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iPhone 鈦金屬:鈦金屬如何提高 iPhone 可用性

作者: 鄧勇
發售日期:19 年 2024 月 XNUMX 日
最後修改日期:19年2024月XNUMX日
分類: 材料加工

過去,蘋果 iPhone Pro 機型的框架由鋼和鋁等重金屬製成。這種設計使手機稍微重一些。蘋果公司在新推出的 iPhone 上沒有使用鋼材,而是使用拉絲 5 級鈦金屬。與前代產品相比,最新的 iPhone 15、16 Pro 和 Pro Max 更輕,並且具有改進的人體工學設計。基於這些原因,對於 iPhone 外殼來說,鈦比鋼更可取。儘管鈦具有許多優點,但它在加工方面面臨著一定的挑戰。然而,所有這些問題都很容易解決。 

在本指南中,我們將了解鈦對 iPhone 的獨特優勢,此外,還將討論鈦加工過程中通常出現的某些挑戰。 

 

為什麼 iPhone 選用鈦金屬:看看它的突出特點

iPhone 鈦金屬

iPhone 是由什麼製成的? iPhone 15 Pro 和 15 Pro Max 採用鈦金屬材質,帶來性能和設計改進。這些型號與以前的型號不同之處在於採用了輕質鈦金屬外殼/框架。下面重點介紹了一些改進的功能;

光滑的拉絲飾面

今年,也就是 2024 年,iPhone 16 Pro 採用了鈦金屬外殼,比之前型號中使用的反光鋼外殼有所進步,現在採用拉絲表面處理。這種複雜的表面圖案是透過結合最先進的材料處理和紋理化技術(包括機械加工、打磨和刷塗)來實現的。該設計賦予設備更薄的邊框和輪廓邊緣,增加抓握力,使設備易於握持。此外,它還減少了明顯的刮痕和指紋感應器,使其更容易擦拭乾淨。

打火機設計

鈦的強度已與鋼相當(鈦與鋼)  但重量只有其一半。 iPhone 15 和 16 Pro 機型的重量減輕了約 18 克,與前代機型相比輕了近 10%。具體來說,iPhone 16 Pro Max 的重量約為 221 克,而 iPhone 238 Pro Max 的重量為 14 克。這些設備現在相對更容易抓握。鈦金屬可以提供新的顏色變化,包括太空黑、藍色和銀色。

鈦灰色

「鈦灰色」色調盡可能接近天然鈦的顏色。顏色介於銀色和太空黑色之間。 iPhone 16 Pro Max 被認為採用了鈦金屬,並可能提供新的顏色和更深層的設計增強。閱讀更多內容以了解 鈦與不銹鋼.

 

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從鋁到鈦:iPhone 外殼的進步

20 多年來,Apple 一直在改變智慧型手機中鋁和不銹鋼的使用。 iPhone 2G 採用鋁製框架,因此非常時尚,並且具有相當程度的抗老化能力。 iPhone 3G、3GS、6、7 和 11 系列機型也採用了鋁材質。

iPhone 4 和 5 首次添加不銹鋼材料,旨在提供卓越、持久的觸感。不銹鋼在 iPhone X 系列中重新引入,並持續融入 iPhone X 系列中的 iPhone 12、13、14 Pro 機型,而 iPhone 12、13、14 機型則採用鋁製框架。

在先進的 iPhone 15、16 Pro 和 Pro Max 中,蘋果現已轉向使用 5 級鈦金屬。鈦是最新 iPhone 中採用的一種更先進的材料,旨在提高人體工學性能並減輕重量。您可能想知道,為什麼 iPhone 級鈦金屬如此特別。蘋果在新發布的 iPhone 16 Pro Max 中延續了鈦金屬的趨勢。該模型帶來了新的有趣的改進和顏色的可用性。鈦的特性非常特殊,因為它集材料強度於一體,但體積卻不一定很大。如此奢華的外觀使得鈦金屬適合未來iPhone的開發。

閱讀更多: 鈦與鋁.

 

iPhone 材質的演進:從鋼到鈦

下表展示了 iPhone 材料的演變,從不銹鋼到最近在最新型號上使用的鈦。

型號 材料 優勢 缺點
iPhone 4,4S 不銹鋼和玻璃 2010-2011 堅固 較重
iPhone 5,5S 鋁(一體成型) 2012-2013 重量較輕,易於操作。 容易出現刮痕和凹痕。
iPhone 6,6S 7000系列鋁 2014-2015 更強的合金減少了彎曲問題。 受到衝擊後容易產生凹痕。
iPhone X、XS 不銹鋼和玻璃 2017-2018 耐用、奢華
感覺
玻璃背蓋很脆弱。
iPhone 11 專業版、專業版 Max 不銹鋼和玻璃 2019 高度耐用的框架帶來優質的感覺。 由於鋼材而增加了重量。
iPhone 12、13 Pro、Pro Max 不銹鋼和陶瓷屏蔽 2020-2021 陶瓷屏蔽前端提高了耐用性。 沉重的框架仍然是一個缺點。
iPhone 15 專業版、專業版 Max 5級鈦 2023 更輕、更符合人體工學。 由於鈦,成本更高。
iPhone 16 專業版、專業版 Max 5級鈦 2024 進一步減輕重量, 鈦的生產成本高。

 

5 級鈦金屬如何改變最新 iPhone 15 和 16 Pro Max 的功能?

5級鈦金屬外殼

Gr5 鈦是鈦、鋁 6% 和釩 4% 的組合,徹底改變了 iPhone 系列,尤其是 iPhone 15 Pro 和預期的 iPhone 16。蘋果的旗艦產品。

5 級鈦具有前所未有的強度重量比。

說到耐用性,最好的材料是 5 級鈦金屬。它的強度與許多鋼種相同,但重量卻輕了近 50%。早期的 iPhone 型號使用鋁,雖然重量較輕,但無法提供更大彈性所需的剛性。 iPhone 5 Pro 和 iPhone 15 中的全新 16 級鈦金屬使手機變得更堅固,而不增加額外的重量。 

5 級具有最佳的耐腐蝕性。

5 級鈦具有很強的耐腐蝕性。在潮濕或海洋應用中,其優勢更為明顯。此外,它在行動裝置中至關重要,因為內部元件可以免受退化影響。由於使用者越來越頻繁地在各種情況下使用智慧型手機,因此使用 5 級鈦金屬可提供耐用性並增強使用者體驗。

Gr5 Ti 具有高級的美學吸引力。

五級鈦金屬的應用讓iPhone 5 Pro和iPhone 15的外觀升級,其自然的光澤和優雅的飾面賦予了高端外觀,與蘋果品牌相得益彰。該材料可以輕鬆設計產品的美觀外觀,從而使欣賞設計的消費者被該產品所吸引。

Gr5 – 鈦的熱特性

具體來說,5級鈦的CTE(熱膨脹係數)在玻璃的CTE範圍內。因此,必須實現高效的智慧型手機製造。此外,它還有助於最大限度地減少熱衝擊的影響,從而使設備相容且高效。此外,Gr5的散熱特性同樣可以在設備過度使用時降低溫度,從而輕鬆將熱量從設備中散發出去。

 

鈦加工中的挑戰和補救措施

然而,鈦合金增強了 iPhone 15 和 16 Pro 的彈性;通常很難根據設計進行製造。 

鈦性能帶來的挑戰

  1. 低導熱率

鈦加工 產生過多的熱量並使該過程難以控制。由於鈦是一種隔熱材料,熱量會累積起來。這可能會導致所使用的工具磨損、碎裂和破損。當元件很薄時,保持精度就成為一個重要問題。切割點處的材料強度也會升高,這使得加工變得困難。

  1. 加工硬化

六方密排(HCP)結構是鈦合金的特徵。這種結構限制了它們的靈活性和滑動系統。加工硬化是增加材料硬度的變形。在此階段,高刀具磨損和切削力成為常態。機械加工零件中可能殘留有應力。因此,這些應力會導致破裂並可能導致變形。

  1. 化學反應性

鈦合金通常在高溫下變得最不活潑。氮氣、氫氣和氧氣是最容易引起表面氧化的氣體。污染會損害材料性能並影響疲勞強度。可能會產生脊線和其他邊緣,並且可能會碎裂。這就是為什麼在鈦加工過程中也可能發生刀具故障和磨損的原因。

鈦加工過程中遇到的挑戰

鈦加工中的一些常見問題包括:

  1. 高發熱

如上所述,鈦合金由於需要高切削力而難以加工。這些力在運行過程中會產生大量熱量。鈦最具挑戰性的部分是保持低溫。熱量積聚會導致振動和工具。撕裂 這些問題可能會導致零件故障。此外,還可能發生變形和火災風險。

  1. 振動和顫動

使用鈦合金帶來的重大挑戰之一是材料的彈性。工件表面的幾何變形會造成振動並增加摩擦。這會產生額外的熱量,從而加劇散熱問題。長又薄的切屑可能會損壞切削刀具。此類碎片也可能導致一些表面變色。

 

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獲得最佳結果的一般鈦加工策略

  • 選擇耐用的切削刀具:作為鈦合金,可加工性需要具有特定幾何形狀的高品質刀具。直徑較小的刀具和更多的凹槽可以減少熱量並提高切削率。
  • 保持鋒利的切割邊緣:定期磨削切割刀片,使其不會過熱,並防止材料不斷堆積。磨損的工具會增加磨損率並影響性能。
  • 利用較大的刀尖半徑:較大的刀尖半徑可減少接觸長度和切削力。它還可以減少與材料接觸的切割刃的數量,從而減少局部熱量。因此,透過調整刀具形狀來提高刀具的耐用性。
  • 管理進給和切削速度:為了優化進給率和主軸速度,應提出某些實用建議。在增加軸向切削深度的同時,可以減少徑向嚙合以避免產生過多的熱量。
  • 實施深切削:引入深切削以最大限度地減少刀具和工件之間的接觸時間。該技術不允許加工硬化並有效地去除材料。
  • 使用高壓冷卻液系統:為了避免切屑黏附和由此造成的刀具損壞,請在高壓下工作並使用溫度合適的冷卻液。另一個關鍵因素是冷卻液濃度,足夠的濃度可以穩定刀具。
  • 應用合適的工具塗層:採用塗層高速鋼工具(例如 TiCN 塗層工具),因為它們具有更高的耐用性、耐熱性和抗力性。 (了解更多關於 拋光鈦)
  •  

iPhone 16 Pro 和 Pro Max:四種全新鈦金屬色

iPhone 16 Pro Max 顏色變化

蘋果推出了鈦金屬 iPhone 16 Pro 和 iPhone 16 Pro Max,目前有四種令人驚嘆的鈦金屬顏色可供選擇:黑鈦、天然鈦、白鈦和乍看之下棕色的沙漠色。在 Apple Park 的史蒂夫賈伯斯劇院舉行的發表會上,沙漠鈦合金的身影十分明顯。它具有非常時尚的外觀,呈棕色或金色色調,設備周圍有金色邊緣。

iPhone 16 Pro 機型由 5 級鈦金屬製成,這是一種極好的材料,能夠將強大的強度融入更輕的外形中。新的微噴砂處理還提高了設備的強度和輕量化特性。

iPhone 16 Pro Max 配備了迄今為止 iPhone 中最大的螢幕。 Super Retina XDR OLED 顯示器尺寸為 6.3 英寸和 6.9 英寸,並採用了一項新技術,可將螢幕資訊重定向到工作像素下方。這些變化導致邊框尺寸減小並改善了使用者介面。

 

摘要

iPhone 的鈦金屬具有顯著的優勢,特別是對於新的 iPhone Pro 型號。這些手機採用 5 級鈦金屬,具有強度和重量的完美結合,以及拉絲表面,可減少刮痕。然而,鈦的加工相對困難。因此,必須聘請一位可靠的 鈦加工服務 合作夥伴以獲得最佳結果。 

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