彩+热压成型。



万魔的猫眼耳机,背盖采用光学纹理打造。



Anker旗下的Soundcore品牌推出的Liberty 3 Pro,耳机背盖采用了复合板材质+光学纹理打造。



红米airdots3 pro背盖采用类晶石设计,在不同的角度呈现出不同的光感,采用纳米级光学纹理膜片贴合透明亚克力制造,膜片采用UV纹理转印技术+增透增亮镀膜+调色盖底。


一加推出的oneplus buds Z 耳机背盖采用CD光学纹理转印,膜片贴合。



当然,纹理装饰结构件不仅可以用于耳机背盖,也可以放在充电盒上,面积更大,更具差异化与辨识度,比如下面君语这款magic2 TWS耳机。背盖采用幻彩玻璃设计,双层纹理工艺。通过AG、CNC切割、钢化、清洗;防爆膜电镀、转印、再电镀、丝印盖底、激光切割、贴合、喷指纹油等多种加工工艺打造



 五、阳极氧化 


阳极氧化是铝合金等金属常用的表面处理工艺之一,多用来做装饰或功能膜层,包括上色、表面改性、膜层保护等。阳极氧化是一种电化学反应,金属在特定的电解液中,外加电流在阳极上形成一层氧化膜的过程,工艺本身已经非常成熟,可以做哑光、高光阳极效果。在TWS耳机中,阳极一般与抛光、拉丝或喷砂等工艺组合应用。


B&O beoplay E8系列TWS耳机采用阳极氧化铝合金触控界面。充电盒内,环绕耳机及周边一圈采用的是铝合金阳极氧化、抛光处理。



小鸟Libratone AIR+耳机耳柄外壳部分采用金属阳极氧化工艺,极大提升外观档次。



 六、抛光 


抛光是最为常见的一种工艺之一了,几乎大部分TWS/OWS耳机中都会用到,与其他表面处理工艺进行叠加使用。


原理是是指利用机械、化学或电化学等作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮(部分也用于消除光泽)、平整表面的加工方法。种类大概有:机械抛光、电解抛光、化学抛光及纳米抛光等。其中,机械抛光在耳机中的应用是比较多的,成本低、操作简单,主要是在专用抛光机(主要由电动机和抛光盘组成)上进行。


华为耳机,外壳采用不锈钢抛光打造,实现高光镜面效果,质感更高级。



Bose Ultra首款开放式(OWS)耳机,外表面采用了抛光拉丝工艺打造的磨砂质感的哑光金属装饰件包覆。




 七、电泳 


电泳是一种比较传统且成熟的金属涂装工艺。原理是通过电场作用,将涂料粒子均匀分布在工件表面,形成均匀、紧密的涂膜。相比喷涂,拥有诸多优点,比如涂膜更均匀、耐腐蚀等特性更好、外观更光滑、且更环保等。可搭配高光钻切阳极侧边,优质的供应商可以把白色效果做的很亮,L值可以做到95以上,表面铅笔硬度可达3H,对材质没有过多要求。目前广泛用于汽车、家具、家电等领域。但在TWS耳机领域,目前用的还不多。


万魔1MORE EVO耳机的白色款,充电盒创新性的采用电泳工艺,据说是为了实现这种雪瓷白的极致效果。




 八、水转印 


水转印是一种通过水将平面印刷的图文转印至不同材质物体表面的技术。可适用于大面积或者复杂结构件,但缺点也很明显,就是转印的图案不稳定,易变形,转印膜的品质非常重要,基材伸缩率非常高。未来,水转印要朝着便捷、实用、触感等立体化全方位发展。



水转印可以说是一个非常传统,成熟,用途非常广泛的表面处理工艺了,转印基材种类多样,工序流程也比较简单,主要包括:薄膜印刷图案→薄膜平铺水面进行活化→压入水中转印等。将水转印这种工艺用在TWS耳机上,可以实现图案的多样化,美观漂亮,设计及开发的自由度也比较高。但可能由于某些因素,国内市场上很少有出现水转印工艺做出来的量产耳机,国外还有机型在出售。


图 水转印加工,天朗工艺制品提供

图 朝辉塑胶提供,水转印



 九、水贴 


水贴与水转印类似,都需要水来进行图纹的转印。行业内普遍认为这俩是一种工艺。但也有些许区别,包括原理、印刷质量及应用范围等,这里就不过多介绍了。水贴是通过水将图纹及文字等通过贴花方式转移到物品表面的技术。在TWS耳机中也有少量应用,最大的问题就是相比其他工艺生产效率低。


图 水贴工艺,TWS耳机充电盒,汇泉科技提供


图 水贴工艺,朝辉塑胶提供



由于篇幅有限,文章《80张产品图全面了解:TWS/OWS耳机21大表面处理工艺》的上篇就到这里了,下篇将于几日后在公众号上发布,包含IMD、热转印、丝印、镭雕、移印、AG、拉丝、裸眼3D等工艺的介绍,敬请期待!



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