一撮鈦粉末，如何變成 Apple Watch 最復雜的金屬結構？｜獨家專訪

2026-04-19 3d打印蘋果 Apple Watch

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Apple Watch 最新一代的鈦金屬外殼，始于一撮細密的金屬粉末。
沒有車床的轟鳴、火星，也沒有刀具切割金屬時那令人牙酸的摩擦聲，鈦金屬版的 Apple Watch 不是被切削出來的，而是被「打印」出來的。
3D 打印這個詞，在很多人的腦海里仍停留在實驗室和原型階段：打印一只概念零件、一段驗證思路的模型。而蘋果，第一次把它推入了消費電子的大規模量產線。
這還真不是炫技。

為什么是 3D 打?。 ?傳統的金屬加工是一道「做減法」的技藝：一整塊金屬，通過 CNC 加工（數控銑床）從四面八方切、銑、磨，把多余的部分一點點削切成目標的形狀，再進行打磨和拋光。
這種方式加工精度極高，卻免不了一個硬傷——浪費。
「金屬好不好加工，一用刀就知道。」鈦的優秀已經被無數行業肯定：輕、強、耐腐蝕，是天生的「工程好料」。但它同時也倔強固執：熔點高、延展性低，加工具有挑戰性。刀具磨損比加工鋁時快得多，時間被成倍拉長，還要不斷處理因「太硬」而帶來的種種麻煩。
對 Apple Watch 這樣的復雜造型來說，過去工程師常常得先做一個尺寸更大的鍛件，再慢慢從里面「雕刻」出想要的形狀。就如同從一塊巨石中鑿出一小尊雕像，壯觀，卻不夠高效。
增材制造徹底改寫了這套邏輯。它的思路，則是一次「加」的工藝——將材料一層層堆疊成形，如同用裱花袋擠出蛋糕的紋理，精準而克制。

60 微米、900 層：一枚表殼的成長軌跡打印從一撮回收的鈦粉開始。
「鈦金屬粉末之前是不存在的，」Kate Bergeron 是蘋果產品設計副總裁，還負責所有 Apple 產品的材料創新。她告訴愛范兒，獲得并使用可回收的鈦粉，本身就是一個巨大的突破。
鈦是一種堅硬而活躍的金屬，在高溫下甚至可能爆燃。為了保障安全，蘋果對原始鈦進行霧化處理，降低氧含量，并針對激光參數進行了極為精細的調整。
每臺打印機配備了一個振鏡系統，包含 6 束激光，每束光如同一支細筆，通過振鏡系統引導，在粉末表面融化出一層零件的橫截面。
完成一層，打印平臺下移 60 微米——大約一根頭發絲的寬度，再鋪上新的粉末層，繼續熔化。
經過 900 層的堆疊，表殼的雛形浮現。
打印結束后，零件仍埋在粉末堆里，工程師通過真空吸取的方式清除多余的粉末。
接著，使用超聲振動設備，對打印件進行更精細的清粉操作，確保將表殼內部縫隙和細小結構中的殘余粉末完全清除。所有粉末都會被回收再利用。
隨后，成型的零件被金剛石線鋸從底板上小心翼翼地切割下來。

從粗糙到精致：后處理的藝術增材制造出的金屬零件，其表面粗糙度遠無法滿足消費級產品的外觀要求，尤其像 Apple Watch Series 11 這樣要求拋光鏡面、結構復雜、內外皆可見的產品。
于是，一門叫做「后處理」的工藝開始了。
CNC 精修校正尺寸、噴砂或拋光塑造質感、注塑整合其他部件、最后進行表面處理。 Ultra 3 采用細膩噴砂，強化戶外的堅固觸感；Series 11 則追求幾乎照見人影的光滑度。
「我們對精度與結構完整性要求沒有任何降低。」Kate 強調，蘋果沒有因為 3D 打印而犧牲質量。
左圖顯示外殼表面紋理，右圖顯示拋光表面
拆解網站 iFixit也從側面印證了這一點，在顯微鏡下， Ultra 3 表殼的確隱約可見一些打印層紋。但在硬度測試中， Ultra 3 表殼與前代鍛造版本一樣，僅在莫氏硬度 6 級才會出現劃痕————比早期 Ultra 一代（硬度 5 級即劃傷）更為優秀。

環保是一場主動爭勝的技術戰 【一撮鈦粉末，如何變成 Apple Watch 最復雜的金屬結構？｜獨家專訪】如果制造一枚表殼可以用傳統工藝解決，為什么蘋果要冒著巨大的研發成本繞這么大一個圈？
畢竟，普通用戶并不關心 Apple Watch 是不是 3D 打印的。
答案藏在另一個更宏大的承諾里——
蘋果以 2015 年為基準，計劃實現 75% 的碳減排。主要路徑包括：推動供應鏈使用可再生能源、采用更低碳的運輸方式，以及通過材料創新提升回收比例。
3D 打印正好處在這三個方向的交匯點上。它不僅將鈦金屬的回收利用比例提升至 100% ，與鍛造相比，打印可減少約 50% 材料使用量，從源頭減少碳排放。
過去我們如果能提高 10%、15% 的材料效率，我們就已經非常興奮了。而現在，我們將材料使用量直接砍半——從碳排放角度來看，這是一次極其重大的勝利。
在蘋果環境和供應鏈創新副總裁 Sarah 眼中，環保從來不是被動的責任，而是一場需要主動出擊的技術戰役。而 3D 打印，正是這場戰役中的一件關鍵武器。
她所帶領的團隊，負責在蘋果全球供應鏈中貫徹兩個核心目標：一個是到 2030 年實現碳中和，另一個是終有一日，讓每一件產品都由回收和可再生材料制成。
據她透露，蘋果目前已完成 60% 的減碳任務，但剩下的減碳部分將越發艱難。
我們尋找的是那種既對地球有益，也對產品本身、對用戶體驗同樣有益的方案。

從 CNC 到 3D 打?。褐圃斕南亂淮謂?十五年前，蘋果用 CNC 工藝打造出 MacBook Unibody 一體成型機身，開啟精密制造的革命性時刻，推動了整整一代制造業升級。
蘋果能夠大規模集成 3D 打印鈦金屬，其他 OEM 廠商也能有信心跟進。
在過去的一個季度中，我們看到各大品牌將增材制造引入日常產品和運營中——從消費玩具和自行車組件到鞋類平臺和工廠備件。這一模式是一致的：試點生產線成熟為可重復的生產，中等產量下經濟效益更好，并與數字質量系統更緊密集成。簡單來說，增材制造正從新奇走向常規。
專注金屬增材制造的專業機構 3DS Pro 認為，金屬 3D 打印這件事的意義不僅在于「用上了新工藝」，而是它證明了一件以前幾乎沒人敢想的事——鈦金屬的 3D 打印，真的可以規?；龅较M電子所需的光潔度與公差控制。不是幾十件的試水，而是數百萬件的量產級別。
更重要的是，它所能帶來的創造力空間，也被正式打開。
傳統的減材加工，總要被刀具、彎折半徑、材料延展性這些邊界框住思路。但 3D 打印的邏輯完全不同——它可以在元件內部做晶格結構，可以一次成型復雜的中空通道，也可以實現傳統方法根本沒法加工的過渡幾何。
iPhone Air 是一個極好的例子：它的 USB-C 外殼，用的就是和 Apple Watch 一樣的回收鈦粉，用 3D 打印造出來。在這種工藝下，設計師不僅能保持結構強度與耐用性，還能實現極致的輕薄比例。
「這件事一開始是既令人興奮又讓人有點害怕的。」Kate 說，「因為理論上，它可以打印任何形狀。我們已經充分理解了鈦金屬的打印方式，接下來我們會探索如何將這項工藝應用到更多產品上。」
「現在談革命還為時尚早。」Kate 謹慎地說，「但它絕對是我們制造工具箱中新增的重要一環。」
接著，她說了一句特別「蘋果」的話：「天空才是極限。」
又像是給未來留了個伏筆：「我們很期待設計師們會用這項技術提出什么新的挑戰。」
「這絕不是一個終點，而是一個新的起點。」
何宗丞 (Jonathan Ho)
從技術的旁觀者與記錄者，成為技術影響生活方式的實踐者。
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