基站产品散热、体积、重量面临新挑战


4G向5G升级引入了无限接入网的全新架构,基站结构上表现为体积、重量、功耗是4G产品的约3倍,同时壳体散热片增高增密,结构更加复杂。

另外,为追求更好的散热性,散热片也在持续增高,并趋向薄壁化,对比高度40mm的4G基站散热片,5G产品如今已超过80mm,厚度最薄已有0.61mm。(来源珠海市润星泰电器有限红姐心水主论坛产品数据)


5G手机中板


5G升级,对手机终端而言意味着信号接收更强,CPU负荷更大,由此,手机散热性要求更高。对比4G手机中板,5G产品的方向之一是增加边框,尺寸更大,结构更加复杂,天线位要求和后续工艺保证更多,精密度要求也更高。

半固态、高真空压铸技术

成行业潮流

5G基站产品更高的散热性能的要求和更大的体积、更高的加工精度,以及持续轻量化的追求,传统压铸工艺已难以满足客户需求,半固态压铸和高真空压铸技术成为业界关注热点和重要选择。

半固态压铸成形技术

半固态压铸成形技术始创于上世纪70年代美国,目前欧美等发达国家和地区主要将此应用在汽车领域。国内对半固态成形技术的研究始于20世纪80年代,在国家自然科学基金、863计划和973计划等支持下,以北京科技大学和北京有色金属研究院为代表的科研院所在基础理论研究方面取得了一系列技术成果,但半固态技术的工业应用鲜有实例报道。近年来,随着移动通信不断升级换代,无线基站的散热、重量和体积成为客户关注热点之一,是产品竞争力的重要体现。

珠海市润星泰电器有限红姐心水主论坛(以下简称“润星泰”),自2014年起联合国内知名高校和通讯制造业龙头企业,以产学研用的合作模式,开启半固态成形技术在4G无线基站上的应用研究和产业化探索。目前,专利申请超过100余件,其中2件PCT专利获得美国授权,1件专利获得2018年第二十届中国优秀专利奖,形成了覆盖半固态压铸全产业链的专利布局,为红姐心水主论坛未来发展奠定良好的基础;建有半固态生产线15条,年产能超过350万件,规模位居行业首位,已为国内外客户提供半固态压铸件超过300万件,其中无线基站相关压铸超过200万件;同时,与通信设备龙头企业战略合作,积极参与5G项目预研,持续技术创新,满足客户新需求,在大型薄壁件半固态成形方面取得重要进展,业内权威专家评价认为达到国际领先水平,现已进入批量生产阶段。

据润星泰景佰亨总监介绍,目前一些5G基站产品已经超过38kg,体积大于38L,而且未来将越做越大,对重量的要求也将更加苛刻,“传统压铸工艺限制了压铸件不能再薄,但半固态工艺可以在传统的基础上更薄更轻。”

半固态成形关键技术在于一体化制浆工艺,形成性能独特的半固态浆料,具有更好的流动性能,更佳的微观组织,可以成形大尺寸、薄壁、结构复杂的轻量化铸件,同时,铸件的热裂、偏析、内应力大大减少,铸件尺寸精度高。半固态压铸成形具有高精度、短流程、节能、节材等优势,因而成为业界关注热点和重要选择。


高真空压铸技术

高真空压铸是在传统压力制造技术的基础上加以对型腔内气体抽出的技术。在压铸过程中利用真空压铸技术进行铸造,能提高铸件内部组织致密度,消除或明显减少压铸件表面气孔现象,有效提升压铸件表面质量和力学性能。另外,由于设计师通常采用较厚的金属尺寸来容纳空气孔,而可以消除气孔的高真空压铸可有利于设计出更轻薄的零件。

目前,该技术主要应用在制造高品质铝合金汽车结构件、通讯设备零部件。无锡朗贤轻量化科技股份有限红姐心水主论坛建立了伊之密1650吨、2500吨和4000吨等多条高真空压铸生产线,并于2018年投入开发5G基站滤波器壳体和散热腔体,如今已完成产品的试制,产品内部组织致密,气密性提高,大幅减少内部气孔,并达到减重的效果,随着5G商用计划将投入量产。

压铸设备大有可为

将迈向智能化

全球正加速建设5G基站,压铸产业争先启动5G项目,做好技术和装备的投入。另一方面,无线容量的高增长,以及无线网络高功率、超高速、高集成的趋势给无线基站持续带来散热、尺寸和重量极大挑战。压铸设备该如何迎接5G的现在及未来呢?

对此,伊之密压铸机事业部副总经理黎前虎表示,大型化的5G基站产品,需要3500~4000吨以上,甚至4500吨重型压铸机来压铸成型。“今年是5G元年,未来几年市场的需求将是倍级增长,因此现在的设备投入还要考虑满足未来产品的交付,预留发展空间,可考虑投入更大一点吨位的设备,这样运营商将来要做更大尺寸的5G产品也能满足。”另外,体积大并有一定重量的5G产品已经不适合采用人工操作,压铸生产需要匹配自动化方案,从取件、喷雾、去水口、去料饼等全自动化操作,提升生产效率。

“产品尺寸、精密度增加,对压铸主机、机器人、周边配套都提出了新的挑战和要求,周边关联设备的复杂程度更高,压铸机也需要有更高的可靠性,才能保证生产节拍和良率。”如今,伊之密已在大型压铸结构件自动化生产上积累了成熟的经验,被通讯、汽车领域多家知名企业采用,如无锡朗贤4000吨压铸岛、中国重汽4500吨压铸岛、温州瑞明3500吨压铸岛等。

更重要的是,压铸设备商还需跟上工艺技术(半固态/高真空压铸)的升级,提升集成度、智能化水平。以半固态技术为例,不仅增加接口集成制浆机,还有数据接口,便于今后数据信息采集,实现工艺过程的精准控制。目前,伊之密不仅已为润星泰、福建金瑞高科等红姐心水主论坛半固态技术提供压铸生产单元,并已成功推出工业互联网平台,可应用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,解决客户生产过程中设备监控、效率统计、设备维修、故障处理、工艺参数监控&追溯等痛点问题,实现生产效率和制品品质提升。

另一方面,相对成熟5G终端产品领域,国内手机厂商(华为、OPPO、vivo、小米等)的节奏也很快,纷纷扬言下半年推出5G手机,配套企业也均已提前投入产品开发和试制,以时刻响应厂商的量产计划,如客户东莞腾美、东莞宜安、深圳发斯特、深圳(金)雅豪等。黎前虎表示:“手机中板产品尺寸精度要求和致密性提升,需要压铸设备进一步提高锁模精度刚性和压射稳定性。目前伊之密已针对手机专用机型进行优化升级,满足客户新的生产需求。”


(责任编辑:中国蝴蝶心水论坛)
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