Apple Watch錶殼竟是「印」出來的!Apple運用3D列印省下400噸稀有材料

Apple以3D列印鈦金屬Apple Watch錶殼,積極潮2030的碳中和目標邁進。圖/Apple提供

Apple以3D列印鈦金屬Apple Watch錶殼,積極潮2030的碳中和目標邁進。圖/Apple提供

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今年新推出的Apple Watch Ultra 3和Apple Watch Series 11竟然是用3D列印「印」出來的?!當你戴上這2款新手錶時,也正真實體驗著一場製造業革命。這2系列鈦金屬錶殼所採用的航太級鈦金屬,不再是傳統意義上「切削」成型,而是透過極為精密的3D列印技術「堆疊」而成。在過去被視為不可能實現的量產規模,如今已在Apple的生產線上成為現實。

這一切始於一個看似遙不可及的設想:「能否運用原本多用於製作原型的3D列印技術,來生產數百萬個完全符合Apple嚴苛設計 標準、且採用高品質再生金屬的錶殼? 」Apple產品設計副總裁Kate Bergeron坦言,這不只是一個點子,而是一個渴望成真的想法。團隊一提出這個問題,便立刻著手進行測試,透過不斷的打樣、流程最佳化與海量數據蒐集,證明這項技術足以達到他們對品質、美感與結構強度的極致要求。

這項技術變革的背後,隱藏著環境永續的積極目標。Apple環保與供應鏈創新副總裁Sarah Chandler強調,Apple的每個團隊都將環境視為核心價值,而3D列印在材料 效率方面展現的巨大潛力,對於達成Apple 2030的碳中和目標至關重要。傳統製造鍛造零件是減材製程 ,需要切削去除大量材料,造成浪費;而3D列印則採用積層製程,物件一層一層堆疊成形,直到最接近所需的最終形狀。

這項轉變讓Ultra 3和Series 11的鈦金屬錶殼能比前一代減少一半的原物料使用量,這對地球資源的節省非常可觀。Apple推估,光是今年,這項新製程就可省下超過400公噸的原鈦材料。

然而,儘管3D列印技術漸趨成熟,但要推向量產,過程仍舊充滿挑戰。對Apple而言,功能、美感和耐用度都是基本要求。再加上量產能力、嚴格的可靠度測試、效能,以及材料科學上的突破,同時也必須確保不會在2030年的減碳目標上退步。

在製造現場,一台台3D列印機如同白色樂高摩天大樓般日夜運作。每台機器配備的6支雷射同時作用,反覆堆疊超過900層,並將每一層精準控制在60微米厚。Apple Watch與Vision製造設計資深總監J Manjunathaiah博士解釋:原鈦必須先霧化成50微米大小的粉末,並嚴格控制含氧量。Bergeron強調:「這是最尖端的材料科學,並且必須在效率與設計要求之間取得完美的平衡。」

值得一提的是,3D列印帶來的設計彈性,解決了傳統工法難以處理的細節:它能在金屬內側表面列印出特定紋理,改進行動網路錶款天線結構的防水製程,並增強塑膠與金屬之間的黏合效果。

Bergeron表示,這項技術讓設計彈性比以往更大,如今在量產規模上以永續的方式達成這項突破,同時符合嚴苛的外觀和結構要求,為未來的產品設計帶來無限可能。

不只是Apple Watch,這項製程上的創新也悄悄應用在全新的iPhone Air上,Apple運用同樣的再生鈦粉末3D列印出USB-C 埠,成功實現了極纖薄卻又堅固的設計。

Chandler強調,Apple始終致力於推動整個系統的變革,以打造對人和地球更好的產品為指導原則,而在這場無妥協的創新中,所帶來的效益遠比想像中更為巨大。

在分離 (singulation) 階段,一條極細的金屬線會將所有零件從成形板上分離。圖/Apple提供

在分離 (singulation) 階段,一條極細的金屬線會將所有零件從成形板上分離。圖/Apple提供

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要在Apple Watch Series 11上呈現拋光鏡面效果、在Apple Watch Ultra 3上維持耐用且輕量的特性,都需要應用尖端的材料科學。圖/Apple提供

要在Apple Watch Series 11上呈現拋光鏡面效果、在Apple Watch Ultra 3上維持耐用且輕量的特性,都需要應用尖端的材料科學。圖/Apple提供

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3D列印新製程帶來巨大效益,光今年就可省下超過400公噸的原鈦材料。圖/Apple提供

3D列印新製程帶來巨大效益,光今年就可省下超過400公噸的原鈦材料。圖/Apple提供

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在精細除粉階段,會使用超音波振動器,將殘留在錶殼細縫與角落中的額外粉末清除。圖/Apple提供

在精細除粉階段,會使用超音波振動器,將殘留在錶殼細縫與角落中的額外粉末清除。圖/Apple提供

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20小時、超過900層列印完成後,錶殼便可進入最後的加工程序。圖/Apple提供

20小時、超過900層列印完成後,錶殼便可進入最後的加工程序。圖/Apple提供

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