2026-03-18
チタン合金は、高品質で軽量な金属構造材料として、低密度、高比強度、高破壊靭性、良好な疲労強度と亀裂進展抵抗に加え、優れた耐食性と生体適合性を備えています。ステンレス鋼やアルミニウム合金と比較して、チタン合金は3C製品における軽量化と高耐久性の両方の要求をより良く満たすことができ、スマートフォン、スマートウェアラブルデバイス、ラップトップなどの3Cコンシューマー端末の新しい材料選択肢となっています。
携帯電話業界では、チタン合金は主にミッドフレーム、折りたたみ式スクリーンヒンジ部品のスクリーンサポートプレート、カメラモジュールベゼル、USB-Cポートなどの部品に使用されています。スマートウェアラブルデバイス業界では、チタン合金は主にスマートウォッチのケース/ストラップ、スマートグラスのフレーム/ヒンジ、スマートリングの本体、TWS（True Wireless Stereo）の本体に使用されています。ラップトップ業界では、チタン合金はラップトップのヒンジやシェル構造部品に使用できます。
△ 超薄型フラッグシップフォンであるSamsung Galaxy S25 Edgeは、チタン鋳造フレームを採用しています。
△ Apple Watch Series 11は、研磨された航空宇宙グレードのチタンと耐久性のあるサファイアクリスタルを採用しています。
△ Lenovo ThinkPad X1 TitaniumのA面には、チタンと炭素繊維の複合材料が使用されています。
2023年以降、Apple、Samsung、Huawei、Xiaomi、Honor、OPPO、VIVOなどの主要な3C家電メーカーは、チタン合金製のフラッグシップ製品を積極的に発売しており、家電業界におけるチタン材料応用のトレンドをリードし、3C分野におけるチタン合金の普及を加速させています。
現在、3C家電製品におけるチタン合金構造部品の加工には、主にCNC加工、3Dプリンティング、MIM（金属射出成形）プロセスが採用されており、複雑な構造部品の精密製造に複数の選択肢を提供しています。
1. CNC加工
CNC加工は、コンピューター制御の工作機械を使用して加工する技術です。金属材料および非金属材料のさまざまな加工に適しており、切削（フライス加工や旋盤加工など）や研削を含みます。高精度、高効率、良好なワーク表面品質、さまざまな複雑な構造への適用性といった利点があります。
しかし、チタン合金の高い強度と低い熱伝導率のため、加工が困難であり、効率が低く、工具の摩耗が激しいため、製造コストが高くなります。それにもかかわらず、CNC切削および研削の歩留まりの継続的な改善とコストの持続的な低下により、CNC加工技術は成熟し、高精度を維持しており、チタン合金の主流加工方法となっています。
△ Samsung Galaxy S25 Ultraは、堅牢なチタンフレームを採用しています。
2. 3Dプリンティング
3Dプリンティングは、積層造形（AM）とも呼ばれ、ラピッドプロトタイピング技術です。ソフトウェアとCNC成形システムを使用して層を離散化し、層ごとに印刷することでオブジェクトを構築します。カスタマイズ性、低廃棄物、精密製造、複雑な部品の軽量化といった利点があります。
従来の鋳造プロセスと比較して、3Dプリンティングの最大の利点は、押出、鍛造、鋳造、二次加工などの従来の製造方法を伴わずに、原材料から直接かつ自由に複雑な部品を製造できることです。ほぼ100％の材料利用率で目的の形状を実現します。3Dプリンティング技術は、納期短縮、コスト削減、複雑な構造部品の形成を目指しており、チタン合金鋳造品の製造において significant な技術的利点があります。
しかし、ほとんどの場合、複雑な製品を製造する際には、最終製品に必要な精度を達成するために、3DプリンティングとCNC加工を組み合わせる必要があります。
現在、チタン合金3Dプリンティング技術は携帯電話業界で大規模に応用されています。例えば、Honor Magic V2は、ヒンジカバーの製造に3Dプリンティングを初めて使用し、携帯電話にチタン合金材料が大規模に使用された最初の例となりました。OPPO Find N5折りたたみ式フォンのヒンジウィングプレートとアウターヒンジフレームの両方に3Dプリントチタン合金が使用されており、超薄型で小型化されたヒンジを実現しながら全体的な強度を向上させています。iPhone AirのUSB-Cポートは、チタン3Dプリンティング技術を使用して、厚みを減らし強度を増してスリムなデザインに適合させ、従来の製造プロセスよりも33％少ない材料を使用しています。
△ Honor Magic V2のヒンジカバーは、チタン合金3Dプリンティング技術を初めて採用しています。
△ iPhone Airのチタン製USB-Cポートは、3Dプリンティング技術を採用しています。
さらに、スマートウェアラブル分野では、Appleの最新スマートウォッチのチタン合金ケースも、3Dプリンティング技術を使用して革新的に製造されており、前モデルと比較して原材料を50％節約しています。
△ Apple Watch Ultra 3のケースは、100％リサイクルチタンの3Dプリンティング技術を使用して製造されています。
3. MIM（金属射出成形）
MIM（金属射出成形）は、ニアネットシェイプ成形技術です。MIM要件を満たす金属粉末とバインダーを選択し、適切な方法で特定の温度で均一な射出成形用フィードに混合し、フィードストックを造粒してから金型に射出します。得られたグリーンボディを脱脂・焼結して高密度化し、最終製品とします。
MIM加工は、高い原材料利用率、高い成形精度、高い生産効率を提供し、複雑な構造の大規模かつ迅速な生産に適しています。
Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Editionは、降伏強度900MPaまでのより堅牢で強力なTC-4チタン合金を使用しています。従来の機械加工方法は適用が困難なため、MIM加工が使用されています。その後のCNC加工と表面処理を経て、Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Editionのミッドフレームが形成されます。
△ Xiaomi 14 Pro Titanium Special Editionのミッドフレームは、MIMとCNCのハイブリッド成形プロセスを採用しています。
要約すると、CNC加工、3Dプリンティング、MIMは、3C製品のチタン合金構造部品の製造においてそれぞれ独自の特性を持ち、精密製造と軽量設計に複数の選択肢を提供しています。
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