筆者注意到,一家名為Barrelhand的公司,于一周前推出了采用Scalmalloy高強鋁3D打印的手表——Monolith。
這是金屬3D打印在消費電子領域應用的進一步發展。
使該領域對3D打印技術的應用,拓寬了不銹鋼和鈦合金的使用范圍。
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值得一提的是,Barrelhand已將CAD設計和技術文件開源。
不過,真正讓筆者意外的是,這款產品竟然是面向宇航員和極端航空航天環境使用。因此,整個手表經歷了包括熱循環、真空暴露、沖擊、振動和壓力測試在內的多種嚴酷測試。
因此,它的更多信息值得深入探究。
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Monolith的表殼采用Scalmalloy高強鋁,運用3D打印技術制造而成,合作商包括Materialise和APWORKS。
Scalmalloy是一種航空航天合金,抗拉強度高達520Mpa,密度僅2.67 g/cm3,斷裂伸長率達13%。這意味著它能承受高載荷,且在極端沖擊下能保持一定的塑性變形能力而不脆斷。
實際上,Scalmalloy高強鋁經常被拿來與鈦合金對比,在輕量化材料領域,兩者都具有明顯的優勢。而鈦和鋁,實際上都是制造手表表殼的材料。
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Barrelhand稱該表殼具有骨架化的表盤,結合其結構本身的特征,可以看出表殼結構進行了拓撲優化設計。信息顯示,表殼上每一處的鏤空、曲線與空腔,均為實現結構強度、減重和隔熱的目標而設計,而這一復雜結構能夠通過3D打印技術輕松實現。
最終,由Scalmalloy高強鋁合金打造的表殼,實現了強度和輕量化的完美結合。實測結果是,整個表殼的重量僅有6.5g。
而筆者進一步查詢到,該公司在2023年推出的Monolith的3D打印鈦合金表殼重量為10克。很明顯,高強鋁的使用,將重量進一步降低。
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Barrelhand官網顯示,采用3D打印技術,表殼的隔熱性能比同等規格的實心鋼外殼提升了10倍。
此外,制造商還對表殼可以進行了II 型陽極氧化處理,用來增強表面硬度,使其更為耐用性進一步增強。由于材料本身鎂和鈧的微觀結構,該表殼還具有極強的耐腐蝕性。
筆者對這一陽極氧化處理進行了進一步的查詢。資料顯示,該處理過程在鋁合金表面長出一層氧化鋁陶瓷薄膜,可以顯著提升表面硬度,足以抵抗日常使用過程中的輕微刮擦。
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手表進行低溫測試
最終,手表的總重量僅31g,結合其他先進技術和材料的夾持,其性能也堪稱強悍。
對這款手表的嚴苛測試顯示,它能夠承受-120°C至+120°C的溫差變化和3000g加速度的沖擊,這意味著它能在劇烈撞擊、跌落等環境中極有可能完好無損。
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熱循環測試
Barrelhand致力于采用尖端技術和航天級材料,為人類地外生活設計制造尖端產品。
這款手表目前已經上市,價格非常昂貴,達到了9750美元。但該案例卻給消費電子領域3D打印技術的應用和材料選擇,提供了一條思路。
消費電子領域是否采納一種技術和材料,價格的影響因素非常大。當鈦合金的使用成本下探到制造商能夠接受的程度時,迎來了應用爆發。
相比鈦合金,Scalmalloy高強鋁的高價值屬性相對更強。但近年來由于國內制造商紛紛推出國產替代材料,其使用成本也在不斷降低。
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一個值得關注的消息是,彭博社記者馬克·古爾曼在今年3月報道指出,蘋果正在探索使用3D打印技術制作鋁合金組件,目標是未來用于制造Apple Watch表殼,也有可能用于iPhone機身外殼。
但采用3D打印鋁合金制造表殼、手機機身,目前仍在探索階段,尚無定論。目前應用較多的是用來制作眼鏡鏡架。
就鋁合金本身的材質來說,確實不足同樣明顯。就性能而言,其硬度很低,易被刮花。如果使用高強鋁,價格會與鈦合金接近。
你覺得這款采用3D打印鋁合金制造的高端手表,用一段時間后會被刮花嗎?
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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