È UNA GARA IN PIENA REGOLA: quale produttore porterà la nuova generazione di smartphone sul mercato, e con quali caratteristiche? Processori più veloci, fotocamere migliori o più fotocamere, uno schermo più grande, lettore di impronte digitali, riconoscimento facciale, guscio metallico arrotondato, schermo con i bordi smussati. I produttori Samsung, Huawei e Apple, che insieme controllano quasi la metà del mercato mondiale, tentano costantemente di superare i propri concorrenti. Un colpo di scena in questa competizione è stato quello del produttore sudcoreano Samsung che nella primavera del 2019 ha lanciato sul mercato il primo smartphone al mondo con chip 5G. Nelle diverse generazioni di dispositivi si nascondono il know-how e la capacità di lavorazione di WALTER ed EWAG, gli specialisti di utensili di UNITED GRINDING Group. Nei telefoni cellulari classici, il guscio esterno è realizzato in plastica o metallo pressofuso. Gli stampi per pressofusione vengono solitamente realizzati con utensili che a loro volta sono fabbricati con macchine WALTER. Sono definiti “utensili 3C” dall’abbreviazione internazionale di Computer, Communication e Consumer Electronics.

FRESE PER PROFILI IN DPC

A partire dalle generazioni di smartphone iPhone 6 e Samsung Galaxy S5, la lavorazione con strumenti realizzati al laser è diventata sempre più frequente. Con l’iPhone 6 di Apple, ad esempio, l’arrotondamento del guscio di alluminio viene lavorato con frese per profili in DPC. L’iPhone X utilizza invece acciaio inossidabile nel telaio del guscio. Non Utensili personalizzati secondo i requisiti del cliente: Dr. Claus Dold, responsabile Innovazione dei processi per EWAG è più possibile lavorarlo con utensili diamantati, ad esempio in DPC, a causa dell’affinità chimica con i materiali ferrosi; si utilizzano invece frese in CBN. Anche questi utensili possono essere prodotti con macchine come la LASER LINE ULTRA o la LASER LINE PRECISION di WALTER. Con i nuovi requisiti in termini di tecnologia e design, anche per gli smartphone 5G si utilizzeranno in misura crescente materiali come vetro e ceramica. Questi materiali offrono una serie di vantaggi. Uno riguarda le prestazioni in ricezione degli smartphone: “I gusci metallici schermano la propagazione delle onde nelle comunicazioni mobili”, spiega Andreas Bußmann, esperto di terminali per Deutsche Telekom. Nei dispositivi con guscio metallico, questo viene pertanto utilizzato come antenna. “A tale scopo, deve però essere schermato dalle altre parti metalliche installate. Questo risultato si ottiene utilizzando listelli in plastica”.

DIRETTAMENTE SULLA SCHEDA

Questa schermatura manca ai dispositivi mobili con guscio in vetro o ceramica. “Le antenne possono essere applicate direttamente sulla scheda. Questo accorgimento consente una maggiore libertà costruttiva”, dichiara Bußmann. E questa libertà costruttiva è molto apprezzata nell’industria del 5G, in quanto nello smartphone sono di solito integrate più antenne interne. La frequenza utilizzata in Europa per il 5G è 3,5 Ghz (4G: 2,6 Ghz). Negli Stati Uniti e in Giappone, viene utilizzato lo spettro delle onde millimetriche di 28 Ghz. Per ricevere queste frequenze, vengono integrate negli smartphone fino a tre antenne nello spettro delle onde millimetriche che è particolarmente sensibile e richiede praticamente un collegamento in “contatto visivo” diretto con l’antenna (fino a quattro). La sfida non è tanto quella di integrare le antenne nel dispositivo, quanto di installarle in modo tale che non siano coperte dal corpo dell’utilizzatore.

Inoltre, il vetro o la ceramica come materiale per il guscio del cellulare offrono una qualità superiore e una maggiore durata rispetto, ad esempio, alla plastica, e consentono più opzioni in termini di design. Un dispositivo come il Samsung Galaxy S10 rinuncia inoltre alla parte posteriore in metallo per consentire la ricarica wireless del dispositivo per induzione. “A causa della loro fragilità, durezza e bassa conducibilità termica, materiali come il vetro o la ceramica impongono requisiti molto particolari in termini di qualità degli utensili con cui vengono lavorati”, spiega il Dott. Claus Dold, responsabile Innovazione dei processi per EWAG.

GEOMETRIE ALTAMENTE SPECIFICHE

”I clienti ci richiedono in misura crescente utensili 3C con geometrie altamente specifiche da utilizzare per la lavorazione dei gusci di vetro”, spiega Dold. “Sviluppiamo quindi le fasi di lavorazione e programmazione delle nostre macchine laser in base ai requisiti specifici dei singoli utensili dei clienti per essere in grado di produrli.” ”I raggi interni più piccoli, le parti tornite, gli spallamenti e altre geometrie possono essere lavorati con questi utensili”, spiega il dott. Gregory Eberle, Specialista di processo Tecnologia laser presso EWAG. Nella lavorazione convenzionale, utensili con queste geometrie dovrebbero essere composti da più parti. Con una LASER LINE ULTRA di EWAG possono essere prodotti in modo completamente automatizzato e in una sola fase di lavoro.