11月18日,苹果正式公布了Apple Watch Series 11和Ultra 3的突破性制造工艺——两种手表的钛金属表壳完全采用3D打印技术制造。与传统工艺流程相比,这一创新技术能减少超过一半的原材料消耗,有望助力苹果在2030年前实现碳中和目标。

根据苹果发布的新闻稿披露,所有Apple Watch Ultra 3和钛金属款Apple Watch Series 11的表壳均采用3D打印工艺制造。这项技术此前一直无法用于外观件的规模化生产,苹果经过长达十年的持续探索,终于将这种不可能变成了现实。

在生产车间里,一排排3D打印机正在为这两款手表制造钛金属表壳。每台设备都配备了六套激光器振镜系统,需要同步运行、逐层打印超过800次才能完成一个表壳的制作。在机器启动前,还需要将钛原料雾化成精细的钛粉末,并通过严格控制含氧量来降低钛金属受热时易爆炸的特性。

苹果的测算数据显示,与传统工艺相比,这两款手表在制造过程中实现了原材料使用率的大幅提升,仅今年就节省了400吨钛原料。
据介绍,机器中的粉末直径必须控制在50微米以内,相当于极细的沙粒。同时,工作人员需要设法保持低含氧量环境,因为激光照射粉末时,含氧和无氧的反应会截然不同。这意味着他们需要将每一层材料厚度控制在60微米,并对钛金属粉末进行细致的刮压处理。

经过20小时、900层打印后,这些成型的表壳终于可以进入精加工阶段。操作员会在构建版上吸去多余的钛粉,这一步骤被称为“粗脱粉”。完成后还要将表壳交由超声波振荡器进行“精脱粉”,以去除表壳缝隙中残留的粉末。

此外,工程师们还会在分离工序中使用纤细的带电金属丝,在各个表壳之间进行切割并喷洒液体冷却剂以降低切割的热量。随后这些表壳会被送上自动光学检测系统,检查尺寸和外观是否精确。

苹果表示,这种设计灵活性带来的好处不仅惠及Apple Watch,iPhone Air的USB-C接口也从中获益——其底部使用了同款再生钛金属粉末3D打印的外壳接口,实现了纤薄且坚固的外观设计。
