钛合金凭借高强度、耐腐蚀、轻量化、质感佳等特性,有助提升智能消费电子的外观设计及降低机身重量,成为3C消费终端材料的新选择。除了近期苹果发布的iPhone 16 Pro、Apple Watch Series 10,据爆料,即将发布的小米15 Pro、华为Mate 70系列也将采用钛合金材料。
采用钛金属机身的 iPhone 16 Pro官方图片
苹果、三星、小米、荣耀等头部厂商积极推出钛合金材质旗舰产品,引领了消费电子行业应用钛金属材料的热潮,有望带动钛合金在更多机型和品类上的渗透应用。
目前,3C消费电子钛合金结构件加工主要采用CNC加工、3D打印和MIM(金属粉末注射成型)等工艺,为实现复杂结构件的精准制造提供了多种选择。
1 CNC加工
CNC加工是一种通过计算机控制机床进行加工的技术,适用于各种金属和非金属材料的加工,涵盖切削(如铣削、车削等)和磨削等,具有高精度、高效率、工件表面质量好和适用于各种复杂结构的优点。
但是由于钛合金强度高、热导率低等特性,存在切削加工困难、加工效率低、刀具磨损严重等问题,因此制作成本较高。不过,随着CNC 切削磨削成型加工良率不断提升,成本持续下降,CNC加工工艺成熟且精度高,仍然是当前钛合金主流加工方式。
三星Galaxy S24 Ultra
2 3D打印
3D打印技术又称增材制造技术(AM),是一种快速成型技术,通过软件分层离散和数控成型系统,再通过逐层打印的方式来构造物体的技术,具备定制化、低损耗、精密制造、复杂轻量化等优势。
与传统的铸造工艺相比,3D 打印的最大优势在于可以从原料直接自由制造复杂零件的能力,无需涉及诸如挤压、锻造、铸造和二次加工等传统制造方法即可获得所需的形状,且原料的利用率近 100%。3D打印技术以缩短交期、降低成本、成形复杂结构零件为目的,在钛合金铸件生产过程中具有显著技术优势。
不过,在大部分情况下,在生产复杂结构的产品时,3D打印往往需要结合 CNC工艺来达到最终产品的精度要求。
目前折叠屏手机已开始逐步导入钛合金3D 打印技术,例如荣耀 Magic V2 中开始应用 3D 打印制造轴盖,是第一次手机开始大规模使用 3D 打印制造钛合金材料。
荣耀Magic V2首次将钛合金D打印应用于手机行业
而除了荣耀外,有报道苹果正在也尝试将3D打印技术引入其智能手表的加工。
3 MIM(金属粉末注射成型)
MIM(金属粉末注射成形)是一种近净成形技术,通过选取符合 MIM 要求的金属粉末和粘结剂,在一定温度下采用适当方法将粉末和粘结剂混合成均匀的注射成型喂料、经制粒后在注射成型机上注射成型,获得的生坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。
MIM加工原材料利用率高,成型精度高,生产效率高,适合大批量的快速生产复杂结构的产品。
小米14 Ultra钛金属特别版采用了更为坚固、强度更高的 TC-4 钛合金,屈服强度高达 900MPa,传统的机械加工方式难度大,因此采用采用MIM工艺加工,再经过后期的 CNC 加工和表面处理之后,便形成了小米 14 Ultra 钛金属特别版的中框。 小米14 Ultra钛金属特别版
综上来说,CNC加工、3D打印和MIM等工艺在制造3C钛合金结构件中各具特点,为钛合金结构件的精准制造和轻量化设计提供了多种选择。但当前钛合金 3D 打印及 CNC 加工成本较高,未来需要进一步提升 CNC 加工良率或降低 3D 打印成本,以加速钛合金在消费电子领域应用的渗透。
随着市场需求的多样化以及消费者对手机性能与美观的日益追求,智能手机形态在不断演化,结构件材质与工艺成为行业创新重点。
(来源:艾邦智造)
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