钛合金,作为一种优质轻型金属结构材料,不仅密度小,比强度、比断裂韧性高,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好,更具有优异的耐腐蚀性与生物兼容性。与不锈钢与铝合金相比,钛合金可以更好地兼顾3C产品对轻量化与高耐用性的双重需求,成为智能手机、智能穿戴设备、笔记本电脑等3C消费终端用材料新选择。

在手机领域,钛合金主要用于手机中框、折叠屏铰链组件屏幕支撑板、摄像头模组边框及USB-C 端口等部件。在智能穿戴领域,钛合金主要应用于智能手表表壳/表带、智能眼镜镜架/铰链、智能戒指机身、TWS机身等。在笔记本电脑领域,钛合金可用于笔电转轴、壳体结构件等。


△ 三星超薄旗舰 Galaxy S25 Edge 手机边框采用钛金属铸造


Apple Watch Series 11,展示全面屏、原色钛金属表壳、圆角设计、数码表冠、麦克风小孔、齐平的侧边按钮;表壳与金属原色米兰尼斯表带齐平连接,展示抛光不锈钢织网和交叠的磁性搭扣。
△ 抛光航空级钛金属搭配耐用的蓝宝石玻璃表镜的Apple Watch Series 11
△ 联想 ThinkPad X1 Titanium A面采用了钛与碳纤维的复合材质


2023年以来,苹果、三星、华为、小米、荣耀、OPPO、VIVO等3C消费电子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,带动钛合金在3C领域的加速渗透。


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 S25 Ultra 采用的坚固的钛金属边框


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△ Xiaomi 14 Pro 钛金属特别版中框采用钛铝复合材料通过弯折和CNC加工而成


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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,钛合金3D 打印技术已经实现了手机领域的规模化应用。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;OPPO Find N5折叠屏手机铰链翼板及外转轴中框均采用3D打印钛合金,在实现铰链超薄与小型化的同时,提升整体强度;iPhone Air 的USB-C 端口采用钛金属 3D 打印工艺,厚度降低、强度提升,契合纤薄设计,且用料比传统制造工艺减少 33%。


△  荣耀Magic V2铰链的轴盖部分首次采用钛合金3D打印工艺,图源荣耀官网

△ OPPO Find N5折叠屏手机铰链翼板及外转轴中框均采用3D打印钛合金


苹果iPhone Air 超薄设计的秘密武器:3D 打印钛金属USB-C 接口
△ iPhone Air 的钛金属 USB-C 端口采用 3D 打印工艺

此外,在智能穿戴领域,苹果最新发布的智能手表钛合金表壳也创新性的 3D 打印工艺制造,相比前代可节省 50% 的原材料。


Apple Watch Ultra 3 的最新表带系列。△ Apple Watch Ultra 3 表壳采用100% 再生钛3D打印工艺制造


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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。


Xiaomi 14 Pro 钛金属特别版中框采用MIM与CNC混合成型


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。


注:资料来源网络,艾邦智造编辑整理


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一、会议议题(拟定)

序号
议题
1
全球智能手机高端市场分化与新兴市场潜力挖掘
2
玻纤板后盖创新装饰工艺——OMR
3
复合材料后盖PUR工艺及关键设备
4
玻纤后盖一体成型IMRD工艺介绍
5
OMR工艺膜片/胶水/基膜/设备解决方案
6
手机玻璃/玻纤板后盖纹理解决方案/表面处理技术
7
金属中框材质对决:钛合金与铝合金的回归与演进
8
至轻至强——特种纤维(芳纶/PBO等)在消费电子领域的应用探索
9
折叠“无痕”:UTG超薄柔性盖板的演进之路
10
下一代铰链技术的轻量化、薄型化与高可靠性设计
11
多折态折叠屏的显示模组技术与结构挑战
12
3D打印技术及其在消费电子领域的规模化应用
13
创新镀膜工艺及其在3C领域的应用
14
微弧氧化工艺及其在手机等3C产品上的创新应用
15
新型合金材料——液态金属及其在折叠屏手机上的应用机遇
16
动态美学与交互式后盖的实现路径(光/温感变色、柔性光纤技术等)
17
AI时代下的手机散热解决方案创新
18
生物基材料在手机设计中的商业化实践
19
……

多创新主题演讲意向,请联系周小姐:18320865613(同微信)

二、报名方式


报名方式1:加微信并发名片报名


参会、各类赞助请联系:

艾果果13312917301(同微信)

ab008@aibang.com;

注意:每位参会者均需要提供信息;


议题演讲请联系:

Mickey 18320865613(同微信)

ab035@aibang.com;


方式2:在线登记报名;
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作者 li, hailan