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今年9月初，蘋果公司正式宣布在Apple Watch Series 11、Apple Watch Ultra 3及新款iPhone Air中應用金屬增材制造技術。這是蘋果公司首次確認使用金屬增材制造技術，但當時并未說明具體采用何種增材制造工藝。
蘋果公司已確認其手表外殼采用激光粉末床熔融增材制造技術
蘋果現已確認，其表殼生產采用了激光粉末床熔融增材制造技術。在此前官網的一篇發布中，公司闡述了采用增材制造技術的考量。蘋果公司表示：“這一切始于一個天馬行空的想法：如果3D打印技術——這種歷來用于制造原型的技術——能夠被用來生產數百萬個完全符合蘋果設計標準、采用高質量回收金屬且完全一致的表殼，會怎樣？”
“這不僅僅是一個構想——它是一個渴望成為現實的構想，”蘋果公司產品設計副總裁Kate Bergeron補充道，“一旦提出這個問題，我們立即開始對其進行測試。我們必須通過持續的原型制作、工藝優化和海量的數據收集來證明，這項技術能夠滿足我們所要求的高質量標準。”
所有Apple Watch Ultra 3和鈦金屬Apple Watch Series 11表殼均采用100%回收的航空級鈦金屬粉末通過增材制造而成。“蘋果的每個團隊都為一個共同的愿景全力以赴。Series 11的拋光鏡面必須完美無瑕。Ultra 3則必須保持其耐用性與輕量化形態，以滿足日常探險者的需求。兩者都必須在不影響性能的前提下更利于地球環境，并使用同等或更優質的材料。”
“在蘋果，每個團隊都將環境保護視為核心價值，”公司環境與供應鏈創新副總裁Sarah Chandler表示，“我們深知3D打印是一項在材料效率方面極具潛力的技術，這對于實現‘Apple 2030’目標至關重要。”
“Apple 2030”是蘋果公司旨在到2030年底在其整個價值鏈（包括制造供應鏈及產品全生命周期使用過程）實現碳中和的目標。目前，所有用于制造Apple Watch的電力均已來自風能、太陽能等可再生能源。
Apple Watch Series 11、Apple Watch Ultra 3（如上圖所示）以及新款iPhone Air的USB-C接口均由鈦金屬通過增材制造而成
采用增材制造技術使蘋果能夠以最接近最終成品形狀的方式生產部件。傳統上，機加工鍛造零件屬于減材工藝，需要去除大量原材料。這一轉變使得Ultra 3和Series 11鈦金屬表殼僅需使用前代產品一半的原材料。據蘋果估算，僅因這項新工藝，今年全年就將節約超過400公噸的鈦金屬原材料。過去十年間，蘋果報告稱其一直在增材制造領域進行實驗，當時該行業本身也剛起步。
“我們長期關注這項技術的成熟過程，目睹其原型制品越來越貼近我們的設計理念，”蘋果公司Apple Watch與Vision產品制造設計高級總監J Manjunathaiah博士表示，“減少產品材料用量一直是我們的目標。此前，我們無法通過3D打印規?；a外觀部件，因此我們開始嘗試用3D打印技術制造金屬外觀部件。”
每臺增材制造設備使用六臺激光器
增材制造設備
不出所料，蘋果并未透露其增材制造部件的具體生產商。但公司透露，每臺增材制造設備均配置了包含六組激光器的振鏡系統，這些激光器同步工作，通過超過900層的逐層堆疊來完成單個表殼的制造。
關于所使用的鈦金屬材料，Manjunathaiah博士解釋道：“粉末直徑必須控制在50μm，這相當于極細的沙粒。當激光照射時，含氧量與不含氧量的粉末會呈現不同特性，因此我們必須找到將氧含量維持在低水平的方法。”
Bergeron補充說明：“將每層厚度精準設定為60μm，意味著需要對粉末進行極其精細的刮平操作。為了實現規?；a，我們必須追求極限速度；而為了確保精度，又必須保持極限的細致。這種平衡讓我們在實現高效生產的同時，仍能精準達成設計目標。”
制造完成后，剩余的粉末將被回收并重復利用
從構建平臺取下后，系統會通過自動化光學檢測設備對每個表殼進行測量，核查其尺寸精度與外觀完整性。這是確保表殼進入最終處理環節前的最后一道質量關卡。
“機械工程師必須是全世界最擅長解決復雜拼圖難題的人，”Bergeron進一步闡述道，“他們將電路板、顯示屏、電池——所有最終組裝時需要裝入表殼的部件——進行精密整合。我們會在各環節進行測試以確保手表功能正常，隨后載入軟件并持續運行一段時間，驗證所有功能是否均符合我們的標準。”
增材制造技術實現了在鍛造工藝中無法完成的關鍵設計優化
增材制造的設計優勢
增材制造實現的另一項關鍵設計突破，是在傳統鍛造工藝無法觸及的位置增加了紋理結構。對于Apple Watch而言，這意味著能優化蜂窩網絡型號天線基座的防水工藝。在表殼內部，蜂窩網絡型號設有填充塑料的縫隙以實現天線功能，通過在金屬內表面設計特定紋理，蘋果實現了塑料與金屬間更牢固的結合。
這種設計靈活性還為新款iPhone Air的USB-C接口帶來了另一項優勢。通過采用相同回收鈦金屬粉末增材制造出帶有鈦金屬外殼的全新接口，蘋果使其在達到極致纖薄的同時仍保持出色耐用性。
“我們對推動系統性變革抱有非凡的決心，”Chandler補充道，“我們從不為了單次嘗試而行動——我們的目標是讓這種方式成為整個系統未來的運作標準。我們的北極星始終是設計出對人類和地球更友好的產品。當我們在設計、制造和環境目標之間實現無妥協的創新協同時，所產生的效益將遠超最初的想象。”
