中國粉體網訊 一款折疊手機，除了一塊完美的柔性屏之外，還需要輔助屏幕彎折并實現回彈的機構，該機構的設計優劣在很大程度上決定了折疊屏攤開后的平整度，并有效弱化折疊屏的折痕，進而增加折疊屏的使用壽命。
華為折疊屏手機
目前，關于折疊機構的設計方案幾乎都采用了鉸鏈的設計方式，其原理就是利用鉸鏈的鏈條沿著導軌轉動進而拉動其他元器件做整體運動，在屏幕閉合時，鉸鏈拉著屏幕使其整體長度拉長，進而緩慢變形，形成水滴狀或者半圓狀，當屏幕緩慢展開時，鉸鏈轉軸又從水滴狀或者半圓狀慢慢變形縮短，進而使屏幕平攤成為平面。
據業內專家介紹，手機鉸鏈雖然只有幾厘米，卻是由200多個部件構成的，很多部件只有米粒大小且加工精度高，材料用的是被稱為盾構鋼的鈦合金，采用金屬粉末注射成型技術來完成大規模定制，既能保證加工質量和交貨速度，也具備經濟性。
KH Vatec折疊屏鉸鏈
相關研報預計，至2027年全球折疊屏手機鉸鏈市場空間有望達到257.8億元，MIM件市場空間有望達到77.3億元，全球折疊屏手機鉸鏈及MIM件市場規模將實現快速增長，產業鏈相關公司有望充分受益。
中國知名的金屬注射成形制造企業東睦股份，2024年實現了折疊機有關產品的銷售收入達9.10億元，折疊機鉸鏈正成為該公司MIM技術平臺的重要增長極。
然而現實中，要想設計開發一款優異的鉸鏈是非常困難的，因為它不僅僅與其結構設計相關，還與加工精度以及配合精度相關，其中任何一個環節出問題都會導致屏幕開合時出現凸起與明顯的折痕。
鉸鏈加工中的難點主要包括以下幾點：（1）成型工藝復雜；（2）精度要求極高；（3）后續噴丸拋光處理工藝復雜；（4）鉸鏈組裝工序繁多，公差累計偏位大。
與此同時，由于屏幕折疊過程中對鉸鏈的回轉精度以及鉸鏈的摩擦系數等參數都要求極高，甚至，由于過于精密，鉸鏈在長時間使用中的落灰、異物等都可能造成機構的故障。
制造鉸鏈的核心技術金屬粉末注射成形（MIM），是一種將塑料注射成形技術引入粉末冶金領域而形成的新型近凈成形技術，在復雜精密零部件的低成本大規模制備方面具有顯著優勢，被譽為“零部件制造技術的革命”。
金屬注射成形的典型工藝流程（圖源：蘇紹華）
與傳統粉末冶金相比，MIM所用的原料粉體更細，成本更高，制備得到的零件孔隙度低、密度高、組織均勻、尺寸精度高，減少了后續的再加工工序。目前通過粉末注射成形技術制備的零部件已廣泛應用于工業領域的各行各業，如汽車、鐘表、醫療器械、航空航天、手機等等。
MIM的主要原料是金屬粉體與熱塑性粘結劑。決定MIM產品最終性能的是金屬粉體的性能。在MIM工藝中，粒度分布是最重要的粉體特性，因為其決定最終產品的燒結性能與表面特性。
一般而言，粉體越細越好。在燒結時，粉體顆粒的粒徑越小，燒結時的驅動力就越大，燒結致密化過程也越快，產品致密化程度也會提高，粉體粒徑的大小同時也會影響燒結體的晶粒尺寸。
總體而言，對MIM用金屬粉體的要求主要有：
(1)粉體有較大的松裝密度，MIM適用于制備尺寸小且形狀復雜的零件，因此在粉體流動性得到保證的前提下，要求粉體的松裝密度要越高越好；
(2)粉體要細小，細粉在MIM燒結過程中速度較快，缺陷少，產品致密度高；
(3)粉體形貌選擇球形或者近球形，球形粉之間的摩擦力小，流動性好，成形容易，產品尺寸精度較高；
(4)粒度分布較寬或較窄，粒度分布斜率SW處于2~8之間。
MIM所用的金屬粉體原料的制備方法主要是羰基法和霧化法，其中霧化法又包括水霧化和氣霧化兩種。
羰基法所得粉體顆粒非常細，且純度高，尤其適用于MIM，但是羰基法制粉一般用于鐵粉和鎳粉等，材料適用性不廣；水霧化法所得粉體顆粒細小，形狀不一，對MIM維形有很好的作用，且其效率高，適于大規模生產，但制粉時在高溫下水易與金屬粉發生反應形成氧化膜，阻礙燒結時金屬粉融合和產品致密化；氣霧化法通常可用于制造形狀規則的球形粉，粉體不易被氧化，但所得超細粉少，所需粘結劑少，保形性差。有的研究者通過水氣聯合霧化的方法來改善粉體的球形度以及降低粉體氧含量和雜質含量。
參考來源：
[1]周志偉：智能終端折疊技術難點及問題分析，維沃移動通信有限公司
[2]R M German：金屬注射成形（MIM）生產工藝與應用概要
[3]嘉興日報：原理像加工塑料一樣，精度像雕刻大米一樣——金屬粉末注射成型技術“牛”在哪兒
[4]中國證券報：折疊屏手機產業鏈日趨成熟細分賽道藏商機
[5]中國粉體網：三大關鍵技術，影響金屬粉末注射成形
[6]東睦股份2024年報
（中國粉體網編輯整理/平安）
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