
Apple Watch 最新一代的鈦金屬外殼,始於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「列印」出來的。
3D 列印這個詞,在很多人的腦海里仍停留在實驗室和原型階段:列印一隻概念零件、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。

為什麼是 3D 列印?
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,把多餘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 這樣的複雜造型來說,過去工程師常常得先做一個尺寸更大的鍛件,再慢慢從裡面「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。

增材製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
列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,獲得並使用可回收的鈦粉,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,並針對雷射參數進行了極為精細的調整。
每台印表機配備了一個振鏡系統,包含 6 束雷射,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,列印平台下移 60 微米——大約一根頭髮絲的寬度,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。

列印結束後,零件仍埋在粉末堆里,工程師通過真空吸取的方式清除多餘的粉末。

接著,使用超聲振動設備,對列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餘粉末完全清除。所有粉末都會被回收再利用。

隨後,成型的零件被金剛石線鋸從底板上小心翼翼地切割下來。
從粗糙到精緻:後處理的藝術

增材製造出的金屬零件,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、結構複雜、內外皆可見的產品。
於是,一門叫做「後處理」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、最後進行表面處理。Ultra 3 採用細膩噴砂,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 列印而犧牲質量。

▲ 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列印層紋。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
如果製造一枚表殼可以用傳統工藝解決,為什麼蘋果要冒著巨大的研發成本繞這麼大一個圈?
畢竟,普通用戶並不關心 Apple Watch 是不是 3D 列印的。
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、採用更低碳的運輸方式,以及通過材料創新提升回收比例。
3D 列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,列印可減少約 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 列印,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製成。
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 列印:製造的下一次進化
十五年前,蘋果用 CNC 工藝打造出 MacBook Unibody 一體成型機身,開啟精密製造的革命性時刻,推動了整整一代製造業升級。
蘋果能夠大規模集成 3D 列印鈦金屬,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製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台和工廠備件。這一模式是一致的:試點生產線成熟為可重複的生產,中等產量下經濟效益更好,並與數字質量系統更緊密集成。簡單來說,增材製造正從新奇走向常規。
專注金屬增材製造的專業機構 3DS Pro 認為,金屬 3D 列印這件事的意義不僅在於「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 列印,真的可以規模化做到消費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 列印的邏輯完全不同——它可以在元件內部做晶格結構,可以一次成型複雜的中空通道,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 列印造出來。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,它可以列印任何形狀。我們已經充分理解了鈦金屬的列印方式,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,「但它絕對是我們製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麼新的挑戰。」
「這絕不是一個終點,而是一個新的起點。」






