Титановые сплавы, как высококачественный легкий металлический конструкционный материал, обладают не только низкой плотностью, высокой удельной прочностью и удельной ударной вязкостью, хорошей усталостной прочностью и сопротивлением распространению трещин, но и отличной коррозионной стойкостью и биосовместимостью. По сравнению с нержавеющей сталью и алюминиевыми сплавами, титановые сплавы лучше отвечают двойным требованиям к легкости и высокой долговечности в 3C-продуктах, что делает их новым выбором материала для 3C-потребительских терминалов, таких как смартфоны, умные носимые устройства и ноутбуки.
В индустрии мобильных телефонов титановые сплавы в основном используются в таких компонентах, как средняя рама, опорная пластина экрана шарнирных компонентов складного экрана, ободки модуля камеры и порты USB-C. В индустрии умных носимых устройств титановые сплавы в основном используются в корпусах/ремешках умных часов, оправах/шарнирах умных очков, корпусах умных колец и корпусах TWS (True Wireless Stereo). В индустрии ноутбуков титановые сплавы могут использоваться в шарнирах ноутбуков и конструкционных компонентах корпуса.
△ Samsung Galaxy S25 Edge, ультратонкий флагманский телефон, оснащен титановой литой рамой.
△ Apple Watch Series 11 оснащены полированным титаном аэрокосмического класса с прочным сапфировым стеклом.
△ В модели Lenovo ThinkPad X1 Titanium на стороне А используется композитный материал из титана и углеродного волокна.
С 2023 года ведущие производители 3C-потребительской электроники, такие как Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Honor, OPPO и VIVO, активно выпускают флагманские продукты из титановых сплавов, возглавляя тенденцию применения титановых материалов в индустрии потребительской электроники и ускоряя проникновение титановых сплавов в 3C-сегмент.
В настоящее время при обработке конструкционных компонентов из титановых сплавов для 3C-потребительской электроники в основном используются процессы механической обработки с ЧПУ, 3D-печати и MIM (литье под давлением металлического порошка), что обеспечивает множество вариантов для точного изготовления сложных конструкционных компонентов.
1. Механическая обработка с ЧПУ
Механическая обработка с ЧПУ — это технология, использующая станки с числовым программным управлением для обработки. Она подходит для обработки различных металлических и неметаллических материалов, включая резку (например, фрезерование и токарную обработку) и шлифование. Она обладает такими преимуществами, как высокая точность, высокая эффективность, хорошее качество поверхности заготовки и применимость к различным сложным конструкциям.
Однако из-за высокой прочности и низкой теплопроводности титановых сплавов обработка затруднена, что приводит к низкой эффективности и сильному износу инструмента, а следовательно, к более высоким производственным затратам. Тем не менее, благодаря постоянному совершенствованию производительности резки и шлифования с ЧПУ и устойчивому снижению затрат, технология механической обработки с ЧПУ стала зрелой и обеспечивает высокую точность, оставаясь основным методом обработки титановых сплавов.
△ Samsung Galaxy S25 Ultra оснащен прочной титановой рамой.
2. 3D-печать
3D-печать, также известная как аддитивное производство (AM), является технологией быстрого прототипирования. Она создает объекты путем дискретизации слоев с помощью программного обеспечения и системы формирования с ЧПУ, а затем печатает слой за слоем. Она обладает такими преимуществами, как индивидуализация, низкий уровень отходов, точное производство и снижение веса сложных компонентов.
По сравнению с традиционными процессами литья, самое большое преимущество 3D-печати заключается в ее способности напрямую и свободно изготавливать сложные детали из сырья, без использования традиционных методов производства, таких как экструзия, ковка, литье и вторичная обработка. Она достигает желаемой формы с использованием материала почти на 100%. Технология 3D-печати направлена на сокращение сроков поставки, снижение затрат и формирование сложных конструкционных деталей, и она имеет значительные технологические преимущества в производстве отливок из титановых сплавов.
Однако в большинстве случаев при производстве сложных изделий 3D-печать часто необходимо комбинировать с механической обработкой с ЧПУ для достижения требуемой точности конечного продукта.
В настоящее время технология 3D-печати титановыми сплавами достигла крупномасштабного применения в индустрии мобильных телефонов. Например, Honor Magic V2 начал использовать 3D-печать для изготовления крышки шарнира, что стало первым случаем крупномасштабного использования титановых сплавов в мобильных телефонах. Пластина шарнира и внешняя рама шарнира складного телефона OPPO Find N5 используют титановый сплав, напечатанный на 3D-принтере, что позволяет добиться ультратонких и миниатюрных шарниров при одновременном повышении общей прочности. Порт USB-C iPhone Air использует технологию 3D-печати титаном, уменьшая толщину и увеличивая прочность для соответствия тонкому дизайну, при этом используя на 33% меньше материала, чем традиционные производственные процессы.
△ Крышка шарнира Honor Magic V2 является первой, в которой используется технология 3D-печати титановым сплавом.
△ Титановый порт USB-C iPhone Air использует технологию 3D-печати.
Кроме того, в области умных носимых устройств корпус новейших умных часов Apple из титанового сплава также инновационно изготавливается с использованием технологии 3D-печати, что позволяет сэкономить 50% сырья по сравнению с предыдущей моделью.
△ Корпус Apple Watch Ultra 3 изготавливается с использованием технологии 3D-печати из 100% переработанного титана.
3. MIM (литье под давлением металлического порошка)
MIM (литье под давлением металлического порошка) — это технология формования близкая к конечной форме. Она включает в себя выбор металлического порошка и связующего, соответствующих требованиям MIM, смешивание их в однородную литьевую массу при определенной температуре с использованием соответствующих методов, гранулирование массы и последующее впрыскивание ее в форму. Полученное зеленое тело обезжиривается и спекается для уплотнения, становясь конечным продуктом.
Обработка MIM обеспечивает высокое использование сырья, высокую точность формования и высокую эффективность производства, что делает ее подходящей для крупномасштабного быстрого производства сложных конструкций.
Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Edition использует более прочный и надежный титановый сплав TC-4 с пределом текучести до 900 МПа. Традиционные методы обработки трудно применимы, поэтому используется обработка MIM. После последующей механической обработки с ЧПУ и обработки поверхности формируется средняя рама Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Edition.
△ Средняя рама Xiaomi 14 Pro Titanium Special Edition использует гибридный процесс формования MIM и ЧПУ.
Таким образом, механическая обработка с ЧПУ, 3D-печать и MIM имеют свои уникальные характеристики в производстве конструкционных компонентов из титановых сплавов для 3C-продуктов, предоставляя множество вариантов для точного производства и легкого дизайна.
Если у вас есть какие-либо проекты, связанные с титановыми сплавами, пожалуйста, свяжитесь с нами через Whatsapp: +86 17688040890
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
