华为天线的逆袭之路:六年磨一"线"
中微量元素X、Y的含量比例,会较好提升防腐蚀能力,但是合金中各种元素的配比,对材料的防腐蚀性能、加工成型性能、散热性能、机械强度等都有着交错的影响。现有的材料配比经过长期改良,目前已经是行业标准材料。没有十全十美的材料,但如何合理平衡配比,取其所长就异常困难。
专家组居于分析,提出了优化的合金配方。胡博士和供应商的工艺工程师李师傅进行了合作。胡博士和李师傅一头扎进铸造车间,进行改模、试模。深圳的夏天,室外温度有30多度,车间里面接近50度,一进车间如蒸桑拿,胡博士和李师傅连续三个多月在现场不断实验和改进。配比验证的过程很艰辛,腐蚀性能提升了,散热又差了;散热解决了强度不过关,就是找不到平衡点。三个月后,终于验证了优化后的配方能使防腐性能提升4倍,但材料流动性尚显不佳,零件粘在模具里,不容易脱出来。胡博建议,在优化模具设计的同时建议改变A、B元素比例,以改善脱模性并提升金属液的流动性。李师傅认为这个方案与传统压铸工艺很不一样。但碍于胡博士的面子,李师傅还是去试了。试了一次后发现,脱模现象真的有明显改观,再调整了几次,接近完美。李师傅很是兴奋。
为了新配方新工艺能够应用到不同类型的产品,又历时11个月,在不同产品做了200多次压铸及验证,最终固化了性能和材料配比上的平衡点;把抗腐蚀性能提升4倍,散热能力提升30%,成型能力也更好,真正创造了一种新型铝合金材料。
给天线瘦身整容
2012年,我们定下了AAU减体积、降重量的目标:天线罩重量减少1/3,天线厚度降低1/3,为此成立了两个攻关组,天线罩减重攻关组由结构专家张博负责,天线厚度降低攻关组由徳国研究所外籍专家Stefan负责。
把天线厚度降低1/3,就好比"国字脸"整成"锥子脸",是一个大整容手术。Stefan接到这个任务后,一直苦思冥想解决之道,一杯接一杯地喝咖啡。在一次方案研讨时,Stefan问大家,为什么电视机能越来越薄?大家回答说是因为显示屏从CRT变成了液晶。这时大家意识到,要把天线厚度降低1/3,仅仅靠结构布局的优化是很难实现的,必须启用新的技术。解决思路越来越清晰了,Stefan团队把影响天线厚度的关键因素识别出来,创新性地提出了把天线辐射单元高度降低1/3的低剖面架构。这次的探索是在"无人区",没有任何指引,唯有一点一滴的自己摸索。
按照新思路做出了样机,但测试效果非常差,Stefan等外籍专家没有放弃,坚信方向是对的,于是重头再来,把仿真模型与实物一点一点对比,经过近五个月的对比分析,终于找到了根因。
天线的外罩是天线的"盔甲",要保护天线在大风、暴雨、暴晒、低温等极端环境下安然无恙,同时不能影响天线的信号,保障良好的电磁性能。传统天线罩是玻璃钢制成的,防护性能和电性能都很好,但是偏重。我们需要找到一种强度、电性能和玻璃钢一样好,但是重量更轻的材料。黎工是高分子材料的技术带头人,他先将目前所有的塑胶原料性能与我们的要求进行对比,发现没有一种材料能够满足我们设想的轻型天线罩材料的要求。黎工拜访了几家国内外领先的高分子材料研究机构和装备厂家,通过交流和评估,一致认为可以以一种原料为基础,调制出新的材料实现轻型天线罩,但要解决很多专业问题才行。于是2012实验室决定与几个合作伙伴联合开发这种轻型天线罩材料和工艺。在达成合作意向后,黎工与各领域的专家马上投入开发。在材料实验室反复研究材料和加工性能,以一种原材料为基础,通过调整塑胶原料和各种添加剂配比,改善性能和加工特性,不断进行测试和优化。这个过程很像家里"和面",不断调整面粉、酵母、水、油、盐的配比,努力做出一碗大家都喜欢的面。
经过一年半,这种轻质新型天线罩原材料被研发出来了,但要把新材料做成天线罩又是一个挑战。
在试模的过程中,天线罩生产不是很顺畅,花了两个星期才完成初样。样品一到手,张博就把半圆形的天线罩放在地上,直接踩踏上去,天线罩瞬间被碾平,起身后立马回弹,天线罩没有任何损坏。大家很是振奋。测试部针对样品进行了大量专业试验,却发现在低温冲击试验时存在问题,还需要改善加工工艺。张博和黎工专门跑到厂家现常厂家的李博士反馈说,大量产品有凹凸、暗线和填充不足的问题。张博和黎工马上在现场进行了分析,确定了冷却、退火、修模等一系列措施,并驻守在机器旁落实改进,一直盯着模具出口处,希望天线罩能顺利挤出。令人兴奋的是,外观良好尺寸合格的轻质新型天线罩正如大家期盼的效果一样呈现出来。经过一周持续挤出验证,可
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