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刷手機乘車項目，項目首期在房山線啟動試點。目前，小米、華為、三星、努比亞、一加、魅族等品牌近160款具有NFC功能的機型，均已支持這一服務(wù)”新聞勾起了我的興趣。對于模切行業(yè)高度敏感的我又捕捉到商機了。而這個商機就是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NFC本身具有近場通訊功能，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大的關(guān)聯(lián)了！隨著近場通訊功能在移動終端的廣泛應(yīng)用，對于NFC吸波材鐵氧體材料的需求也就越來越大了。而對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，帶大家先來了解一下什么是鐵氧體。來自百度百科的資料：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式為 MeFe2O4或 MeO·Fe2O3，其中Me是離子半徑與二價鐵離子(Fe2+)相近的二價金屬離子(如Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化學價為二價的多種金屬離子組。

在電性上屬于半導體范疇，所以又稱磁性半導體。磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)是一種最簡單的鐵氧體。國際上早在20世紀初已合成鐵氧體，在30年代，法、日、德、荷相繼進行了系統(tǒng)研究。荷蘭從1946年就開始鐵氧體軟磁材料工業(yè)生產(chǎn)。中國在1956年前后開始鐵氧體的工業(yè)生產(chǎn)。鐵氧體已在通信廣播、計算技術(shù)、自動控制、雷達導航、宇宙航行、衛(wèi)星通信、儀表測量、印刷顯示、污染處理、生物醫(yī)學、高速運輸?shù)确矫鎻V泛應(yīng)用。

對于這一段可能大家了解不是很清楚，根據(jù)小編現(xiàn)場經(jīng)驗，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高溫燒結(jié)形成的固定規(guī)格形狀的磁片材料，其來料方式為片材形式、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)用終端時一般是上下兩層包裹單面膠、保護膜使用。其主要功能為吸波材對近場通訊設(shè)備的干擾信號進行屏蔽使用，在RFID電子標簽行業(yè)應(yīng)用廣泛。

材料特點及加工難

其材料特點主要表現(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，用手指提起的過程中稍加用力就會產(chǎn)生破裂。在常規(guī)受力情況下破裂不隨受力方向開裂。

點

“身軀單薄”“易碎”的鐵氧體材料

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

1、原材料難以提取送料；

2、如何實現(xiàn)批量自動化貼片作業(yè)；

3、如何實現(xiàn)包邊后的再碾碎工藝；

4、如何進行有效的切片或者模切；

圍繞以上問題點我們發(fā)現(xiàn)，普通的片材轉(zhuǎn)卷材的策略無非是用機械手或者機器人通過真空吸盤進行抓取作業(yè)即可完成?？墒菍τ诮裉煳覀冇龅降倪@種奇葩材料，我們的機械手真空吸盤剛一接觸到磁片，稍微用力磁片即可破裂。即使沒有破裂在磁片運送過程中因為力的作用也會出現(xiàn)不同程度的破裂，嚴重影響磁片材料的復(fù)合加工作業(yè)。

目前國內(nèi)通行的作業(yè)方法

目前國內(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)合機器；

3、然后通過不同的過料桿，利用拉力的不同實現(xiàn)碾碎；

4、然后進入切片機進行切片；

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

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

首先，在取料方面，該機臺實現(xiàn)了有批量放量設(shè)置的料盒，其料盒的功能在于當上片材料取完后能夠通過光電感應(yīng)實現(xiàn)自動頂料。然后機械手通過海綿吸盤完成對磁片材料的吸附抓取。值得注意的是此種海綿吸盤能夠有效的吸附抓取磁片材料而使磁片實現(xiàn)整個平面均勻受力從而規(guī)避因為單一點力的作用過大使磁片破裂，同時保障磁片在運輸?shù)倪^程中不受運輸外力的作用而破裂。

其次，在送料以及定位方面，該機械手臂使用的視覺定位系統(tǒng)能夠有效識別磁片的規(guī)格方向位置，通過視覺比對定位的方式有效的將磁片進行規(guī)定位置的抓取貼片，而此種限位方式包含XY兩個方向（走料方向和垂直走料方向）然后通過伺服拉里系統(tǒng)精準拉料將上層雙面膠復(fù)合在磁片上面從而完成對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，此款機型通過XY兩個方向不同的碾壓棍進行壓力碾碎，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，宏文科技并沒有按照傳統(tǒng)的簡單的定長方式拉距進行切片。而是根據(jù)鐵氧體片材的磁性特征以及片材的擺放特點使用高精度的電磁感應(yīng)傳感器控制追蹤定位的方式進行切片。通過這種方式則有效的解決了定長的累計公差問題，同時規(guī)避了因定長錯位引起的多片磁性材料損耗問題。

而以上四點也是宏文科技關(guān)于鐵氧體自動化一體機的優(yōu)勢所在，通過此款機型的使用有效的規(guī)避了因為鐵氧體磁性材料本身特性而導致的加工難點問題。并且對于磁片復(fù)合材料在成型沖切加工過程中容易產(chǎn)生的毛刺、掉粉、毛邊等問題現(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化一體的基本運行參數(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

機械手臂作業(yè)半徑：600mm

料盒容量：500pcs/批次

吸盤規(guī)格范圍：200~40mm方形規(guī)格范圍

成品

隨著市場不斷的成熟，NFC、RFID這兩個關(guān)鍵詞已經(jīng)對模切行業(yè)的影響逐漸顯現(xiàn)出來，我相信，敢于創(chuàng)新，用于發(fā)展。我們不愁沒訂單！鐵氧體自動化一體機就是一個很好的例子，可能我們今天才發(fā)現(xiàn)市場的趨向，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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