AR、MR等應(yīng)用設(shè)備對鈦合金的需求分析

鈦合金是一種先進(jìn)的輕量化結(jié)構(gòu)材料，既輕便、又堅(jiān)固，高質(zhì)感、無磁、不過敏、耐腐蝕性優(yōu)良，憑借其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于航空航天。鈦合金擁有超高的比強(qiáng)度，同時(shí)重量又低于不銹鋼，更耐劃傷、防摔，足夠耐用且不易彎曲，因此也成為消費(fèi)電子產(chǎn)品所青睞的材料之一。在AR眼鏡上，鈦合金已有多款使用案例，亞馬遜、梟龍、 Rokid等廠商都推出了使用鈦合金部件的 AR 設(shè)備。未來蘋果推出 AR、MR 等頭戴式設(shè)備也可能使用鈦合金。

Rokid Air采用鈦合金轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)。

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梟龍XLOONG X300 AR智能眼鏡采用鈦合金眼鏡架。

西安維度世界S1單目AR眼鏡采用折疊收納鈦合金鏡架。

鈦合金的成形工藝

鈦合金性能優(yōu)異，但硬度高、加工難度大、良率低，因此制品生產(chǎn)成本一直居高不下，成為制約鈦合金大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

由于熱傳導(dǎo)率低，鈦合金加工硬化現(xiàn)象明顯，常規(guī)的機(jī)加工方法加工難度大、加工效率低、且相關(guān)加工設(shè)備昂貴。此外，產(chǎn)品的不規(guī)則、多孔等復(fù)雜形狀，進(jìn)一步增加了加工成本。發(fā)展低成本鈦合金材料及成形技術(shù)成為目前一個(gè)重要的研究方向。

表 鈦及鈦合金粉末成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

? 注射成形工藝（Metal Injection Molding，簡稱MIM）在鈦合金生產(chǎn)中具有極大的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)小/微型產(chǎn)品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的近凈成形，以較低成本大批量生產(chǎn)制備出高維度、高精度的零部件，因此是一種理想的鈦合金成形工藝，極適用于可穿戴設(shè)備的鈦合金零部件成形。

鈦合金MIM工藝流程

鈦合金的 MIM 工藝主要包括鈦合金粉體的制備→混煉→造粒→注射成形→脫脂→燒結(jié)→后處理。在鈦合金的MIM注射成形中還存在一些問題，包括：高品質(zhì)鈦粉價(jià)格高，粘結(jié)劑的選擇和去除工藝以及間隙元素的去除等。

鈦合金的表面處理

對于AR眼鏡來說，光亮的金屬表面更能吸引消費(fèi)者的注意，所以需要對鈦結(jié)構(gòu)件進(jìn)行表面處理以達(dá)到漂亮的外觀，相關(guān)技術(shù)有噴砂、陽極氧化和微弧氧化等。

噴砂

是采用壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化，獲得一定的清潔度和不同的粗糙度的一種工藝?？梢詫?shí)現(xiàn)不同的反光或啞光，實(shí)現(xiàn)均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，好看。

陽極氧化

陽極氧化是利用電化學(xué)原理，在制件表面生成一層氧化膜。陽極氧化處理工藝簡單、制備出的氧化膜耐磨性好、抗接觸腐蝕和防氫脆性強(qiáng)，陽極氧化處理后，鈦合金表面生成透明的氧化膜，通過控制電解條件可以控制膜的厚度，由于光的干涉作用，可以呈現(xiàn)出各種絢麗奪目的色彩。

工藝流程：去油→拋光→酸洗（增加表面活性，促進(jìn)陽極氧化反應(yīng)）→陽極氧化→中和→染色→封孔→烘干。

微弧氧化

微弧氧化，是在電解質(zhì)溶液中施加高電壓（直流、交流或脈沖）在材料表面原位生長陶瓷氧化膜的過程，在陽極氧化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，可以生成陶瓷啞光質(zhì)感，手感細(xì)膩、防指紋，產(chǎn)品耐腐蝕耐候，缺點(diǎn)是成本高。

編輯：黃飛

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