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Apple's titanium alloy process breakthrough

在消費電子行業，鈦合金憑借高強度、低密度、優異的耐腐蝕性及生物相容性，被視為高端材料。然而，其加工難度高、材料利用率低等問題長期制約著規模化應用。近年來，蘋果公司將3D打印技術引入鈦合金部件的制造，正在改變這一局面。
規模化應用落地
自2025年起，蘋果宣布所有Apple Watch Ultra 3及鈦金屬款Apple Watch Series 11的表殼均采用3D打印工藝制造，并使用100%航空航天級再生鈦金屬粉末。這意味著3D打印技術已從原型驗證階段正式進入蘋果主力產品的量產序列。
與此同時，據公開消息，iPhone Air的USB-C接口部件同樣采用3D打印鈦合金工藝。相比傳統鍛造工藝，該部件的材料用量減少33%，為實現更薄的接口結構提供了工藝支撐。
核心工藝與技術細節
蘋果的鈦金屬表殼采用激光粉末床熔融（LPBF）工藝。在材料準備環節，將5級鈦廢料轉化為含氧量更低的23級鈦，并在3D打印過程中通過含氧量的逐步升高，使成品最終呈現5級鈦金屬的特性。這一過程實現了高端鈦材料的閉環利用。
在具體打印參數方面，鈦粉鋪粉厚度控制在60微米，采用六激光進行粉末熔融，單只表殼的堆疊層數超過900層。如此精密的工藝控制，確保了打印件在力學性能與尺寸精度上達到與傳統制造工藝相當的水平。
設計自由度與產品性能
3D打印顯著提升了產品的整體性，實現了天線窗口的一體成型與防水密封結構的優化。同時，通過打印特定紋理，改善了塑料與金屬的結合界面。這些在過去依賴傳統減材制造時往往需要額外裝配工序或犧牲部分結構完整性的設計，如今得以一體化實現。
材料利用率與環保效益
材料利用率提升是3D打印相較傳統減材制造最直觀的優勢。據蘋果環境與供應鏈創新副總裁Sarah Chandler介紹，在鈦金屬3D打印環節，所需原材料僅為原先的一半。“降低50%是一項巨大成就，這意味著你現在可以用此前一塊表所需的材料制造出兩塊表。”
據此估算，僅鈦金屬材質一項，蘋果每年減少的用料超過400噸。這一數據背后，是原材料開采、粉末制備、加工成型全鏈條的資源節約，直接服務于蘋果提出的2030年全產業鏈碳中和目標。
未來拓展
2026年3月，彭博社記者Mark Gurman披露，蘋果正在研發用于未來MacBook、iPhone等產品的鋁合金3D打印技術工藝。從鈦合金到鋁合金，蘋果的增材制造版圖仍在持續擴展。
對于消費電子行業而言，鈦合金3D打印的規模化應用不僅是一條工藝路線的替代，更是對高端材料應用邊界的一次重新定義。