5G建設升級，基站建設數量提升，射頻器件價值提升，同時也給產業鏈帶來新的機遇和挑戰。5G基站引入Massive MIMO技術，同時天線無源部分將與RRU合為AAU，都對5G時代天線的體積及重量提出了更高的設計要求。無線基站集成度越來越高，外殼壓鑄件尺寸隨之增大，設備越來越重，給設備安裝、運輸帶來了困難。沃達豐和中國移動等國內外運營商對無線基站提出高導熱、輕量化、低成本的明確指標要求，重量必須小于15公斤。

鋁合金壓鑄件作為無線基站關鍵結構件，為基站內部的電子元器件及電路板固定提供基礎，其重量占設備總重的50%～60%，是基站減重的主要零部件；同事鋁合金壓鑄件是無線基站內部器件散熱的主要路徑，是保障基站散熱效果的主要散熱組件。

壓鑄由于高速、高效而且精度高的優勢在基站結構件上的加工上展現其優勢，據了解很多采用沖壓加工的配件也在逐漸采用壓鑄加工，甚至于基于4G/5G基站結構件輕量化、高導熱需求，半固態壓鑄成型也已在基站結構件上實現批量量產。

圖 潤星泰開發的薄壁散熱殼體

半固態金屬成型是一種針對固、液混合態的金屬漿料成型加工的工藝方法的總稱，是介乎鑄造和鍛造之間的一種工藝過程。我國對鋁合金半固態成型的研究主要集中在北京有色金屬研究院、北京科技大學等有軍工背景的單位，但目前仍處小批量試制狀態，未規模應用。

北京科技大學在半固態流變壓鑄方面屬于領先的地位，是國內最先研究半固態技術的高校之一，已研究了多種漿料制備方法和裝置，并得到國家發明專利授權。部分裝置已在壓鑄機上小批量的應用，效果不錯。為促進金屬加工企業上下游交流對接，在8月27~29日，艾邦將在東莞厚街舉辦第三屆5G加工產業鏈展覽會，并且還將有多場5G金屬加工論壇，想了解很多關于5G金屬加工的市場情況，歡迎相關企業參展或參觀；

由于通信設備對精密結構件的高導熱、輕量化需求趨勢，中興通訊通過與珠海潤星泰合作研發，其半固態壓鑄已在中興通訊4G無線基站設備ZXSDR R8972E和ZXSDR R8862A上規模應用。以下是對半固態壓鑄技術在基站殼體結構件上的應用介紹，以供參考；

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半固態壓鑄技術的介紹

以下是中興與珠海潤星泰就ZXSDR R8972E新型的緊湊型TD-LTE兩路遠程無線電單元（RRU）外殼采用半固態壓鑄技術的一個應用優勢分析。

材料及產品性能指標

在滿足產品對壓鑄件強度的條件下，在鋁基合金中減少Si含量，適當降低抗拉強度，顯著提高合金材料導熱系數，同時通過試驗調整合金中Cu、Mg、Ni、Fe、Mn、Zn等微量元素，研制出半固態用高導熱鋁合金材料ALSi8，經過測試，具有良好的綜合性能，其導熱系數超過140W/m.K，比常用壓鑄材料ADC12導熱系數約92W/m.K和YL102導熱系數約121W/m.K分別提高57.6%，19.8%。

半固態漿料的制備

采用“金屬半固態漿料的制漿及送料一體化設備”等自有專利技術，使批量生產過程中研發的第二代半固態制漿送料一體化設備可以連續制備半固態漿料，每一個壓鑄循環（60～120s）可制備8～10KG半固態漿料。

采用半固態制漿及送料一體化技術，提高了制漿效率及縮短了漿料送料時間，精確控制漿料的溫度，確保向壓鑄機內注入的球狀晶粒固體含量恒定的半固態漿料，以保證壓鑄作業的效率和壓鑄件的質量。半固態制漿設備每個壓鑄循環（節拍為60～120秒）能產生8Kg以上半固態漿料用于連續壓鑄生產。

表1 材料關鍵性能指標要求（制備的半固態漿料在零件形成后應滿足以下要求）

性能指標

晶粒大小非枝晶晶粒

平均晶粒尺寸≤50um

密度≤2.75 g/cm3

抗拉強度≥160MPa

斷后延伸率≥3%

導熱系數≥140W/（m﹒K）

結構特征

殼體散熱齒厚高比不大于1：20（齒頂厚度不超過1mm，拔模斜度1°），散熱齒減薄（齒頂1.0mm、脫模角度1度）、基板壁厚減薄至1.8±0.1mm）。

類別設計前設計后

基板壁厚2.8mm1.8±0.1mm

散熱齒頂厚度1.6mm1.0mm

拔模斜度1.5°1°

散熱能力20.4W/L24.2W/L

殼體散熱齒厚高比不大于1：20（齒頂厚度不超過1mm，拔模斜度1°）。同時，壓鑄件結構設計采用熱管技術，提高幅度達到18.6%。

模具設計與壓鑄工藝

模具通過對流道系統、排氣系統、冷卻系統的研發及設計，確保半固態漿料通過大流道順序填充模具型腔。采用模溫機控制技術，有效實現對模溫的均衡調節，保證半固態漿料中的球狀晶粒組織的含量恒定，使壓鑄件內部組織致密及鑄件的熱變形小；壓鑄工藝采用雙重增壓的壓鑄技術，通過伺服控制系統精確調控壓射時間和壓力，確保半固態壓鑄件的質量。

半固態壓鑄技術在重量及成本上的優化

1）材料成本：ZXSDR R8972E殼體重量由3.4Kg減輕到2.5Kg，濾波器零件2.6Kg減輕到1.4Kg；與液態壓鑄件相比，零件減重幅度26%～46%，節約材料。

2）模具成本：半固態漿料的溫度為600°C，充型時對壓鑄模具的熱應力小，大大降低模具的熱疲勞，模具壽命可以提高50%以上，減少產品的模具費用。

3）機加成本：零件變形小，尺寸精度高，毛坯平面度由0.5減小到0.3以內，免機加工（螺紋孔除外），降低產品的加工成本。

半固態壓鑄的優勢

1）采用半固態壓鑄技術，制漿與壓鑄機一體化，質量穩定，生產效率高，實現了無線基站殼體輕量化、低成本。

2）采用新的合金成分配比，合金材料導熱率達到147W/m﹒K，提高合金無線基站導熱性能，降低設備溫度。

3） 相對普通壓鑄產品，半固態鑄件的尺寸精度高，延長模具使用壽命。

半固態成型技術生產的壓鑄件具有內部組織致密，熱變形小的特點，可生產薄壁殼體零件。目前半固態技術在散熱殼體類、濾波器類薄壁腔體壓鑄件上已得到應用，對無線基站減重和散熱具有十分重要的意義。據了解，今年全國計劃投建50萬個基站，到明年預計200萬個，在未來3到5年將全國覆蓋，在基站的加速落地下將給金屬加工行業帶來新的一波發展機遇，目前很多壓鑄加工、設備廠家已陸續接單。

本文來源：珠海潤星泰的無線基站殼體用高導熱鋁合金半固態壓鑄件開發及應用

5G基站加速落地，工信部透露2020全年將新建50萬個5G基站，為保證后續的各種5G設備的信號傳輸工作，除了5G非金屬材料， 精密金屬結構件也將迎來新一波需求高峰，歡迎5G終端，基站等通訊設備制造商，半固態壓鑄、吹脹板、液態金屬、粉末冶金等金屬加工，模具，壓鑄機、注射機、CNC、精雕機，鋅/鋁/鎂合金、不銹鋼等材料廠商加入一起交流。
責任編輯:pj