从2D、2.5D到如今的3D，玻璃材质在不断进化；从传统切割机到高速多线切割机，从仿形磨边机到全自动精雕机，加工设备也在不断升级。

一、3D玻璃市场大

OLED屏的推动

OLED 屏所具有的柔性、可弯曲的特点，需要配合3D玻璃贴合显现优势。随着OLED技术成熟以及多家手机厂商的应用，3D玻璃也将迎来市场大爆发。

3D玻璃逐渐成为中高端手机的标配

无线充电技术的需要


索尼、诺基亚、谷歌、摩托罗拉、三星的无线充电方案

而金属具有的电磁屏蔽特性，电磁波无法很好地通过金属机壳，能量损耗大，不适宜无线充电技术的应用，非金属材料的3D玻璃就成了最佳的选择。

颜值更高

金属外壳有电磁屏蔽，从而影响4G手机的通信信号，因此需要将金属外壳分割为多段，才能保证通信质量。这对于越来越注重“颜值”的智能手机市场而言，限制了品牌厂商塑造差异化外观的空间。而玻璃材质就可以很好的避免这个问题。


金属机壳与玻璃背板对比

成本优势大

玻璃相较于其他手机背板材料，还具有较大的成本优势，且制造工艺逐渐成熟，成品率也不断提升。

手机背板四种材料（玻璃、陶瓷、塑料、金属）成本对比

二、3D玻璃加工设备概况

技术革新带动设备更新

3D玻璃生产工艺相较2D、2.5D玻璃有四大难点，曲面成型、曲面抛光、曲面印刷、曲面贴合。


3D曲面玻璃生产过程中的四大工艺挑战


2D、2.5D、3D 玻璃生产工艺区别

近年来，随着技术的革新加工设备也在不断的升级，如高速多线切割机替代传统切割设备，精雕机替代传统的仿形磨边机，双面铜盘研磨机、3D抛光机、高速抛光机成为迫切需求的研磨（抛光）机专用设备。


3D曲面玻璃生产工艺环节设备及操作解析

热弯机：机台设计和石墨模具是重点

热弯机技术难点6成在机台、3成在热弯模具、1成在机器参数。


热弯工艺流程

机台设计决定整机质量。以11站的设备为例，1-4站是预热站，对置入的玻璃进行温度加温，前4站保证平整度在5条之内；中间3站是成型站，热弯已经结束，玻璃已经压成曲面玻璃，成型站保证平整度在4条之内；后面4站就是冷却站，保证平整度在5条之内。如果平整度相差过高，做出来的玻璃会出现不对称、弯曲、变形等问题。


采用不同工作站数量的热弯机

石墨模具影响3D玻璃表面光洁度和弧度。相比金属材料在高温下变形大、易变软，石墨具有耐高温、硬度高、导电性好、防辐射、耐腐蚀、成本低的特性。因此玻璃热弯模具使用石墨材料来制作，可以保证最大的精密程度。石墨模具作为重要耗材，使用寿命直接影响热弯机成本。


热弯机采用石墨模具替代金属材质模具

精雕机：智能化和柔性化

从传统的玻璃精雕机到CCD视觉定位玻璃精雕机、多主轴精雕机再到全自动化精雕机，玻璃精雕机也经历了不断进化升级的过程。


精雕机发展进程

传统的玻璃精雕机适合对手机、平板电脑等触控产品的玻璃面板进行钻孔、开槽和精修外边加工。轴数越多，加工效率越高，包括单轴、双轴、六轴产品。


传统的玻璃精雕机包括单轴、双轴、六轴产品

CCD 视觉定位玻璃精雕机将视觉技术与加工技术结合，具有精度高、速度快、效率高、无沙边、无崩边等特点，适合高品质的one-glass（OGS）产品的玻璃面板加工。

全自动玻璃精雕机安装全自动上下料装置（机械手，即直角坐标机器人），可节省大量的人力物力，一人可执机10台-20台；中心定位附加工装夹具，确保玻璃定位准确；刀具寿命报警提示，防止刀具磨损而造成玻璃加工不良品产生；加工巡检报警提示，可设置任何时间提示检验加工产品。

曲面抛光机：国产化替代趋势强烈

3D玻璃的外形复杂，加工工艺要求较高，而进口的3D玻璃抛光机设备价格昂贵、交货周期长、设备维修不方便。在经过数年的研制后，国内针对3D盖板玻璃加工的曲面抛光机已趋于成熟，良率可达到90%以上。

三、3D玻璃加工设备市场空间分析

3D玻璃盖板年需求量预测

智能终端需求量决定3D曲面玻璃的市场空间，其中智能手机是最大应用领域。

智能手机两大阵营中，安卓系的三星、华为、Vivo、OPPO、小米等都已经推出3D 玻璃盖板的手机型号。市场预计苹果将为iPhone8配备3D玻璃盖板与后盖。


目前已使用/计划使用3D玻璃盖板的智能手机型号

据相关机构预测，2020年3D玻璃盖板年需求量为6-14亿片，渗透率为23%-54%。



2016-2020年3D玻璃盖板需求量和渗透率变化情况

同时，国内玻璃盖板厂商也不断加码3D玻璃产能投资，2017年行业产能预计为1.3亿片左右。

国内主要加工厂商开始投资3D玻璃生产线

热弯机市场预测

根据产业调研数据，目前单台热弯机单片加工时间约为90秒，良品率40%左右。为了应对未来几年3D玻璃批量化生产要求，厂商的研发目标是将单片玻璃的热弯加工时间缩短至40秒，良品率提升至90%。分别以40、70、90秒的加工时间以及90%良品率的假设进行测算，到2020年，满足下游需求的热弯机数量约为2100-4700台，对应市场空间约为21-47亿元。



2016-2020年热弯机新增数量及累计数量预测（台）（附：左轴为累计数量，右轴为新增数量）

精雕机市场预测

产业调研数据显示，2D加工时间2-3分钟，2.5D加工时间5分钟，3D加工时间3分钟；精雕机一般为双头，一次出2片，良率可以达到95-98%。目前精雕机行业保有量约10万台，未来需求主要是自动化设备升级。预计到2020年，用于Amotech 3D玻璃加工的精雕机累计需求约为1.5万台左右，对应市场空间约为29亿元左右。


2016-2020年用于3D玻璃加工的精雕机累计数量（台）和市场空间（亿元）

2016-2021年3D热弯机、玻璃精雕机、3D抛光机价格变化趋势（万元）