增材制造三D打印技术研究(3D打印行业研究：3C行业应用钛合金最受益环节)

（报告出品方/作者：东北证券，韦松岭、凌展翔）

1.钛材加速导入3C行业，材料体系再次迎来革新

3C产品即电脑、通信和消费电子三类的总称。通信主要是指手机，消费电子则包括数码相机、电视机、随身听、电子辞典、影音播放器等。3C产品均需要外壳结构件进行支撑及保护，外壳结构件的材料体系跟随着产品的更迭及技术的进步不断变迁。以手机为例，手机边框材质经历了从塑料到金属的转变，目前金属边框主要使用了铝合金和不锈钢，但随着今年荣耀、苹果和小米等头部手机厂商纷纷在其产品中导入钛金属材料，3C产品外壳结构件的材料体系或将迎来新一轮的革新。

1.1.从塑料到金属，手机外壳材质不断变迁

手机外壳需要兼具美观和保护作用。随着通信和数字技术的飞速发展，手机在短短二十几年时间内，已经过了数次升级换代，成为科技进步的时代缩影，而手机外壳不仅是手机强有力的防护伞，能有效地减少灰尘的侵袭，降低意外摔落的损害，增强手机的使用寿命，更重要的是能提升使用者的产品体验。因此，制作手机外壳的材料要求具有强度高、耐热导热性良好、具有电磁屏蔽性、尺寸稳定、外观好等特点，而成形产品则向轻薄化方向发展，以达到保护、散热、美观的作用，这也对手机外壳的成形工艺提出了更高的要求。

早期的材质：塑料

早期的手机机身比较常见的材质是工程塑料。工程塑料包括聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPE）和聚丙烯腈（ABS）等。根据手机技术资讯公众号，常用于制造手机外壳的工程塑料主要有PC、ABS、PC+ABS三大类。这些工程塑料价格低廉、可塑性强、容易着色，例如诺基亚N9、HTC8X、iPhone5C等彩色智能手机，都是用的PC材料。但工程塑料的缺点较为明显，比如强度低，散热差，环境污染严重，廉价感等等，目前塑料材质的边框已使用较少。

全金属外壳：多采用铝合金和不锈钢

金属材质在智能手机发展历史中占据了重要的地位，金属本身具有较为高端质感，因此全金属边框在相当一段长的时间里垄断了旗舰手机的机身材质，其中运用最广泛的两种金属是铝合金与不锈钢。金属因其电磁屏蔽性导致手机的天线设计十分困难，因此采用全金属外壳方案的手机增加了各种“天线带”设计来增强天线信号。“天线带”多使用纳米注塑工艺制作，纳米注塑是指纳米成型技术(NMT，即NanoMoldingTechnology)，是金属与塑料以纳米技术结合的工艺，先将金属表面经过纳米化处理后，塑料直接射出成型在金属表面，让金属与塑料可以一体成形，塑料材质的“天线带”充当了信号导通的通道。

当前的主流形式：金属中框+玻璃后盖

随着无线充电功能在手机中的普及，全金属边框变得不再适用。在典型的无线充电板内部，都有一个直径约为一英寸半的缠绕10至20圈的线圈。在手机背部还有一个类似的配对线圈。充电板内的线圈采用大约1安培的交流电驱动，频率在200kHz左右。充电板中的电流产生磁场，反过来感应手机中的线圈产生电流。手机中的线圈连接在整流器上，将交流电转换成直流电，从而给手机充电。如果使用全金属边框，由于金属自身为导体，无线充电的过程中在磁场的作用下同样会产生感应电流，一方面造成了能量传输损失，另一方面会使得手机发热。玻璃背板由于电导率几乎为0，可以有效避免环绕电流的产生，此外，玻璃背板美观度高，有利于信号的接收。当下主流的中高端手机外壳形式多为金属中框+玻璃后盖，比如苹果公司从iPhoneX系列开始一直采用了金属中框+玻璃后盖的方案。

1.2.大厂纷纷入局，钛材引领新一轮3C材料体系革新

3C头部厂商近期纷纷发布钛材3C产品。今年7月，荣耀发布了MagicV2折叠屏手机，其中轴盖使用了钛合金材料，并在制程中采用了3D打印工艺，钛合金轴盖的应用是MagicV2得以将折叠屏手机厚度大幅降低的重要因素之一；今年9月，苹果在秋季发布会上发布了全新的iPhone15Pro手机和