冷知識：Apple Watch Ultra 3 和 Apple Watch Series 11 錶殼是以 3D 列印製成

一個冷知識，Apple 產品設計副總裁 Kate Bergeron 透露，今年，所有 Apple Watch Ultra 3 和 Apple Watch Series 11 鈦金屬錶殼都以 100% 再生航太級鈦粉末 3D 列印製成。

傳統上，鍛造零件的加工是減材製程，需要將大量材料切削去除。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，主要原因便是在於 3D 列印的積層製程中，物件會一層又一層堆疊成形，直到最接近所需的最終形狀，而達成這項成就也就代表著過去原本製作一只錶殼的材料，現在可以做出兩只，不只節省產品製造成本，同時也能有效節省的地球資源，Apple 推估，今年這項新製程就可節省超過 400 公噸的原鈦材料。

對於 Apple 而言，達成這項成就之前，必須要有兩個基本要求：

1.Apple Watch Series 11 的拋光鏡面處理必須完美無瑕。

2.Apple Watch Ultra 3 則必須維持耐用且輕量的特性。

不僅材料科學上的突破，以 3D 列印的 Apple Watch 也都必須在不犧牲效能、功能、美感與耐用度的前提下，達成量產能力、嚴格的可靠度測試，同時也必須確保 Apple 不會在 2030 年的減碳目標上退步。

「我們得透過不斷打樣、流程最佳化，以及大量的資料蒐集，證明這項技術足以達到我們對品質的高標準。」Apple 產品設計副總裁 Kate Bergeron 表示：「將每一層精準控制在 60 微米厚，也就是說，要非常細緻地將粉末推展開來。我們必須速度盡快，以便達到量產；同時又要在操作上盡可能慢，以確保精準。這讓我們得以顧及效率，同時達成設計方面的要求。」

從俯瞰角度，一排排方塊從地面凸起，就像白色的樂高摩天大樓，日以繼夜地運作。這些就是為 Apple Watch Ultra 3 和 Series 11 建構鈦金屬錶殼的 3D 列印機。

每台機器都配備一個內含六支雷射的檢流計，六支雷射會同時運作，反覆堆疊超過 900 層，以完成一個錶殼。但在列印開始前，原鈦必須先霧化成粉末，而這個過程需要調整其中的含氧量，以降低鈦在受熱時容易爆炸的特性。

Apple Watch 與 Vision 製造設計資深總監 J Manjunathaiah 博士解釋道：「粉末必須是 50 微米大小，就像非常細的沙子。雷射打在粉末上時，含氧與否會讓它的行為完全不同。所以我們必須找出如何讓含氧量保持在低水準。」

列印機完成作業後，操作人員會先將多餘的粉末從成形板上以真空方式吸除，這個步驟稱為粗略除粉 (rough depowdering)。由於列印的成品已接近錶殼所需的最終形狀，包含所有連接處，因此粉末仍可能殘留在錶殼的細縫與角落中。在精細除粉 (fine depowdering) 階段，超音波振動器會協助將這些殘留粉末完全清除。

在分離 (singulation) 過程中，一條細細的帶電金屬線會將各個錶殼鋸切分開，同時會噴灑冷卻液，以維持切割過程中的低溫。接著，自動光學檢測系統會測量每個錶殼，檢查其尺寸和外觀是否精準無誤。這是最終的品質檢查，確保錶殼已準備好進入後續的最後加工。

除了確保電路板、顯示器、電池......等等組裝與先前無異，3D 列印所帶來的另一項重要設計改良，是能在傳統鍛造工法無法加工的位置上列印紋理，這代表能夠改進行動網路錶款天線結構的防水製程。行動網路機型的錶殼內部有一條以塑膠填充的分隔結構，以便提供天線功能；而在金屬內側表面以 3D 列印製作特定紋理，使 Apple 得以提升塑膠和金屬之間的黏合效果。

另一個冷知識是：「用於製造 Apple Watch 的所有電力已全面來自風能、太陽能等再生能源。」Apple 2030 是公司設定的積極目標，要在 2030 年前，使整體足跡達到碳中和，涵蓋製造供應鏈以及產品的整個使用生命週期。Apple 環保與供應鏈創新副總裁 Sarah Chandler 表示：「Apple 每個團隊都把環境視為核心價值。我們知道 3D 列印在材料效率方面具有極大潛力，而這對達成 Apple 2030 目標非常重要。」

Apple 還透露，全新 iPhone Air 的 USB-C 埠，也是因為透過同樣的再生鈦粉末以 3D 列印而成，讓 Apple 得以打造出極纖薄卻堅固的設計。

談到下一步，Chandler 表示：「我們非常致力於推動整個系統的變革。我們做的事情從來不是只做一次，而是要讓它成為整個系統之後運作的方式。我們的指導原則始終是打造對人和地球更好的產品。當我們在設計、製造和環境目標之間做到無妥協的創新時，帶來的效益會比我們所能想像的更為巨大。」