3D-geprinte behuizing van titanium! Het nieuwe proces van Apple is verbazingwekkend: het verandert niet alleen het horloge.

Zonder dat velen het weten, heeft Apple nog iets groots gedaan.

Een tijdje geleden heeft Apple proactief "onthuld" dat het een nieuw "titanium print" -proces gebruikte in zijn producten met titanium frames, zoals de Apple Watch Ultra 3, en bracht zelfs een speciale promotievideo uit voor dit proces, die lange tijd niet meer te zien was.

Afgaande op het ‘directe effect’ van deze publiciteit lijkt deze procesupgrade een beetje ‘onbevredigend’. De meeste Apple Watch Ultra-gebruikers zijn zich er immers niet van bewust dat Apple een nieuw productieproces heeft ingevoerd, en het is zelfs nog moeilijker om de ‘technische optimalisatie’ waar te nemen die door de procesupgrade wordt veroorzaakt.

Volgens Xiaolei benadrukt dit soort procesinnovatie, die "moeilijk is voor gebruikers om het verschil te ontdekken", echter alleen maar het succes van het titaniumprintproces van Apple - waarbij dezelfde productprestaties worden bereikt tegen lagere kosten, waardoor de opbrengst aanzienlijk wordt verbeterd en de verspilling van grondstoffen aanzienlijk wordt verminderd.

Wat is er zo speciaal aan dit titaniumproductieproces, genaamd ‘3D-printen’?

Er zijn aanzienlijke verschillen met de gangbare 3D-printtechnologieën op de markt

Als het door Apple gepropageerde ‘titaniumprinten’ in het hele 3D-printtechnologiesysteem wordt geplaatst, hoewel het tot de categorie van additive manufacturing behoort, is het in geen geval hetzelfde soort proces als het door het publiek erkende 3D-printen en de technologie die daadwerkelijk door Apple wordt gebruikt.

Doorgaans worden de reguliere 3D-printtechnologieën onderverdeeld in hotmelt-extrusie (FDM) en lichtuithardingsgieten (SLA). Het verschil tussen de twee ligt voor de hand: de eerste gebruikt opgerolde "plastic" draden (zoals PLA) als verbruiksartikelen, en het materiaal wordt uitgehard door het "verwarmen-koelen"-proces; de laatste gebruikt een speciale lichtgevoelige harsoplossing om op vaste punten uit te harden met een specifieke golflengte van licht (meestal ultraviolette stralen) om het model laag voor laag op te bouwen.

De voordelen van lichtuitharding (SLA) ten opzichte van FDM-technologie zijn prominent aanwezig: het detailbehoud van het gegoten model overtreft dat van het FDM-proces ruimschoots. Hoe dicht het licht{1}}uitgeharde model ook lijkt op de metaaltextuur, het is nog steeds een polymeerstructuur met inherente gebreken op het gebied van sterkte, hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid. Deze technologie is alleen geschikt voor stylingtests en montageverificatie, en kan niet worden gebruikt bij de vervaardiging van daadwerkelijke producten zoals mobiele telefoons en horlogekasten.

Over Apple gesproken, het lasermetaalsmeltproces (SLM) dat dit keer wordt toegepast, lijkt op de lichtuithardingstechnologie, maar de kerntechnologie is fundamenteel anders:
 

In de kern maakt het lasermetaalsmeltproces gebruik van laserenergie om metaalpoeders te smelten en deze laag voor laag vorm te geven. Vergeleken met de SLA-technologie is de grondstof van SLM geen harsvloeistof, maar titaniumpoeder met een diameter van slechts tientallen microns. De energiebron is niet ultraviolet, maar meerdere hoogenergetische lasers; Het eindproduct is geen kunststof model, maar een metalen structuur die vervolgens kan worden bewerkt.

Volgens Apple controleert het bedrijf strikt de diameter van de grondstoffen van titaniumpoeder om ervoor te zorgen dat de dikte van elke laag tijdens het printen nauwkeurig wordt gecontroleerd op 60 micron; Tegelijkertijd wordt de methode van synchroon printen met meerdere laserarrays gebruikt om de titaniumpoedergrondstoffen in staat te stellen een continue en dichte metaalstructuurstructuur te vormen.

Het ‘printen’ van metaaladditieve productie is echter slechts het startpunt. Er zijn nog steeds een kleine hoeveelheid poriën en spanningen in de gedrukte titanium structurele onderdelen, die moeten worden verdicht door heet isostatisch persen om de interne structuur dicht bij het niveau van smeedstukken te brengen. Het oppervlak is ook moeilijk in één keer te vormen en moet afhankelijk zijn van daaropvolgende CNC-afwerkings- en polijstprocessen.
 

Kan het lasermetaalsmeltproces echt het tijdperk van "titanium" openen?

Vanuit het perspectief van de technologische ontwikkelingen van Apple is het lasersmeltproces van metaal geen 'kant-en-klare---gebruikstechnologie' en moeten de gevormde titanium structurele onderdelen nog steeds meerdere processen ondergaan, zoals heet isostatisch persen, CNC-afwerking en polijsten. Waarom heeft Apple er dan toch voor gekozen om het direct in productie te nemen, aangezien het proces zo complex is? (Volgens Apple worden alle Apple Watch Ultra 3- en titanium S11-hoesjes dit jaar vervaardigd met behulp van een 3D-printproces.)
De reden is simpel: het lasersmeltproces van metaal kan de materiaalverspilling in het productieproces aanzienlijk verminderen en tegelijkertijd de opbrengst verhogen.
Traditionele titaniumbewerking is afhankelijk van smeedvormen en moet worden gesneden uit een knuppel die veel groter is dan het eindproduct. Titanium zelf is moeilijk te snijden en heeft een slechte thermische geleidbaarheid, en zodra de structuur complex is, zal de opbrengst van de verwerking "duiken". De reden waarom digitale producten die titanium gebruiken zo duur zijn, is dat de onbeheersbare verwerkingskosten het grootste deel uitmaken.

Lasermetaalsmelttechnologie overwint de beperkingen van traditionele metaalverwerking: het elimineert de tussenliggende vormingsstappen van traditionele processen, voltooit het grootste deel van de volumevorming tijdens de printfase, waardoor het materiaalgebruik aanzienlijk wordt verbeterd. Volgens door Apple vrijgegeven gegevens kan deze technologie 50% van de grondstoffen besparen,-wat overeenkomt met 'het produceren van twee horloges met het materiaal waarmee er één is gemaakt'. Apple schat dat dit nieuwe proces alleen al dit jaar meer dan 400 ton titaniumgrondstoffen heeft bespaard.

 

Naast het besparen van grondstoffen kan de lasermetaalsmelttechnologie ook de opbrengst van titaniumonderdelen aanzienlijk verbeteren. Omdat de hoofdstructuur al in de printfase is gevormd, hoeft de daaropvolgende CNC-bewerking zich alleen te concentreren op precisie en oppervlaktekwaliteit en hoeft er niet langer sprake te zijn van grootschalige materiaalverwijderingstaken-, waardoor de verwerkingsrisico's aanzienlijk worden verminderd.

Bovendien brengt lasermetaalsmelttechnologie een mate van vrijheid in het productontwerp met zich mee die moeilijk te bereiken is met traditionele processen.

De door Apple benadrukte Apple Watch Ultra 3 bijvoorbeeld, met zijn complexe gebogen oppervlakken die voor grote uitdagingen staan ​​in CNC-bewerkingssystemen, vereist soms zelfs meerdere gereedschapswisselingen; Het miniatuurformaat van de smartwatch beperkt ook het interne bewerkingstraject en vereist soms speciaal speciaal gereedschap op maat. De introductie van lasermetaalsmelttechnologie heeft echter de ketenen van het ontwerp op technisch niveau doorbroken, waardoor speciale constructies mogelijk zijn die niet kunnen worden gerealiseerd vanwege verwerkingsnauwkeurigheid en kostenproblemen.

Daarom is Lei Technology van mening dat als de Chinese smartphone-industrie het ‘titaniumtijdperk’ van Apple op het gebied van materialen echt wil volgen, in plaats van alleen maar vast te houden aan de ‘titanium’-oppervlaktebehandeling, zij lasermetaalsmelt- of lasersinterprocessen moet introduceren om dit nieuwe materiaal op een nieuwe manier te behandelen.

Kunnen binnenlandse mobiele telefoons het lasersmeltproces van metaal gebruiken?

Maar de vraag rijst ook: waarom hebben binnenlandse mobiele telefoonmerken niet eerder gevolg gegeven, aangezien dit het belangrijkste proces van het "titaniumtijdperk" is?
Als je wilt zeggen of binnenlandse merken de mogelijkheid hebben om lasermetaalsmeltprocessen uit te voeren, is het antwoord natuurlijk ja. Uiteindelijk is het lasermetaalsmeltproces ook een soort additieve productie van metaal, en de binnenlandse keten van de additieve productie-industrie is uiterst compleet: van apparatuur voor het vernevelen van titaniumpoeder tot een laservormmachine voor het smelten van metaal, tot de daaropvolgende vijf--assige CNC en automatische inspectie, de hele verwerkingslink heeft de mogelijkheid om op grote schaal te produceren. Met andere woorden, binnenlandse fabrikanten hebben de "industriële basis" om middenframes van lasergesmolten titanium te maken, en er is geen technische drempel.

 

De concurrentie om hulpbronnen binnen Android-vlaggenschiptelefoons is hevig, waarbij kernmodules zoals beeldverwerkingssystemen, scharnierstructuren en snel opladen van de batterij allemaal strijden om beperkte budgetten. Vergeleken met upgrades die de gebruikerservaring direct verbeteren, is het potentieel voor waardeverbetering bij frames van titaniumlegering relatief beperkt. Hoewel lasermetaalsmelttechnologie kan worden gebruikt om titaniumframes en belangrijke componenten zoals opvouwbare schermscharnieren te produceren, blijft het productievolume van scharniercomponenten verwaarloosbaar in termen van het afschrijven van de kosten van dit proces.

Er moet echter worden benadrukt dat voor binnenlandse merken van mobiele telefoons die de high{0}}markt willen penetreren, lasermetaalsmelttechnologie een belangrijk ontwikkelingsgebied blijft. Dit proces doorbreekt de beperkingen van traditioneel smeden en CNC-bewerkingen en biedt een grotere veelzijdigheid. Het kan worden toegepast op kleine onderdelen zoals horlogekasten en sierringen voor lenzen, maar ook op de vervaardiging van schermscharnieren en zelfs grotere onderdelen. Volgens Lei Technology is dit geen vergezocht idee.

Waar zal Apple uiteindelijk de materiële innovatie voor zijn apparaten leiden? Op basis van de voorgaande analyse ligt het kernprobleem in het balanceren van technologische innovatie met de haalbaarheid van massaproductie. Hoewel het lasersmelten van metaal voordelen biedt bij de verwerking van titaniumlegeringen, maken de snelle iteratie en gefragmenteerde SKU-distributie van Android-apparaten het moeilijk om de kosten van dit proces af te schrijven. Voor binnenlandse fabrikanten die hoogwaardige doorbraken nastreven, blijft dit echter een waardevol gedifferentieerd pad om te verkennen. De stappen van Apple kunnen aan het licht brengen dat de materiële revolutie uiteindelijk moet terugkeren naar de essentie van de gebruikerservaring, in plaats van eenvoudigweg geavanceerde productieprocessen na te streven.
 

Laten we terugkeren naar Apple. Hoewel alleen de iPhone Air, een 'niet-standaardmodel', het titanium frame behoudt in de nieuwste iPhone-reeks-en het voortdurende gebruik van een titanium frame door de iPhone Air uitsluitend te danken is aan het feit dat het een product is dat rond dezelfde tijd werd ontwikkeld als de iPhone 16, is het zeker dat Apple's zoektocht naar titanium frames, of beter gezegd, titanium in het algemeen, niet zal stoppen bij de iPhone Air.

Zoals iedereen weet zijn randproducten zoals de Apple Watch en iPad altijd de proeftuinen van Apple geweest, die als echte-tests voor toekomstige iPhone-technologieën hebben gediend. Zelfs vanuit technisch perspectief zal de toekomstige opvouwbare iPhone onvermijdelijk titanium gebruiken om de sterkte van de behuizing en het scharnier te garanderen.

Vanuit dit perspectief, en rekening houdend met de kenmerken van lasermetaalsmelttechnologie, is Lei Technology van mening dat titanium veel meer toepassingen heeft binnen de systemen van Apple. Vergeleken met het meer promotionele gebruik van titaniumframes, kunnen toekomstige toepassingen van titanium echter de nadruk leggen op de bruikbaarheid. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt in combinatie met behuizingen van gerecycled aluminium om structurele componenten van titanium te maken op specifieke locaties, zoals scharnieren, het midden van het frame en USB-C-poorten, waardoor de algehele structuur wordt versterkt of voor de productie van speciale onderdelen die moeilijk te verwerken zijn met traditionele methoden.Of titaniumframes tegen die tijd weer populair zullen worden, kan ik niet met zekerheid zeggen. Persoonlijk ben ik altijd dol geweest op-sterke materialen zoals roestvrij staal en titanium voor frameontwerpen; nadat de iPhone 17 Pro was overgestapt op aluminium, heb ik er direct op gewezen dat "aluminium frames niet zo hoogwaardig- en duurzaam zijn als titanium frames."
Als het frame van een aluminiumlegering echter net zo duurzaam kan zijn als het titaniumframe met de structurele versterking van titaniumcomponenten, dan zal het debat over aluminium versus titanium, althans voor de meeste rationele consumenten, niet langer belangrijk zijn.