技術(shù)文章
Technical articles
5G通訊和新能源汽車等高.端市場領(lǐng)域的快速發(fā)展,對于作為信號傳輸和互聯(lián)關(guān)鍵元器件的連接器,提出了比以往更大的技術(shù)挑戰(zhàn),要滿足大容量數(shù)據(jù)傳輸和高速高密度連接,微型化、精密化和集成化的連接器創(chuàng)新勢在必行,對微型精密加工的需求也越來越迫切。
行業(yè)背景
連接器是系統(tǒng)或整機(jī)電路單元之間電氣連接或信號傳輸必.不.可.少的關(guān)鍵元器件,也是許多設(shè)備中*的基礎(chǔ)電子元件和電子電路中溝通的橋梁,通過對電信號快速、穩(wěn)定、低損耗、高保真的傳輸以保證設(shè)備完整功能的正常發(fā)揮,目前已廣泛應(yīng)用于通訊、汽車、消費電子、工業(yè)等領(lǐng)域。
隨著世界制造業(yè)向中國大陸的轉(zhuǎn)移,全球連接器的生產(chǎn)重心也同步向中國大陸轉(zhuǎn)移,中國已經(jīng)成為大的連接器生產(chǎn)基地。中國連接器制造整體水平得到迅速提高,連接器市場規(guī)模逐年擴(kuò)大,中國成為全球連接器市場最有發(fā)展?jié)摿?、增長最快的地區(qū)。
由于我國連接器行業(yè)起步較晚,連接器市場集中度較低,行業(yè)技術(shù)水平與*國家技術(shù)水平相比仍有一定差距。目前,連接器高.端技術(shù)和高.端產(chǎn)品基本由泰科,安費諾和莫仕等行業(yè)國際巨.頭壟斷,少數(shù)國內(nèi)企業(yè)雖然也生產(chǎn)高.端連接器產(chǎn)品,但相對于國際巨.頭而言規(guī)模仍較小,國內(nèi)大多數(shù)中小規(guī)模的連接器生產(chǎn)企業(yè)不具備自主開發(fā)設(shè)計能力。國內(nèi)整體技術(shù)水平仍與國際水平有一定差距,在國際競爭中技術(shù)上處于相對劣勢。隨著以5G通訊技術(shù)、汽車和消費電子為代表的各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)B接器功能性要求不斷提高,微型和精密以及集成化的連接器創(chuàng)新勢在必行,對應(yīng)的微型精密加工的需求也迫在眉睫。
市場概況
連接器作為電路系統(tǒng)電氣連接必需的基礎(chǔ)元件之一,是終端應(yīng)用產(chǎn)品的一個組件,因此,終端應(yīng)用的發(fā)展是推動連接器市場快速增長和技術(shù)發(fā)展的主要因素,連接器行業(yè)發(fā)展趨勢與下游終端應(yīng)用行業(yè)發(fā)展保持著非常明顯的一致性。據(jù)統(tǒng)計,2018年全球連接器市場將達(dá)665億美元,2018年中國地區(qū)連接器市場規(guī)模為209億美元,較上年同比增長9.42%,占據(jù)了全球31.4%的市場**,是大的連接器市場。隨著5G通信、新能源汽車、消費電子等領(lǐng)域的發(fā)展,未來全球連接器市場規(guī)模將不斷增長。
下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)B接器的要求不斷提高,具有較強(qiáng)研發(fā)實力的企業(yè)更容易獲得競爭優(yōu)勢,市場**不斷向龍.頭.企業(yè)集中。從1980年到2016年間,全.球.前.十.大連接器廠商市場**有38%上升至59%,2017年前.十.大廠商市場**達(dá)到61%,其中泰科、安費諾、莫仕三家廠商市場**超過30%,幾乎壟斷了高.端連接器市場。國內(nèi)巨.頭立訊精密,中航光電,航天電器和得潤電子等都在布局高.端連接器市場,為了搶占5G通訊和新能源汽車等高.端市場先機(jī),將視加大產(chǎn)品快速創(chuàng)新為一種常態(tài)和戰(zhàn)略,從而來縮小和國外連接器巨.頭的技術(shù)差距。
高精密3D打印在連接器行業(yè)的應(yīng)用
隨著5G技術(shù)和新能源汽車以及消費電子行業(yè)的快速發(fā)展,對于具有大容量數(shù)據(jù)傳輸和高速高密度連接等功能性要求的連接器要求越來越多,相應(yīng)的精密加工技術(shù)需求也越來越急迫。尤其對于一些復(fù)雜精密微型化的連接器開發(fā),傳統(tǒng)CNC和開模注塑等傳統(tǒng)加工方式都存在著加工周期長和成本高等問題。從下面摩方高精密3D打印和CNC以及注塑成型對比圖中可以用看出,高精密3D打印技術(shù)在加工精密連接器方面具有精度高、成本低、和周期短等明顯優(yōu)勢。
下圖是深圳摩方公司3D打印設(shè)備加工的微型精密連接器,產(chǎn)品大小為5.65mm*2mm*2.8mm,其中最小pin間距是0.14mm,最小壁厚為0.1mm,公差要求±10~25μm。CNC和開模很難低成本快速加工成型,深圳摩方公司的nanoArch S140和nanoArch P140精密3D打印設(shè)備不到1小時就可以加工出高質(zhì)量合格的產(chǎn)品,最快一天內(nèi)實現(xiàn)交付。
連接器巨.頭行業(yè)客戶的一段訪談通訊技術(shù)從2G發(fā)展到現(xiàn)在的5G,對應(yīng)的基站數(shù)量呈幾何級數(shù)的上升。目前我國的4G基站數(shù)量是339.3萬座,根據(jù)一些消息各大運營商在這次5G的升級中大約需要5倍的5G基站,大約是1500萬座。相應(yīng)的傳輸速率也是需要幾何級數(shù)的提高,這就對基站的小型化提出了越來越高的要求。隨著基站體積的不斷減小,更多的塑膠和金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越逼近機(jī)械加工的極限,這就給傳統(tǒng)的快速模開發(fā)方式帶來了挑戰(zhàn),不但需要考慮結(jié)構(gòu)的可行性,同時還要考慮在加工中會遇到的不可知的困難。有了摩方精密3D打印技術(shù),加工類問題可以放到最后一并解決,而且在確認(rèn)投入是有效的前提下,公司會愿意投入更多的資金攻克加工上的難題,而不是在初始開發(fā)階段患得患失。從客戶訪談中可以看出,摩方的高精密3D打印技術(shù),可以滿足精密連接器加工的設(shè)計驗證需求,且已經(jīng)在早期結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證階段,起到關(guān)鍵作用。
3D打印的精密塑料零件,60μm薄壁、230μm圓孔,達(dá)微注塑零件水準(zhǔn)
深圳摩方提供的高精密3D打印加工技術(shù)非常契合連接器行業(yè)微型化、精密化和集成化的研發(fā)需求,目前已和歐美日以及國內(nèi)連接器行業(yè)巨.頭進(jìn)行了深入廣泛合作。