将50微米的金属粉末变成表壳,到底有多难

三易生活·2025年11月25日 07:28
这项技术的最大优势,是能带来更高的结构和设计精细度。

知名拆解网站的报告,几乎同一时间点与官方揭秘亮相

2025年11月19日,知名设备维修网站iFixit发布博文,宣称他们“深入挖掘”了iPhone Air的USB-C接口生产工艺,最终确认其使用了“金属3D打印”工艺进行生产。对此iFixit方面表示,这标志着金属3D打印技术已经正式迈入大批量量产阶段。

乍看之下,这好像就是个很普通的产品分析。但它比较不寻常的地方在于,实际上苹果方面在前一天,也就是2025年11月18日,苹果方面就已经在官网上线详细内容介绍了用于钛金属款Apple Watch Series 11和Apple Watch Ultra 3的表壳、以及iPhone Air的USB-C接口的3D打印钛金属工艺。

图片来自iFixit

这就有点滑稽了,因为就好比一个专家对着一个没开封的瓶子,用尽了各种测量手段之后得出结论“这里面装的是水”,但实际上瓶子上明明就有商品标签写着“饮用水”一样。

那么这是iFixit“现眼”了吗?这倒也不一定,毕竟一方面iFixit可能很早就开始研究iPhone Air上那不同寻常的USB-C接口材质和工艺,只是稿出得慢了些,刚好比苹果官方公开相关工艺信息晚了一天,所以就造成了一种信息传播上的“倒错感”。

另一方面,这也确实与苹果此次用的工艺细节有很大关系。简单来说,就是虽然大家都叫“3D打印”,但他们这次的钛金属3D打印工艺在具体的实现方式上,确实很有点特别之处。

钛金属3D打印,它到底难在哪

苹果此次用的钛金属3D打印到底特别在哪?首先,根据官方公布的信息显示,其所使用的原料并不是一整块的钛锭,而是大约50微米直径的纯钛粉末。

也就是说,苹果并不是用激光从一整块钛里“抠”出一个成型的外壳,而是用激光将原本粉末状的金属一点点“熔融”,令其在这个过程中“凝固”成想要的整体形状,也就是所谓的“增材制造”。与以往使用的CNC切割相比,它的最大好处就是可以大幅减少“边角料”的浪费。用苹果方面的话来说,这使得他们可以使用100%的回收钛材料,且减少50%的原料使用量。

不过这倒并不意味着制造成本就会降低,因为钛粉末容易氧化,而一旦氧化,在照射到高温激光的瞬间,这些材料就不会正常熔融,而是有可能直接爆炸。所以控制整个生产环境在低氧环境下,就是钛金属3D打印的第一步难题。

其次,有用过3D打印机的朋友,想必对于3D打印的精度都会有些“顾虑”。大家也经常可以看到一些3D打印件的表面有着明显的“层纹”,而这就是因为传统的、民用的3D打印机精度不够高,所导致的必然结果。

但这显然是苹果所不能接受的。正如他们所说的那样,换用钛金属3D打印的目的固然是为了节约原材料、实现100%的可回收利用,以及达成在2030年前完全碳中和的环保目标,但这不能以牺牲性能为代价,“3D打印出的原材料必须要比原来同等或者更优质”,以及“Apple Watch Series 11的抛光镜面外观一定要光洁如新,Apple Watch Ultra 3一定要保持耐用性和轻量化形态”。

那么,苹果是怎么解决3D打印精度难题的呢?一方面,前文已经提及的微米级别、且保存在低氧环境下的钛金属原料粉末,为苹果的金属3D打印工艺打下了“原材料高精度”的基础。另一方面,每台金属3D打印机都配备了包含六台激光器的振镜系统,它们会同时运行,每次打印的层厚仅有60微米,在逐层打印超过900次后,才会形成一个完整的手表表壳结构。接下来这些结构还要经过两次“脱粉”、自动切割和自动光学检测,才能最终变成与传统CNC或铸造工艺在品质上别无二致的完整金属件。

而且iFixit方面在拆解分析时发现,苹果的金属3D打印件在部分表面会形成微米尺度的链状纹理。由于这种纹理在过去的3D打印工艺上从未出现过,所以他们据此怀疑,苹果可能是实践了一篇6年前行业论文里提到过的“脉冲激光烧蚀技术”。据悉,该技术最初是为了在钛金属表面形成特殊的抗菌结构,但它也能用于增加3D打印金属件与其他材料(比如注塑)之间的结合力度。

由于在苹果方面公布的技术说明文档里,确实提到了这个工艺细节,所以这似乎也从侧面解释了iFixit此前那篇工艺分析“难产”、甚至于“迟到”的原因。因为苹果用的加工技术在学术层面也“太新”,以至于即便是专业的分析机构也不能100%确定他们的推论,所以不得不等到官方公布相关信息后,才敢发表这些猜测。

行业会跟风吗?会,但不是现在

纵观整个智能手机行业的发展历史不难发现,很多时候苹果所采用的新设计、新工艺,都会迅速被其他厂商用各种各样的方式去“致敬”。那么这便不禁让有些期待,苹果这次在Apple Watch、iPhone Air上所使用的钛金属3D打印技术,会不会也能推动这项工艺在智能手机上的普及呢?

在我们三易生活看来,恐怕这很难。

原因很简单,一方面苹果之所以要探索钛金属3D打印工艺,并不是说用传统办法(比如CNC)就造不出同样尺寸、同样精度的结构件,而是因为传统工艺浪费太大、不符合他们的环保追求。换句话说,当其他厂商没有那么重的“环保负担”,再加上金属3D打印本身又这么困难的情况下,他们可能也很难有主动切换到新工艺的动力。

但从另一方面来说,苹果在“这一代”的产品上首次大规模使用钛金属3D打印技术如果“只是”为了环保追求,那么下一代呢?毕竟3D打印能够做出更复杂、更精细结构的这件事,其实已经通过这一代产品中的一些极其细微的设计得到了证实。

因此我们完全可以期待,钛金属、甚至是更多类型的金属3D打印工艺,将有望在未来的苹果旗下产品线里发挥更大作用,创造出远超目前的结构和设计精细度。而对于整个手机行业来说,或许要等到那个时候大家才会“一拥而上”,开始拥抱这项已经开始改变行业的新技术、新工艺。

本文来自微信公众号“三易生活”(ID:IT-3eLife),作者:三易菌,36氪经授权发布。

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