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苹果钛金属3D打印技术深度解析:从iPhone Air到Apple Watch的创新之路

iFixit拆解报告与苹果官方揭秘同日亮相:钛金属3D打印成焦点

2025年11月19日,知名维修网站iFixit发布分析报告,声称通过深入拆解iPhone Air的USB-C接口,确认其采用了金属3D打印技术。iFixit认为,这标志着金属3D打印已步入大规模量产阶段。

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有趣的是,就在前一天(11月18日),苹果已在官网上详细介绍了钛金属款Apple Watch Series 11、Apple Watch Ultra 3的表壳以及iPhone Air的USB-C接口所采用的3D打印钛金属工艺。

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图片来源:iFixit

这情景就像一位专家费尽心思测量一个未开封的瓶子,最终得出“里面装的是水”的结论,却忽略了瓶身上明明白白贴着的“饮用水”标签,略显尴尬。

那么,这是否意味着iFixit“翻车”了呢?其实未必。一方面,iFixit可能早就开始研究iPhone Air USB-C接口的独特材质与工艺,只是报告发布稍晚,恰好比苹果官方披露晚了一天,造成了信息传播上的时间差。

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另一方面,这也与苹果此次采用的工艺特殊性密切相关。虽然统称为“3D打印”,但苹果的钛金属3D打印在具体实现上确实别具一格。

钛金属3D打印的技术挑战:难点何在?

苹果的钛金属3D打印究竟特别在哪里?首先,根据官方信息,其原料并非整块钛锭,而是直径约50微米的纯钛粉末。

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也就是说,苹果并非用激光从钛块中“雕刻”出外壳,而是通过激光将钛粉末逐层熔融、凝固成型,即“增材制造”。相比传统CNC切割,最大优势是大幅减少材料浪费。苹果称,这使他们能够使用100%回收钛材料,并减少50%的原料使用。

但这并不意味着成本降低。钛粉末极易氧化,一旦氧化,在激光高温下可能无法正常熔融,甚至引发爆炸。因此,控制生产环境的低氧含量是钛金属3D打印的首要难题。

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其次,3D打印的精度问题常令人担忧。普通3D打印件表面常有明显“层纹”,这正是民用3D打印机精度不足的体现。

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然而,苹果显然无法接受这样的精度。他们强调,改用钛金属3D打印固然是为了节约资源、实现100%可回收和2030碳中和目标,但绝不能牺牲品质。“3D打印出的部件必须与原有部件同等或更优”,Apple Watch Series 11的抛光镜面需光洁如新,Ultra 3则需保持耐用和轻量化。

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那么,苹果如何攻克精度难题?一方面,微米级、低氧储存的钛粉末为高精度奠定了基础。另一方面,每台金属3D打印机配备六激光器振镜系统,同时运行,每次打印层厚仅60微米,逐层打印超900次才形成一个完整表壳。之后还需经过两次“脱粉”、自动切割和光学检测,最终获得与传统工艺品质无异的金属件。

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iFixit在拆解中还发现,苹果金属3D打印件表面存在微米尺度的链状纹理,这在以往3D打印中从未见过。他们推测,苹果可能实践了6年前一篇论文中提出的“脉冲激光烧蚀技术”。该技术最初用于在钛表面形成抗菌结构,但也能增强3D打印件与其他材料(如注塑)的结合力。

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由于苹果技术文档中确实提及这一工艺细节,这也从侧面解释了iFixit报告“迟到”的原因:苹果使用的技术过于新颖,连专业分析机构也无法100%确定,只能等待官方公布后再发表猜测。

行业会跟进吗?答案是肯定的,但时机未到

纵观手机行业历史,苹果的新设计、新工艺常被其他厂商迅速“致敬”。那么,此次苹果在Apple Watch和iPhone Air上采用的钛金属3D打印技术,能否推动该工艺在手机领域普及呢?

在我们看来,恐怕很难。

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原因在于,苹果探索钛金属3D打印并非因为传统工艺造不出同等精度的部件,而是为了环保追求,减少浪费。其他厂商没有如此重的环保负担,加之金属3D打印本身难度大,他们可能缺乏主动切换的动力。

但另一方面,如果这一代苹果大规模使用钛金属3D打印只是为了环保,那么下一代呢?毕竟3D打印能实现更复杂、更精细的结构,这一点已在这一代产品的细微设计中得到印证。

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因此,我们有理由期待钛金属乃至更多金属3D打印工艺在苹果未来产品中发挥更大作用,创造出远超当前的结构精细度。而对整个手机行业而言,或许要到那时,大家才会“一拥而上”,真正拥抱这项改变行业的新技术。