编者荐语：
通过增材设计思维在金属边框设计晶格结构，既能减轻重量，同时也有助于散热，针对不同位置设计不同类型的晶格结构还能起到缓冲效果，提高手机抗冲击能力。
以下文章来源于Inspire增材创新设计，作者Inspire_AMDesign
环保与高端的艰难抉择，苹果选择前者
曾几何时，钛合金边框还是iPhone Pro系列的骄傲。从2023年的iPhone 15 Pro系列开始，苹果首次将这种高端材质引入智能手机，让Pro Max的体重从240克成功“减重”至221克，告别了“半斤机”的称号。
谁曾想，仅仅两代之后，供应链传来消息：iPhone 17 Pro和Pro Max将放弃钛合金边框，改用铝合金材质。这一决定在科技圈引发轩然大波，是技术倒退还是另有隐情？
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环保为先：苹果的碳中和野心
苹果供应链分析师Jeff Pu在最新报告中揭晓了答案：这一改变主要是出于环保考量。与钛金属相比，铝的碳足迹显著降低。苹果的目标是在2030年实现整个价值链的碳中和，包括供应链和产品全生命周期。公司还计划最终只使用回收和可再生材料，结束对采矿业的依赖。
碳足迹衡量的是产品在整个生命周期中产生的温室气体排放总量，涵盖原材料采集、生产、运输、使用和废弃处理等环节。铝材的碳足迹比钛合金低约67%，这一差异促使苹果做出了看似“倒退”的材质选择。
据Jeff Pu透露，iPhone 17系列部分机型可能会被宣传为苹果首款碳中和的iPhone产品，这将是苹果环保之路上的重要里程碑。
设计大变革：拼接材质机身登场
除了材质改变，iPhone 17 Pro系列的设计也将迎来重大革新。根据最新爆料，新机将采用 “铝玻璃拼接后盖”设计：
- 中间区域：采用新一代超瓷晶玻璃，保留无线充电功能
- 周围区域：铝制金属边框和镜框，减轻整体重量
- 结构变化：机身后盖将分为三个部分，中框和镜框均为铝制金属
这种设计在提升抗弯强度约18%的同时，也带来了新挑战——跌落碎裂率可能增加5%。
知名爆料人刹那数码曾坚决否认Pro系列会降级为铝合金边框，认为苹果不会破坏Pro系列的高端定位。早期行业内的争议如今以环保派的胜利告终。
重量与信号的隐忧
这一材质变革带来的影响是多方面的：
重量优势仍在：铝制边框将继续保持iPhone的轻盈特性。尤其对iPhone 17 Pro Max来说，其厚度将达到8.725毫米，并可能配备不锈钢电池外壳，取消钛合金有助于平衡增加的重量。
信号挑战加剧：金属覆盖面增加可能影响手机信号。iPhone 17 Pro从中框到镜框都采用金属材质，这对本就信号表现平平的iPhone来说无疑是新挑战。
维修成本上涨：机身损坏的维修费用预计将更加昂贵。如果机身后盖损坏，金属镜框和玻璃后盖可能需要一起更换。参考当前iPhone后盖维修费用高达1298元，新设计的维修成本可能进一步攀升。
3D打印行业遭遇“冷水浇头”
这一决定对3D打印行业的冲击尤为显著。此前，行业普遍预期苹果将在iPhone中引入3D打印钛合金技术，多家企业已为此大举布局：
- 铂力特作为中国金属3D打印龙头企业，已部署上百台金属3D打印机，主要用于3C领域的钛合金零部件生产
- OPPO Find N5和荣耀Magic等折叠屏手机已率先采用3D打印钛合金铰链，材料强度提升150%，厚度降低20%
- 市场曾预期若iPhone采用钛合金中框，全球3D打印产业链将迎来爆发式增长
“当预期拉满之后，突然出现这样的一个转变，对于3D打印3C零部件的厂商来说，无疑是一个坏消息。”行业观察人士如此评价。
轻薄旗舰独享钛合金：iPhone 17 Air的特别待遇
有趣的是，虽然Pro系列放弃了钛合金，但另一款机型——iPhone 17 Air将成为钛合金材质的新宠。这款以轻薄为卖点的机型将部分采用钛金属材质，瞄准追求高端品质的消费者。
根据爆料，iPhone 17 Air的亮点包括：
- 极致轻薄：厚度仅5.5毫米，重量约145克，刷新iPhone历史纪录
- 材质创新：采用钛合金与铝合金混合材质边框
- 性能妥协：配备单摄像头，USB-C接口偏移至背面左侧，取消物理SIM卡槽
- 续航缩减：电池容量约3000mAh，续航较Pro Max减少约5小时
科技与环保的平衡之道
iPhone 17 Pro系列的材料选择反映了科技行业面临的共同挑战——如何平衡尖端技术创新与可持续环保责任。苹果的这一决策并非简单的技术倒退，而是基于全生命周期环保考量的战略调整。
长远来看，消费电子制造正经历深刻变革。3D打印技术正从单一工艺进化为数字制造体系的核心。尽管iPhone 17 Pro系列暂缓钛合金应用，但钛合金3D打印技术仍将在“性能敏感型”产品中持续发展：
- iPhone 17 Air等追求极致轻薄的机型
- Apple Watch Ultra等专业级穿戴设备
- 未来折叠屏手机的铰链部件（预计苹果2026年推出折叠屏手机）
如何在3D打印金属边框设计玩出新花样
除了改变材料体现极致轻量化，结构轻量化更能体现3D打印价值。通过增材设计思维在金属边框设计晶格结构，既能减轻重量，同时也有助于散热，针对不同位置设计不同类型的晶格结构还能起到缓冲效果，提高手机抗冲击能力。
1.高效热传导路径：精心设计的晶格结构（尤其是金属晶格，如铜、铝）能提供连续、高效的热传导路径。热量可以沿着晶格的骨架结构快速从核心热区传导至设备外壳或专门的散热区域。
2.可控形变吸收能量：当外力作用于晶格结构时，晶格的杆件或壁面会发生弯曲、扭曲或压缩等弹性或塑性形变。这个形变过程会大量吸收冲击能量，将其转化为材料内部的应变能（弹性形变）或通过微观断裂耗散掉（塑性形变）。
3.逐层溃缩：设计精妙的晶格（特别是能量吸收型晶格）在受到冲击时，会像汽车吸能盒一样发生可控的、逐层的塌缩溃缩。这种有序的破坏过程能最大化地吸收冲击能量，延长冲击力的作用时间，从而显著降低传递到内部核心部件的峰值冲击力。
4.轻量化优势：晶格结构大部分是空心的，在提供优异缓冲性能的同时，能保持极低的重量。这对于追求便携性的消费电子产品和重量敏感的航空航天领域至关重要。
当绿色钛合金与高效打印技术成熟时，我们可能见证钛合金以更环保的姿态回归主流产品线，实现科技与地球的真正和解。
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