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钛合金3D打印行业专题报告：来自消费电子的启示。在主要消费电子厂商纷纷布局钛合金材料的同时，3D 打印与钛合金的结合成为 产业发展的新趋势。钛合金材料基于高强度和轻量化优势成为消费电子结构件 的重要选项，而钛合金是热的不良导体，选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）增材制造工艺通过激光熔融粉末成型并层层叠加的方式避免 了传统减材制造的弊端，或成为钛合金结构件加工工艺的未来。本文围绕为什 么选择钛合金和 3D 打印，如何看待 3D 打印与数控机床（Computer Numerical Control，CNC）、金属粉末注射成形（Metal Injection Molding，MIM）的 关系，钛合金 3D 打印的典型案例成本测算，以及未来的市场空间测算等问题 展开讨论。结果表明，钛合金 3D 打印基于原材料和核心零部件的国产化替代 以及后处理环节优化带动良品率提升的降本增效路径明确，在消费电子的市场 空间有望超百亿元，或成为未来 3D 打印的重点发展方向。

为什么消费电子纷纷布局钛合金材料？主要消费电子厂商均开始使用钛合金材 料：苹果从 Ultra 系列手表开始标配钛合金表壳，新发布的 iPhone15 Pro 版本 也开始使用钛合金中框。华为在 2022 年发布的折叠屏手机 Mate Xs 2 结构件中 采用钛合金材料，并在 Watch 4 Pro 中使用了钛合金边框。钛合金兼具高强度和 轻量化的优势成为推广的重要原因。据搜钛网数据，TC4 钛合金的抗拉强度和 屈服强度分别可达到 960 Mpa 和 892 Mpa，高于 304 不锈钢的 520 Mpa 和 205Mpa 以及 A380 铝合金的 320 Mpa 和 160Mpa。钛合金的密度比不锈钢材料 低，TC4 与 304 不锈钢的密度分别为 4.51 g/cm³和 7.93g/cm³，这使钛合金在同 体积下重量更小。据我们测算，相比使用不锈钢，苹果 Ultra 手表使用钛合金表 壳能够减轻全机重量的 12.9%。

钛合金与 3D 打印的结合成为了产业发展的新趋势。例如，国外手表厂商 Barrelhand 和头部 3D 打印设备商 Materialise 开展合作，采用 SLM 增材制造工 艺制作钛合金手表壳，荣耀发布的新款折叠屏手机 Magic V2 铰链的轴盖采用钛 合金 3D 打印工艺，成为钛合金 3D 打印工艺首次在手机上大规模使用。为什么 要用 3D 打印去制作钛合金结构件：（1）机加工钛合金难度高。钛合金是热的 不良导体，TC4 热导率仅 7.96W/m·K，远低于不锈钢及铝合金。这就导致钛 合金在加工中热量易聚集，局部升温快，对刀具和加工良率产生不利影响，根据 艾邦高分子数据，采用钛合金材料的手机中框整体良率约 30%-40%，远低于铝 合金中框的 80%。（2）3D 打印适配钛合金加工。SLM 是通过对金属粉末激光 熔融而层层累积一体化成形的增材制造工艺，这就从技术路线上规避了对钛合金 进行切割的弊端；其次增材制造对复杂结构具有低成本敏感性，因此设计自由度 高，可通过更多空腔结构来实现轻量化。

如何看待 3D 打印与 CNC、MIM 之间的关系？3D 打印与 CNC 之间互补与替代 关系并存：结构端 3D 打印在加工定制化、复杂化的结构件时可以替代传统机加 工；材料端 3D 打印可以帮助 CNC 完成较难加工材料的成型环节，同时后处理 环节还需精加工的介入，与 CNC 呈现互补关系。3D 打印与 MIM 主要是互补关 系，适配不同的场景：金属注射成型 MIM 适用于小型件的批量化加工，经济性 应用场景常见于 50g 以内，零件尺寸在 25mm 左右，最大不超过 150mm。对 3D 打印而言，不存在 MIM 工艺中的制模需求，更适用于定制化生产，伴随着大 尺寸设备的推出，针对大体积件的打印更具优势，因此 3D 打印相较于 MIM 在 大体积、定制化、高复杂度的加工过程中更具优势，两者适配领域不同而以互补 为主。此外，3D 打印可帮助 MIM 制作模具，具备低成本、快速交付的优势。