In den letzten Jahren hat die Verwendung vonTitanIn der Unterhaltungselektronik und anderen Produktbereichen erfreut sich das Material immer größerer Beliebtheit und ist sogar zu einem Standardmaterial für die Gestaltung einiger High-End-Produkte geworden. Beispiele hierfür sind die mittleren -Rahmen von High-End-Smartphones und die Gehäuse von Smartwatches.
Um ein elegantes, hochwertiges Aussehen zu erzielen und die Oberflächeneigenschaften von Titanprodukten zu verbessern-wie Härte, Zähigkeit und Wetterbeständigkeit-, wird das Spektrum der Oberflächenbehandlungsverfahren immer vielfältiger. Dazu gehören Eloxieren, Hochtemperaturkristallisation, Bürsten, Flüssigphasenbeschichtung, Galvanisieren, Laserätzen, Sandstrahlen, Polieren, Elektrophorese, CNC-Bearbeitung und Ätzen. In diesem Artikel werden diese Techniken anhand spezifischer Fallstudien zum Produktdesign untersucht.
Fassen wir kurz die Designrichtungen für Titanprodukte und die ausgewählten Prozesstypen zusammen.
- Für ein glänzendes und glattes Finish: Wählen Sie Polieren;
- Für satte Farben und Härte: Wählen Sie Eloxieren;
- Für Vielseitigkeit oder besondere Farben: Wählen Sie PVD-Beschichtung oder Flüssigphasenbeschichtung;
- Für eine matte, strukturierte Oberfläche: Wählen Sie eine gebürstete Oberfläche;
- Zum Entgraten oder Mattieren: Wählen Sie Sandstrahlen;
- Für künstlerische Muster und Texturen: Wählen Sie chemisches Ätzen, CNC-Bearbeitung, Lasergravur oder Hochtemperaturkristallisation;
I. Eloxieren
Kernpunkte: Färben, Oberflächeneigenschaften verbessern und Muster erstellen
Wie bei Aluminiumlegierungen ist das Eloxieren eines der häufigsten Oberflächenbehandlungsverfahren für Titan. Das Prinzip beruht auf einem elektrolytischen Prozess, bei dem Titan in eine bestimmte Lösung getaucht wird und sich auf der Oberfläche ein nanoskaliger Titandioxidoxidfilm bildet. Der Oxidfilm selbst ist farblos, verursacht jedoch Lichtinterferenzen und -brechungen auf seiner Oberfläche, wodurch einzigartige visuelle Farben entstehen. Die Dicke des eloxierten Oxidfilms variiert mit der elektrolytischen Spannung, sodass die Titanoberfläche Farben wie Braun, Lila, Blau, Gold, Grün und Rosa erzeugen kann. Der gesamte Prozess erfordert keine Farben oder Farbstoffe. Es ist in Bereichen wie medizinischen Geräten, Haushaltswaren (Tassen, Schüsseln, Besteck usw.) und Unterhaltungselektronik anwendbar.
II. Hoch-Kristallisation
Hauptmerkmale: Textur, Muster, seidenmatte Oberfläche, resistent gegen Fingerabdrücke, künstlerischer Reiz
Beim Erhitzen unterliegt Titan einer allotropen Umwandlung. Seine Phasenübergangstemperatur beträgt 882,5 Grad; Bei dieser Temperatur wandelt sich Titan von der hexagonal dicht-gepackten Phase (h-cpc) in die kubisch raumzentrierte Phase (bcc) um. Wenn die Temperatur während dieses Produktionsprozesses weiter auf 1000 Grad oder mehr erhöht wird, bilden sich kristalline Strukturen auf der Titanoberfläche. Diese Strukturen werden mit steigender Temperatur allmählich größer und gleichmäßiger, was zu den einzigartigen Oberflächentexturen und Mustern führt, die für Titan charakteristisch sind. Dieser Prozess ist auf Bereiche wie Unterhaltungselektronik, Schmuck, Tischgeschirr, Kunst und Dinge des täglichen Bedarfs anwendbar.
III. Bürstenvorgang
Hauptmerkmale: Textur, seidenmatte Oberfläche, resistent gegen Fingerabdrücke
Das Bürsten ist ein Verfahren, das die natürliche Textur von Titan bewahrt. Der Titan-Mittelrahmen des iPhone 15 Pro verfügt über eine gebürstete Oberfläche, die durch eine Reihe von Prozessen wie Präzisionsbearbeitung, Polieren, Bürsten und Sandstrahlen erreicht wird, was zu einer raffinierten und zarten Textur führt.
IV. Galvanisierung/PVD/AF-Beschichtung
Kernpunkte: Färbung und Verbesserung der Oberflächeneigenschaften
Zu den Oberflächenbeschichtungsverfahren für Titan zählen vor allem Galvanisieren, PVD und AF. Im Bereich der Unterhaltungselektronik werden vor allem die beiden letztgenannten Produkte eingesetzt, vor allem zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und zur Verlängerung der Lebensdauer von Produkten sowie zur Erzielung von Farbeffekten.
V. Flüssig-Phasenfilmbildung (Mikro-Lichtbogenoxidation)
Kernpunkte: Färbung, Verbesserung der Oberflächeneigenschaften
Wie beim Anodisieren umfasst auch die Flüssigphasen-Filmbildungstechnologie die Bildung einer Beschichtungsschicht auf der Oberfläche von Titanmetall. Dabei wird in erster Linie Hochspannung zur Erzeugung einer Bogenentladung genutzt. Durch die kombinierte Wirkung thermochemischer, plasmachemischer und elektrochemischer Prozesse entsteht in situ eine fest gebundene oxidkeramische Beschichtung auf dem Substrat. Dadurch werden die Oberflächeneigenschaften wie Härte, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Isolierung deutlich verbessert. Darüber hinaus kann es zum dekorativen Färben verwendet werden; Es sind keine zusätzlichen Farbstoffe erforderlich, da das Material selbst für die Farbe sorgt. Die Beschichtungsdicke liegt typischerweise zwischen 5 und 20 Mikrometern.
VI. Polieren
Kernpunkte: Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit und Erzielung eines Hochglanzeffekts
Als eines der gebräuchlichsten Oberflächenbehandlungsverfahren für Titan verbessert das Polieren die Oberflächenbeschaffenheit des Produkts, beseitigt Unvollkommenheiten und erzeugt entweder ein Hochglanz- oder Mattfinish, wodurch die Gesamtstruktur verbessert wird.
VII. Sandstrahlen
Hauptmerkmale: Feines, mattes Finish und Textur
Durch das Sandstrahlen von Titan entsteht ein feines, mattes Finish auf der Oberfläche. So weist der Titanrahmen des Samsung Galaxy S25 Ultra nach dem Sandstrahlen eine deutlich verbesserte Haptik auf.
VIII. Lasergravur
Hauptmerkmale: Lokalisiert, hohe Präzision, künstlerisch
Die Lasergravur wird hauptsächlich auf Titanlegierungen verwendet, um Texte, Logos und komplizierte Muster zu erstellen. Es zeichnet sich durch hohe Präzision und Effizienz aus.
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