阳极氧化

如图。John新上任开始玩起了社交媒体，我们也留了个言，发出了倡议。中国3D打印行业的共同心声是，苹果应All IN 3D打印。我们也想在这个贴里大胆畅想一些不3D打印就做不了的产品逻辑.纯属构想，并无任何产业依据。畅想1 折叠的终局：铰链从装配体变成一体化梯度结构件当前的折叠铰链是几十个零件的精密装配。增材的终局形态我们希望把整个铰链打印成一个变刚度的一体件。弯折区做低密度晶格实现柔性，固定区做实心实现刚性，中间是连续的密度梯度过渡。这个东西CNC和MIM在物理上做不出来。畅想2 AR眼镜VisionPro虽然折了，但AR眼睛我们觉得苹果得做。极端轻量的唯一路径离不开3D打印。 挂在鼻梁上的东西必须压到40g以内，每一克都得从结构件里抠。拓扑优化 + 晶格填充只能用增材制造。还有有一个被严重低估的组合：苹果同时拥有全球最大的消费级人脸三维扫描入口（Face ID/TrueDepth），和掌握全球最大的3C金属增材产能。这两件事放在一起，可能指向一个畅想，眼睛类的批量定制。畅想3 随形电池笼iPhone内部空间浪费部分来自于电池边界与曲面外壳之间的空隙。如果承力框架能打印成包裹异形电池的随形笼，同样机身体积能塞进更大电池。折叠机尤其如此，iPhone Fold据传采用系列史上最大容量电池，异形电池 + 随形结构件可以畅想3D打印发挥作用。畅想4 结构生色，取消阳极氧化这个畅想有点不靠谱，如果3D打印能在表面直接或者后处理通过激光生成亚微米级周期结构，用光的干涉产生颜色而不靠染料，那么颜色不再是涂层，而是靠结构。这同时解决阳极氧化的化学品与废水（苹果最大的环境痛点之一）、掉漆、以及3D打印难以阳极氧化的问题。毕竟增材制造的终极价值，是把功能从材料转移到结构本身。当然以上都是无任何产业依据的畅想。即将揭晓的苹果3D打印应用看点还是铰链相关（概率高）和中框相关（概率中高）9月10号拭目以待。

立讯精密招股书显示，3D打印被列为260种工艺中代表性技术，自研四激光SLM产线，铝粉攻克阳极氧化难题，金刚石散热材料导热超铜两倍。240亿港元募资指向设备升级与材料研发，揭示消费电子规模化对3D打印的全新需求。

苹果在铝合金这事上，换过一次材料。早期用的是6系铝合金，Al-Mg-Si体系，成熟、廉价、易加工，一体成型工艺的经典选择。之后随着iPhone 6弯曲的压力，苹果开始切换到自研7系，Al-Zn-Mg体系，屈服强度提升约60%。此后，iPhone和Watch铝合金款全线使用此配方，苹果为此申请了专利。"improved clarity following anodization"。阳极氧化后表面光洁度更优。强度固然重要，但苹果选铝合金的第一道门槛，是能不能被好看地阳极氧化。这句话，也恰恰点出了3D打印铝合金至今面临的最大障碍之一。阳极氧化的原理并不复杂：将铝件置于硫酸或草酸电解液中，以铝件为阳极通电，表面铝原子被氧化，逐步生长出一层多孔氧化铝薄膜。这层膜天然透明，孔隙可吸附染料着色，封孔后即形成好看的星光、午夜、红色等效果。成膜质量的关键前提是，基体必须足够纯净。氧化铝膜的生长中，若合金中存在大量不参与电化学反应的粒子，膜就会在这些位置出现中断、孔洞或暗色斑点，导致外观很丑。干扰最大的元素，是硅。目前金属增材制造领域应用最广的铝合金粉末是AlSi10Mg，含硅约10wt%。硅降低熔点，缩窄凝固温度区间，使L-PBF过程中的熔池行为更稳定，显著抑制热裂。增材角度，它是目前铝合金粉末中最成熟的选择之一。但硅在阳极氧化中的角色截然相反。硅不参与氧化铝成膜反应，以原始Si相颗粒滞留在膜层中，形成不连续的深灰色区域。阳极氧化后表面往往呈斑驳深灰色，完全无法满足消费电子的外观标准。这就形成了一个清晰的矛盾，硅含量高，打印容易，阳极氧化糟糕。苹果想要的合金，偏偏难打印。苹果7系专利中，对Si含量的要求是＜0.06wt%。正是这种低杂质成分，使氧化铝膜生长连续均匀，透明度高，着色后颜色饱满一致。但将7系这类Al-Zn-Mg合金送入L-PBF打印机，凝固温度范围宽、成分偏析严重，晶界收缩产生间隙，热裂纹出现。好看的合金难打印，好打印的合金不好看。这是目前铝合金3D打印面向消费电子场景的核心矛盾之一，也是我们前期对3C打印铝不看好的原因之一。阳极氧化是铝合金消费电子产品的视觉语言，而3D打印是下一代制造方式。关键问题是：我们需要的，究竟是可打印的铝，还是为打印重新开发的铝，亦或是适合7系铝的新打印方式？问题的答案，将决定未来十年消费电子增材制造的边界。 #AM易道 #3D打印  #苹果 #消费电子