2026-03-18
티타늄 합금은 고품질의 경량 금속 구조 재료로서, 낮은 밀도, 높은 비강도 및 비파괴 인성, 우수한 피로 강도 및 균열 전파 저항성뿐만 아니라 뛰어난 내식성과 생체 적합성을 가지고 있습니다. 스테인리스강 및 알루미늄 합금과 비교하여 티타늄 합금은 3C 제품에서 경량화와 높은 내구성이라는 이중 요구 사항을 더 잘 충족시킬 수 있어 스마트폰, 스마트 웨어러블 기기, 노트북과 같은 3C 소비자 단말기의 새로운 재료 선택이 되고 있습니다.
휴대폰 산업에서 티타늄 합금은 주로 미드 프레임, 폴더블 스크린 힌지 부품의 스크린 지지판, 카메라 모듈 베젤, USB-C 포트와 같은 부품에 사용됩니다. 스마트 웨어러블 기기 산업에서 티타늄 합금은 주로 스마트워치 케이스/스트랩, 스마트 안경 프레임/힌지, 스마트 반지 본체, TWS(True Wireless Stereo) 본체에 사용됩니다. 노트북 산업에서 티타늄 합금은 노트북 힌지 및 쉘 구조 부품에 사용될 수 있습니다.
△ 초박형 플래그십 폰인 삼성 갤럭시 S25 엣지는 티타늄 주조 프레임을 특징으로 합니다.
△ Apple Watch Series 11은 내구성이 뛰어난 사파이어 크리스탈과 광택 처리된 항공우주 등급 티타늄을 특징으로 합니다.
△ Lenovo ThinkPad X1 Titanium의 A면은 티타늄과 탄소 섬유의 복합 재료를 사용합니다.
2023년부터 Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Honor, OPPO, VIVO와 같은 선도적인 3C 소비자 전자 제품 제조업체들은 티타늄 합금으로 만든 플래그십 제품을 적극적으로 출시하여 소비자 전자 제품 산업에서 티타늄 재료 응용 트렌드를 선도하고 3C 분야에서 티타늄 합금의 침투를 가속화하고 있습니다.
현재 3C 소비자 전자 제품에서 티타늄 합금 구조 부품의 가공은 주로 CNC 가공, 3D 프린팅 및 MIM(금속 분말 사출 성형) 공정을 사용하여 복잡한 구조 부품의 정밀 제조를 위한 여러 옵션을 제공합니다.
1. CNC 가공
CNC 가공은 컴퓨터 제어 공작 기계를 사용하여 가공하는 기술입니다. 다양한 금속 및 비금속 재료 가공에 적합하며 절삭(밀링 및 선반 가공 등) 및 연삭을 포함합니다. 높은 정밀도, 높은 효율성, 우수한 공작물 표면 품질 및 다양한 복잡한 구조에 대한 적용 가능성과 같은 장점을 제공합니다.
그러나 티타늄 합금의 높은 강도와 낮은 열전도율로 인해 가공이 어렵고 효율성이 낮으며 공구 마모가 심하여 제조 비용이 높아집니다. 그럼에도 불구하고 CNC 절삭 및 연삭 수율의 지속적인 개선과 비용의 지속적인 감소로 인해 CNC 가공 기술은 성숙해졌으며 높은 정밀도를 제공하여 티타늄 합금의 주류 가공 방법으로 남아 있습니다.
△ 삼성 갤럭시 S25 울트라는 견고한 티타늄 프레임을 특징으로 합니다.
2. 3D 프린팅
3D 프린팅은 적층 제조(AM)라고도 하며, 쾌속 프로토타이핑 기술입니다. 소프트웨어와 CNC 성형 시스템을 사용하여 레이어를 분할한 후 레이어별로 인쇄하여 객체를 구성합니다. 맞춤화, 낮은 폐기물, 정밀 제조, 복잡한 부품의 경량화와 같은 장점을 제공합니다.
기존 주조 공정에 비해 3D 프린팅의 가장 큰 장점은 압출, 단조, 주조 및 후처리와 같은 전통적인 제조 방법을 거치지 않고 원자재에서 직접 복잡한 부품을 자유롭게 제조할 수 있다는 것입니다. 거의 100%의 재료 활용도로 원하는 모양을 얻습니다. 3D 프린팅 기술은 납기 단축, 비용 절감, 복잡한 구조 부품 형성을 목표로 하며, 티타늄 합금 주물의 생산에 상당한 기술적 이점을 가지고 있습니다.
그러나 대부분의 경우 복잡한 제품을 생산할 때 최종 제품에 필요한 정밀도를 달성하기 위해 3D 프린팅과 CNC 가공을 결합해야 하는 경우가 많습니다.
현재 티타늄 합금 3D 프린팅 기술은 휴대폰 산업에서 대규모 응용을 달성했습니다. 예를 들어, Honor Magic V2는 힌지 커버 제조에 3D 프린팅을 사용하기 시작했으며, 이는 휴대폰에 티타늄 합금 재료가 대규모로 사용된 최초의 사례입니다. OPPO Find N5 폴더블 폰의 힌지 윙 플레이트와 외부 힌지 프레임 모두 3D 프린팅 티타늄 합금을 사용하여 초박형 및 소형화된 힌지를 달성하는 동시에 전체 강도를 향상시킵니다. iPhone Air의 USB-C 포트는 티타늄 3D 프린팅 기술을 사용하여 두께를 줄이고 강도를 높여 슬림한 디자인에 맞추면서 기존 제조 공정보다 재료 사용량을 33% 줄입니다.
△ Honor Magic V2의 힌지 커버는 티타늄 합금 3D 프린팅 기술을 최초로 사용했습니다.
△ iPhone Air의 티타늄 USB-C 포트는 3D 프린팅 기술을 사용합니다.
또한 스마트 웨어러블 분야에서 Apple의 최신 스마트워치 티타늄 합금 케이스도 3D 프린팅 기술을 사용하여 혁신적으로 제조되어 이전 모델에 비해 원자재를 50% 절약합니다.
△ Apple Watch Ultra 3 케이스는 100% 재활용 티타늄 3D 프린팅 기술을 사용하여 제조됩니다.
3. MIM(금속 분말 사출 성형)
MIM(금속 분말 사출 성형)은 근형상 성형 기술입니다. MIM 요구 사항을 충족하는 금속 분말과 바인더를 선택하고, 적절한 방법을 사용하여 특정 온도에서 균일한 사출 성형용 피드를 혼합하고, 피드를 과립화한 후 금형에 주입합니다. 결과로 얻은 녹색 본체는 탈지 및 소결되어 치밀화되어 최종 제품이 됩니다.
MIM 공정은 높은 원자재 활용도, 높은 성형 정밀도, 높은 생산 효율성을 제공하여 복잡한 구조의 대규모, 고속 생산에 적합합니다.
Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Edition은 항복 강도가 최대 900MPa인 더 견고하고 강한 TC-4 티타늄 합금을 사용합니다. 기존 가공 방법은 적용하기 어렵기 때문에 MIM 공정을 사용합니다. 후속 CNC 가공 및 표면 처리 후 Xiaomi 14 Ultra Titanium Special Edition의 미드 프레임이 형성됩니다.
△Xiaomi 14 Pro Titanium Special Edition의 미드 프레임은 MIM과 CNC 성형 공정의 하이브리드를 활용합니다.
요약하면, CNC 가공, 3D 프린팅 및 MIM은 3C 제품용 티타늄 합금 구조 부품 제조에서 각각 고유한 특성을 가지며, 정밀 제조 및 경량 설계를 위한 여러 옵션을 제공합니다.
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