NFC用鐵氧體磁性屏蔽材料的加工方法解析

最近一則關(guān)于“北京地鐵聯(lián)合北京市政交通一卡通啟動(dòng)刷手機(jī)乘車項(xiàng)目，項(xiàng)目首期在房山線啟動(dòng)試點(diǎn)。目前，小米、華為、三星、努比亞、一加、魅族等品牌近160款具有NFC功能的機(jī)型，均已支持這一服務(wù)”新聞勾起了我的興趣。對(duì)于模切行業(yè)高度敏感的我又捕捉到商機(jī)了。而這個(gè)商機(jī)就是NFC功能，這可是和我們模切行業(yè)息息相關(guān)，且是一個(gè)正在崛起的新材料行業(yè)。

那么NFC到底和模切有什么關(guān)系呢，其實(shí)NFC本身具有近場(chǎng)通訊功能，屬于RFID行業(yè)范疇，和我們關(guān)聯(lián)性不大。但是在NFC近場(chǎng)通訊功能中使用的一種不可或缺的吸波屏蔽材料“鐵氧體”磁片就和我們有相當(dāng)大的關(guān)聯(lián)了！隨著近場(chǎng)通訊功能在移動(dòng)終端的廣泛應(yīng)用，對(duì)于NFC吸波材鐵氧體材料的需求也就越來(lái)越大了。而對(duì)于鐵氧體材料的加工成型就是我們模切行業(yè)該干的事情了！

什么是鐵氧體？

首先，帶大家先來(lái)了解一下什么是鐵氧體。來(lái)自百度百科的資料：鐵氧體是由鐵和其他一種或多種金屬組成的復(fù)合氧化物。如尖晶石型鐵氧體的化學(xué)式為 MeFe2O4或 MeO·Fe2O3，其中Me是離子半徑與二價(jià)鐵離子(Fe2+)相近的二價(jià)金屬離子(如Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化學(xué)價(jià)為二價(jià)的多種金屬離子組。

在電性上屬于半導(dǎo)體范疇，所以又稱磁性半導(dǎo)體。磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)是一種最簡(jiǎn)單的鐵氧體。國(guó)際上早在20世紀(jì)初已合成鐵氧體，在30年代，法、日、德、荷相繼進(jìn)行了系統(tǒng)研究。荷蘭從1946年就開(kāi)始鐵氧體軟磁材料工業(yè)生產(chǎn)。中國(guó)在1956年前后開(kāi)始鐵氧體的工業(yè)生產(chǎn)。鐵氧體已在通信廣播、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制、雷達(dá)導(dǎo)航、宇宙航行、衛(wèi)星通信、儀表測(cè)量、印刷顯示、污染處理、生物醫(yī)學(xué)、高速運(yùn)輸?shù)确矫鎻V泛應(yīng)用。

對(duì)于這一段可能大家了解不是很清楚，根據(jù)小編現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，這里跟大家通俗的解釋一下：鐵氧體材料主要是用磁性氧化鐵粉末通過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成的固定規(guī)格形狀的磁片材料，其來(lái)料方式為片材形式、一般規(guī)格在180x180mm 到40x40mm不等規(guī)格。此種材料的終端使用需要將磁性片材進(jìn)行雙層雙面膠或單面膠包邊、碾碎、切片、或模切成型后方可使用。

其在應(yīng)用終端時(shí)一般是上下兩層包裹單面膠、保護(hù)膜使用。其主要功能為吸波材對(duì)近場(chǎng)通訊設(shè)備的干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽使用，在RFID電子標(biāo)簽行業(yè)應(yīng)用廣泛。

材料特點(diǎn)及加工難

其材料特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：此種材料基本以片材的形式出現(xiàn)、厚度薄、質(zhì)量偏重、高度易碎，用手指提起的過(guò)程中稍加用力就會(huì)產(chǎn)生破裂。在常規(guī)受力情況下破裂不隨受力方向開(kāi)裂。

點(diǎn)

“身軀單薄”“易碎”的鐵氧體材料

通過(guò)以上的材料特點(diǎn)我們不難發(fā)現(xiàn)，此種材料想要進(jìn)行像石墨片那樣的雙層包邊，其加工難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

1、原材料難以提取送料；

2、如何實(shí)現(xiàn)批量自動(dòng)化貼片作業(yè)；

3、如何實(shí)現(xiàn)包邊后的再碾碎工藝；

4、如何進(jìn)行有效的切片或者模切；

圍繞以上問(wèn)題點(diǎn)我們發(fā)現(xiàn)，普通的片材轉(zhuǎn)卷材的策略無(wú)非是用機(jī)械手或者機(jī)器人通過(guò)真空吸盤(pán)進(jìn)行抓取作業(yè)即可完成。可是對(duì)于今天我們遇到的這種奇葩材料，我們的機(jī)械手真空吸盤(pán)剛一接觸到磁片，稍微用力磁片即可破裂。即使沒(méi)有破裂在磁片運(yùn)送過(guò)程中因?yàn)榱Φ淖饔靡矔?huì)出現(xiàn)不同程度的破裂，嚴(yán)重影響磁片材料的復(fù)合加工作業(yè)。

目前國(guó)內(nèi)通行的作業(yè)方法

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于鐵氧體磁片的加工方法主要以手工居多，配合多工種、工位設(shè)備進(jìn)行分布加工工藝完成，其工作流程主要如下：

1、手工取料放置磁片在剝離好的雙面膠上面，等間距放置；

2、貼合上層單面膠，基本使用單工位的小型復(fù)合機(jī)器；

3、然后通過(guò)不同的過(guò)料桿，利用拉力的不同實(shí)現(xiàn)碾碎；

4、然后進(jìn)入切片機(jī)進(jìn)行切片；

而針對(duì)以上步驟我們發(fā)現(xiàn)效率極其低下、且材料放置位置參差不齊。且復(fù)合過(guò)程中的碎屑容易產(chǎn)生。最后到復(fù)合過(guò)程中難以把控復(fù)合效果。碾碎規(guī)格不統(tǒng)一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)XY兩個(gè)方向的碾碎效果。

而圍繞以上問(wèn)題點(diǎn)，宏文科技拿出了接近三年的關(guān)于鐵氧體片材自動(dòng)化成型的研發(fā)成果。也就是近期在市面上不斷投放的鐵氧體自動(dòng)化一體機(jī)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示我們了解到，該款設(shè)備不僅具備自動(dòng)化取料、送料、等間距貼片、材料復(fù)合、XY兩個(gè)方向的固定規(guī)格碾碎到最終切片成型的整套自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。

首先，在取料方面，該機(jī)臺(tái)實(shí)現(xiàn)了有批量放量設(shè)置的料盒，其料盒的功能在于當(dāng)上片材料取完后能夠通過(guò)光電感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頂料。然后機(jī)械手通過(guò)海綿吸盤(pán)完成對(duì)磁片材料的吸附抓取。值得注意的是此種海綿吸盤(pán)能夠有效的吸附抓取磁片材料而使磁片實(shí)現(xiàn)整個(gè)平面均勻受力從而規(guī)避因?yàn)閱我稽c(diǎn)力的作用過(guò)大使磁片破裂，同時(shí)保障磁片在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中不受運(yùn)輸外力的作用而破裂。

其次，在送料以及定位方面，該機(jī)械手臂使用的視覺(jué)定位系統(tǒng)能夠有效識(shí)別磁片的規(guī)格方向位置，通過(guò)視覺(jué)比對(duì)定位的方式有效的將磁片進(jìn)行規(guī)定位置的抓取貼片，而此種限位方式包含XY兩個(gè)方向（走料方向和垂直走料方向）然后通過(guò)伺服拉里系統(tǒng)精準(zhǔn)拉料將上層雙面膠復(fù)合在磁片上面從而完成對(duì)磁片材料的片材貼卷材的等間距材料復(fù)合。

第三，在碾碎方面，此款機(jī)型通過(guò)XY兩個(gè)方向不同的碾壓棍進(jìn)行壓力碾碎，而控制碾碎規(guī)格的技巧就在碾壓棍的紋路齒寬上面得到了有效的解決。

第四、而在磁片復(fù)合材料的切片模切方面的，宏文科技并沒(méi)有按照傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的定長(zhǎng)方式拉距進(jìn)行切片。而是根據(jù)鐵氧體片材的磁性特征以及片材的擺放特點(diǎn)使用高精度的電磁感應(yīng)傳感器控制追蹤定位的方式進(jìn)行切片。通過(guò)這種方式則有效的解決了定長(zhǎng)的累計(jì)公差問(wèn)題，同時(shí)規(guī)避了因定長(zhǎng)錯(cuò)位引起的多片磁性材料損耗問(wèn)題。

而以上四點(diǎn)也是宏文科技關(guān)于鐵氧體自動(dòng)化一體機(jī)的優(yōu)勢(shì)所在，通過(guò)此款機(jī)型的使用有效的規(guī)避了因?yàn)殍F氧體磁性材料本身特性而導(dǎo)致的加工難點(diǎn)問(wèn)題。并且對(duì)于磁片復(fù)合材料在成型沖切加工過(guò)程中容易產(chǎn)生的毛刺、掉粉、毛邊等問(wèn)題現(xiàn)象宏文科技也給出了比較完善的解決方案。目前小編掌握的關(guān)于宏文科技鐵氧體自動(dòng)化一體的基本運(yùn)行參數(shù)如下：

磁片貼合效率：2-5s/pcs

材料復(fù)合精度：0.2m

磁片貼合精度：0.5mm

模切精度：0.1mm

拉料精度：0.2mm

機(jī)械手臂作業(yè)半徑：600mm

料盒容量：500pcs/批次

吸盤(pán)規(guī)格范圍：200~40mm方形規(guī)格范圍

成品

隨著市場(chǎng)不斷的成熟，NFC、RFID這兩個(gè)關(guān)鍵詞已經(jīng)對(duì)模切行業(yè)的影響逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，我相信，敢于創(chuàng)新，用于發(fā)展。我們不愁沒(méi)訂單！鐵氧體自動(dòng)化一體機(jī)就是一個(gè)很好的例子，可能我們今天才發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)的趨向，可是人家已經(jīng)研發(fā)應(yīng)用三年有余了。所以市場(chǎng)需要超前的眼光才能立于不敗之地，模切人，加油吧！

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