當你以為 3D 列印只適合做模型或小型零件時，Apple 卻已經用它打造出數百萬個符合嚴苛標準的高品質鈦金屬錶殼。從 Apple Watch Ultra 3 到 Series 11，甚至延伸到極纖薄的 iPhone Air，新一代產品裡的再生鈦粉末全都以 3D 列印成形，讓材料利用率大幅提升、重量更輕、結構更強。這項技術原本被認為不可能量產，但 Apple 靠著材料科學的突破、雷射列印流程的極端精準，以及對環境永續的堅持，硬是把 3D 列印變成主力製程，進而推動邁向 2030 年碳中和的腳步。
Apple 革新製造秘密曝光：3D 列印如何打造全新鈦金屬 Apple Watch？
在一般人的印象中，3D 列印多半用於製作原型、小型零件，或是醫療領域的客製化模型。要用它來生產數百萬個、需要達到高精度與外觀要求的消費性電子產品，看起來幾乎不可能。然而，這正是 Apple 選擇挑戰的方向。當產品設計團隊提出「能不能用 3D 列印打造 Apple Watch 鈦金屬錶殼？」的那一刻起，Apple 便展開了一場跨越工程、材料科學與生產流程的革命。
Apple 產品設計副總裁 Kate Bergeron 回憶，當這個想法首次被提出時，沒有人能保證一定會成功，但所有人都認為這是值得投入的未來。於是團隊開始展開大量測試，從不斷製作樣品、優化流程到累積龐大資料，只為證明 3D 列印能真正符合 Apple 嚴苛的品質標準。今年，所有 Apple Watch Ultra 3 與 Apple Watch Series 11 的鈦金屬錶殼，已全面採用百分之百再生航太級鈦粉末列印製成，這在過去被視為幾乎不可能達成的規模。
對 Apple 來說，這項技術不只是「做得出來」而已，而是要做到更輕、更堅固、外觀更細膩、材料使用更有效率，同時也要符合 Apple 2030 的碳中和規劃。包括環境與供應鏈創新副總裁 Sarah Chandler 在內的團隊深知，3D 列印最大的價值在於材料效率。過去的鍛造工法會將大量金屬切削掉才能得到最終形狀，而 3D 列印能直接堆疊接近完整外型，讓鈦金屬使用量大幅減少。
這代表過去才能製作一個錶殼的材料，現在可以打造兩個。Apple 推估，光是今年就能節省超過四百公噸的原鈦金屬。再加上 Apple Watch 生產電力已全面來自風力、太陽能等再生能源，讓這項技術在環境上帶來的效益更加明顯。
然而，要讓 3D 列印真正進入量產，難度遠比想像中高。以 Apple Watch 鈦金屬錶殼為例，列印前必須先把原始鈦轉換成粉末，並且調整氧含量，因為鈦在高溫下極易氧化，稍有不慎便可能發生爆裂風險。粉末大小必須控制在五十微米左右，細緻程度接近超細沙粒，而每一層列印厚度只能有六十微米。所有這些都依賴六支雷射同步作業，堆疊超過九百層後才能形成一個錶殼。
在 3D 列印工廠中，整齊排列的白色機器像是一座座方形的樂高建築，日以繼夜地運作。每台機器都配備高精度檢流計與雷射模組，負責完成每一層粉末的均勻堆疊。Apple 團隊必須在速度與精度間找到平衡：速度要夠快，才能支撐全球銷量；精度要夠高，才能符合 Apple 對外觀與耐用度的要求。
3D 列印還為設計帶來傳統工法無法做到的優勢。以 Apple Watch 行動網路版本為例，錶殼內側有一條塑膠填充的結構，需要與金屬牢固黏合才能達到防水效果。透過 3D 列印，Apple 能在錶殼內側直接製作專屬紋理，讓塑膠與金屬的黏著力更高，而這是傳統鍛造難以實現的細節。
這一切背後，是多年技術累積而來的成果。Apple Watch 與 Vision 製造設計資深總監 J Manjunathaiah 博士表示，Apple 觀察 3D 列印技術已長達十年，並持續等待它成熟的時刻。當早期原型逐漸符合 Apple 需求時，團隊便開始以更大的規模投入金屬列印，將過去被視為「只能少量生產」的技術推進到主流製程。
而 3D 列印的應用也不只限於 Apple Watch。全新的 iPhone Air，其極薄的 USB-C 埠與金屬框體，同樣採用再生鈦粉末 3D 列印技術打造。在極薄結構中維持高強度，本身就象徵著材料科學與設計的突破。未來，Apple 也有可能將這項技術擴展至更多產品，開創更具彈性、更輕、更永續、但依舊堅固耐用的設計。
Chandler 表示，Apple 對永續的追求從來不是一次性的，而是希望讓整個系統因此改變。當產品設計、製造流程與環境目標能同時前進，就能帶來遠超過當下的長期效益。Apple Watch 的 3D 列印鈦金屬錶殼只是起點，而未來的 Apple 裝置將可能在這條路上走得更遠。
這便是 Apple 積極投入 3D 列印的原因。不是因為潮流，而是因為這是能讓科技與地球一起前進的技術方向。
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