筆者注意到,國家知識產權局于今年5月,公開了榮耀終端股份有限公司一項名為“轉軸機構的制備方法、轉軸機構和電子設備”的專利。
該專利提出了一種采用3D打印技術制造免裝配、可相對運動的復雜結構的方法。
筆者認為,該專利突出了其他行業在面對新工藝時,通過吃透其制造特性,從而開發出新型結構,進而推動產品創新的思路。
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?? 轉軸機構傳統制造痛點
當前,可折疊電子設備通過轉軸機構來實現展開和閉合,但轉軸機構包含了大量零件,總數可達數十個。組裝過程工序復雜,每個零件都需要精密對位、鎖固,組裝后的公差累積進一步放大,晃動控制非常困難。
3D打印帶來的好處就是能夠制造可活動的一體結構,能夠將幾個甚至幾十個零件組合在一起整體制造出來,從而減少了組裝工序,提升機構整體精度。
筆者注意到,這對于該類產品制造來說具有重要價值。相關資料顯示,組裝環節最為昂貴。
而榮耀此次公布的專利所涉及的核心內容,就是這種一體化的結構如何實現。
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3D打印的榮耀Magic V2軸蓋及相關結構(來自勝利文縐縐拆機視頻)
?? 榮耀3D打印免組裝、可轉/滑動機構專利
該方案的重點是,在需要相對運動的結構界面處,設置一種臨時性的連接結構,將相對運動的結構連接為一個整體進行打印。
這種連接結構被稱為連接余料,可以是薄壁,也可以是細桿,它們很薄、很脆弱,就像臨時焊點,把所有零件牢固的連接為一個整體,保證在后續的清粉、運輸等過程中保持穩定不散架。
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為了保證后續能順暢的去除這些連接余料,要求所有與連接余料連接的表面都垂直于打印方向。
這樣做的好處是,連接余料就行一面直立的薄墻,兩側沒有任何零件遮擋它。當需要分離時,激光或刀具可以從正上方無阻礙的直接切割,輕松將其去除。
當余料被移出后,原本被占據的空間就變成了間隙,其大小與3D打印的精度直接相關。此時,原本被固定的零件(如基座或擺臂)就可以相對運動,形成轉動或滑動的配合關系,幾乎不需要后續的裝配、調試與打磨。
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這讓筆者聯想到多家企業在今年高調宣布推出的高精度3D打印技術。該技術的一大特點就是適合可轉動部件的直接一體3D打印,當精度達到足夠高時,光滑的表面甚至不需要再進行其他后處理加工。
不過對于轉軸這一精密件,可能仍然需要少許拋光工藝,但已經大大減少了相關工作量。
?? 新設計和制造技術帶來的好處
3D打印技術的發展使這一復雜結構的制造成為可能。
這使得鉸鏈結構的制造可以不必像此前一樣,先采用MIM工藝制造出大量零件,再進行人工或機器組裝,不僅減少了大量制造環節,提升了生產效率,同時還將產品的尺寸更加小巧,精密度更高。
配合多種工藝,折疊手機的折痕更加不明顯,消費者的體驗感也進一步提升。
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?? 折疊屏手機市場與對3D打印需求
折疊手機已經成為消費電子行業的一大細分產品。IDC數據顯示,在手機整體市場不佳的情況下,2025年我國的折疊手機出貨量超過1000萬臺,同比增長9.2%。
而該產品對輕量化、高可靠結構有著極致需求,其高速增長也進一步帶動了對3D打印鈦合金鉸鏈的需求量。
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2025至今,多家3D打印設備商、材料商開始大力建設新基地,就連比亞迪也布局了電子高端通訊設備金屬配件增材制造項目。
可以看出,3D打印技術已融入消費電子產業鏈。而該技術帶來的顛覆性改變之一,就是讓產品的創新水平達到了新的高度,以及將部分零件的制造流程大幅縮短。
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實際上筆者也感慨到,應用的需求也推動了3D打印工藝的創新發展。因此在此之前十余年,金屬3D打印免組裝、可運動結構的發展幾乎停滯不前,對超高精度的需求也并沒有那么多。而消費電子行業的巨大市場需求,顯然推動了3D打印技術的發展。
注:本文由3D打印技術參考創作,未經授權,謝絕轉載。
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