3D 프린팅은 가전제품의 티타늄 소재 응용 분야를 어떻게 변화시키나요?

출처: © Apple Inc.|아이폰 듀오 렌더링

 

 

"우주 시대의 금속"으로 알려진 티타늄 합금은 고강도, 경량, 우수한 내식성 및 유리한 생체 적합성을 특징으로 합니다. 이 제품은 항공우주 및 고급 의료 분야에서 널리 사용됩니다. 그럼에도 불구하고 기존의 단조 및 CNC 가공은 높은 비용을 발생시키고 상당한 재료 낭비를 발생시키며 복잡한 부품을 제조하는 데 어려움을 겪어 가전제품의 대규모 채택을 방해했습니다.

 

전통적인 CNC는 절삭 가공 공정입니다. 티타늄 블랭크의 재료 활용률은 30%-40%에 불과하며, 엄청난 양의 티타늄이 금속 칩으로 전환됩니다. 또한 공구 마모가 심하고 효율이 낮으며, 중공 구조, 격자 구조 등 일체형 복합 구조는 생산이 어렵습니다. 이전에는 티타늄 합금이 대부분 스마트폰, 스마트워치, 폴더블 기기 등 고급 장식 부품으로만 채택돼 구조적 장점을 활용하지 못했다. 백만 단위 규모의 대량 생산이 가능한 금속 3D 프린팅 기술의 발전 덕분에티타늄 합금가전제품에 진출하고 있습니다.

 

 

1.혁신적인 제조 로직

초미세 구형 티타늄 분말을 공급원료로 사용하여 레이저 용융 및 증착을 통해 부품이 층별로 형성됩니다.

 

2. 매우 높은 재료 활용도

거의 100%에 가까운 재료 활용으로 원자재 손실이 크게 줄어듭니다.

 

3. 높은 성형 자유도

내부 격자, 중공 흐름 채널 및 프로파일 강화 리브를 포함하여 기존 공정으로는 달성할 수 없는 복잡한 구조의 모놀리식 제조를 가능하게 합니다.

 

4.균형잡힌 성능과 경량화

구조적 강성, 낙하 저항성 및 내부식성을 유지하면서 무게를 줄입니다.

 

5.소비자 전자제품 요구 사항에 맞춰 조정

"더 얇고 가벼우며 견고한" 제품에 대한 가전제품의 핵심 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.

 

 

1.애플

Apple Watch Ultra 3 및 티타늄 에디션 Series 11의 케이스에는 100% 항공우주 등급 재활용 티타늄 분말을 사용한 3D 프린팅 기술이 적용되었습니다. 각 시계 케이스는 수백 개의 분말 층을 쌓아 제작되어 원자재 소비를 50% 절감하고 연간 400톤 이상의 티타늄 공급원료를 절약하여 대규모 상업적 배포를 기록합니다.

 

2.아이폰

3D 프린팅 티타늄 합금이 USB-C가 장착된 iPhone Air의 구성 요소에 도입되었습니다.

 

3.국내 제조사 (OPPO, Honor)

3D 프린팅된 티타늄 합금은 폴더블 휴대폰의 힌지와 엔드 캡에 적용됩니다. 더 가벼운 장치, 더 얇은 힌지, 향상된 구조적 강도를 제공하여 폴더블 장치 소형화를 위한 병목 현상을 제거합니다.

 

 

1.코어 변환

이는 재료 대체 그 이상을 의미합니다. - 이는 소비자 전자 제품 설계 패러다임의 혁명입니다.

역방향 설계 논리: 기존 설계는 제조 제약 조건을 수용해야 합니다. 3D 프린팅을 사용하면 제조 프로세스가 설계 의도를 따를 수 있습니다.

 

2. 구조적 통합의 장점

강화 구조, 안테나 간격, 방수 밀봉 및 기타 기능을 제한된 공간에 통합할 수 있어 부품 수를 줄이고 조립을 단순화할 수 있습니다.

 

3. 재료 성능 향상

알루미늄 합금과 스테인레스 스틸을 티타늄 합금으로 대체하면 전체 장치 무게가 낮아지고 긁힘 방지 및 내부식성은 향상됩니다.

 

4. 혜택을 받을 수 있는 제품 카테고리

웨어러블, 폴더블 스마트폰, 프리미엄 이어버드, 휴대용 노트북 및 기타 고급 하드웨어는 제품 업그레이드를 위한 새로운 길을 열어줍니다.

 

 

지원 공급망 부문 전반의 발전으로 티타늄 소재 보급이 가속화됩니다. 구형 티타늄 분말 생산, 인쇄 장비, 후처리 연마 및 표면 착색 기술의 지속적인 개선과 국내 생산 티타늄 분말의 비용 하락으로 인해 3D 인쇄된 티타늄 합금이 고가의 맞춤형 부품에서 소비자 전자제품 비용 프레임워크와 호환되는 재료로 바뀌고 있습니다. 한편, 재활용 티타늄 분말의 대규모 적용은 제품 성능과 저탄소 제조를 조화시켜 글로벌 브랜드의 탄소 중립 전략에 부합하고 프리미엄 소비재를 위한 녹색 공급망의 핵심 기둥이 됩니다.

 

 

미래를 위한 업계 로드맵은 분명합니다. 스마트워치 케이스, 폴더블 휴대폰 힌지 및 소형 인터페이스 구성 요소부터 채택이 시작되어 스마트폰 중간 프레임 및 노트북 하우징과 같은 대형 구조 부품으로 확장될 것입니다. 장비 용량, 인쇄 속도 및 수율이 계속 향상됨에 따라 3D 프린팅 티타늄 합금은 주력 장치에서 더 넓은 범위의 중급 및 고급 3C 제품으로 확산될 것입니다.

 

가전제품에 티타늄 합금을 사용하는 것은 더 이상 개념적인 아이디어가 아닙니다. 3D 프린팅은 티타늄 가공의 비용과 성형 한계를 극복함으로써 항공우주 등급 티타늄을 3C 제품의 주류 구조 재료로 변환합니다. 경량 디자인, 높은 신뢰성 및 친환경 제조에 대한 요구에 따라 3D 프린팅 티타늄 합금은 가전제품의 하드웨어 디자인과 성능을 재편하고 3C 부문에서 티타늄 소재 응용 분야의 새로운 시대를 열 것입니다.

 

 

Ruihang Group은 귀하의 티타늄 제품 요구사항을 충족할 수 있는 좋은 위치에 있습니다.- 문의사항 및 견적은 카톡으로 연락주세요Sam.Rui@bjrh-titanium.com.