不知不覺間，蘋果又做了一件大事。前段時間，蘋果主動「揭秘」，指其在 Apple Watch Ultra 3 等鈦金屬框架的產品上，採用了全新的「鈦金屬列印」工藝，甚至久違地為這一工藝推出了專門的宣傳視訊。圖片來源：雷科技單從這項宣傳的「直接影響」來看，這次工藝升級看似有些「失敗」，畢竟絕大多數 Apple Watch Ultra 使用者根本就沒有意識到蘋果更換了新的製造工藝，更不用說體驗到工藝升級背後的「技術提升了」。但在小雷看來，這種「使用者看不出差別」的工藝改進，恰恰證明了蘋果鈦金屬列印工藝的成功——能用更低的製造成本、維持相同的產品性能，同時良品率翻倍，原料浪費也直線減少，相信有過機械加工經驗的朋友，都能理解這是多麼巨大的成就。那麼，這項被稱之為「3D 列印」的鈦金屬製造工藝，又是怎麼一回事呢？和市面上的3D列印截然不同如果把蘋果這次宣傳的「鈦金屬列印」放到整個 3D 列印體系裡去看，它確實屬於增材製造的一類，但這和大眾理解的 3D 列印與蘋果採用的技術完全不是同一種工具。一般來說，常見的 3D 列印技術有兩種：熱材料擠出列印（FDM）和光固化列印（SLA）。這兩種列印技術非常好區分：前者的耗材是一卷卷的「塑料」條（比如 PLA），通過「加熱耗材-冷卻耗材」來固化；後者的耗材是特殊的光敏樹脂液，光頭在特定位置用特定波長的光（通常為 UV）照射固化，從而一層層堆疊出模型來。圖片來源：Formlabs和 FDM 方案相比，光固化的優勢很明顯——SLA 方案「拉」出來的模型細節保留遠超 FDM 工藝。但無論它的成型質量看起來多麼「像金屬」，光固化模型終究是一種聚合物結構，在強度、抗高溫、抗腐蝕方面都有天然的短板。它可以測試造型、驗證裝配，無法用於製造手機、手錶外殼。說回蘋果，蘋果這次使用的雷射金屬熔融工藝（SLM），雖然看起來和光固化有點像，但核心技術大有不同：圖片來源：Apple雷射金屬熔融工藝的核心在於讓金屬粉末在雷射能量下熔融、堆疊成型。和 SLA 相比，SLM 的原料不是樹脂液，而是數十微米級的鈦金屬粉末；能量也不是紫外線，而是多台高能雷射器；最終產物更不是塑料模型，而是可以進行加工的金屬結構體。根據蘋果的介紹，他們限制了鈦粉原料的直徑，確保列印時將每一層厚度控制在 60 微米；多雷射陣列同時列印的方式，也讓鈦粉原料更能形成連續緻密的金屬組織。儘管如此，金屬增材製造的「列印」只是開端。列印出來的鈦結構件內部仍然存在少量孔隙和應力，需要通過熱等靜壓進行緻密化處理，使內部組織接近鍛件；表面也難以一次成型，離不開後續的 CNC 精加工和拋光。雷射金屬熔融工藝開啟「鈦金」時代？從蘋果的流程來看，雷射金屬熔融工藝並不是一個「列印完就能用」的技術，成型後的鈦結構件依然要經歷熱等靜壓、CNC 精加工、拋光等流程。那既然雷射金屬熔融工藝如此複雜，為什麼蘋果還要直接用於生產呢？（據蘋果介紹，今年所有 Apple Watch Ultra 3 和鈦殼 S11 錶殼均採用 3D 列印工藝製造）原因其實很簡單，雷射金屬熔融工藝可以顯著降低生產過程的材料浪費，同時提高良品率。傳統的鈦加工依賴鍛件成形，必須從遠大於成品的坯料開始削減。而鈦金屬本身難切削、導熱差，一旦結構複雜，加工的良品率就會「跳水」。事實上，採用鈦金屬的數位產品之所以昂貴，其不可控的加工成本就佔據了大頭。圖片來源：Apple而雷射金屬熔融工藝就沒有這樣的問題：不像傳統的金屬加工工藝那樣需要一個中間階段，雷射金屬熔融在列印階段便完成了大部分體積的成型，材料利用率大幅提高。按蘋果給出的數字，雷射金屬熔融技術能節約 50% 的原材料——「這意味著你現在可以用此前一塊表所需的材料製造出兩塊表了」。據 Apple 估算，得益於這一新工藝，僅在今年就節約了超過 400 噸的鈦原料。除了節省原料，雷射金屬熔融技術也能顯著提升鈦件的加工良品率。由於主要結構已在列印階段完成，後續 CNC 只需要負責精度與表面質量，而不再承擔大規模去料，因此加工風險也隨之下降。此外，雷射金屬熔融技術還帶來了傳統工藝無法想像的設計自由度。圖片來源：Apple以蘋果此次著重介紹的 Apple Watch Ultra 3 為例，複雜曲面在 CNC 體系中加工難度極大，必要時還需要多次換刀；智能手錶的超小體積也限制了內部加工的刀路，必要時還需要定製刀頭。但雷射金屬熔融的加入，從工程角度上取消了設計的條條框框，讓那些因加工精度、成本而無法實現的特殊結構走向現實。也正因如此，在雷科技看來，如果中國智慧型手機行業還希望在材質上跟進由蘋果掀起的「鈦金時代」，而不僅僅是停留在「鈦色」配色，必須跟進雷射金屬熔融工藝或雷射燒結工藝，用全新的方式處理全新的材料。中國國產手機用得上雷射金屬熔融工藝嗎？不過問題也隨之而來，既然這是「鈦時代」的關鍵工藝，那為什麼中國國產手機品牌不早點跟進呢？要說中國國產品牌有沒有能力做雷射金屬熔融工藝，答案當然是肯定的。說到底，雷射金屬熔融工藝也是金屬增材製造的一種，而國內增材製造產業鏈極為完整：從鈦粉霧化裝置到雷射金屬熔融成型機，再到後續的五軸 CNC、自動檢測，整個加工環節都具備規模化生產的能力。換句話說，中國國產廠商完全具備做雷射金屬熔融鈦中框的「工業基礎」，不存在技術門檻。對中國國產品牌來說，雷射金屬熔融工藝真正的難點在量產體系，而不是技術本身。對蘋果來說，一款智能手錶賣幾千萬台根本不在話下；但和蘋果一年不超過 5 款手機的產品節奏相比，Android旗艦機更新快、SKU 多、代工分散，能用雷射金屬熔融工藝的產品也相當有限。如果排產不足，製造成本必然失控，製造性價比還不如鍛造甚至是 CNC 加工來得划算。圖片來源：小米其次，Android旗艦手機內部的「資源競爭」極為激烈，影像、轉軸、電池快充……每項功能都在搶預算，相比能直接改變體驗的升級，鈦中框的價值相當有限。不可否認的是，雷射金屬熔融工藝除了可以用來列印鈦中框，也可以用來製造摺疊屏手機的轉軸關鍵部件。但轉軸部件的產量，對分攤雷射金屬熔融工藝的成本依舊杯水車薪。不過話又說回來，雷射金屬熔融工藝，對立志要衝擊高端市場的中國國產手機品牌來說，同樣也是一條值得發展的技術路線。畢竟雷射金屬熔融工藝沒有鍛造、CNC 加工的侷限性，通用性更強，既能做手錶外殼、鏡頭飾圈，也能做螢幕轉軸甚至更大體積的部件。在雷科技看來，對中國國產品牌來說，雷射金屬熔融工藝並非不切實際的幻想。蘋果要將機身材質革命引向何方？我們說回蘋果，儘管蘋果最新一季的 iPhone 中，只有 iPhone Air 這個「非常設型號」還保留著鈦金屬中框。甚至 iPhone Air 沿用鈦金屬中框，全因這款手機是 iPhone 16 同期立項的產品。但可以肯定的是，蘋果對鈦金屬中框、或者說對鈦金屬的追求，絕對不會止步於 iPhone Air。大家都清楚，Apple Watch、iPad 這類「周邊產品」，一直都是蘋果的「試驗田」，是 iPhone 未來新技術的「真機測試」。即使從工程的角度看，未來的「摺疊屏 iPhone」，也必然會用鈦金屬來保證機身與轉軸的強度。圖片來源：雷科技基於這一角度，再結合雷射金屬熔融工藝的特點，雷科技認為，鈦金屬在蘋果內部還有更多的應用；但和鈦金屬中框這種更利於宣傳的用法相比，未來的鈦金屬可能更強調實用意義。比如搭配回收鋁外殼，在轉軸、邊框中部、USB-C 等特定位置打造鈦結構件，為整體結構補強、或者用於製造傳統工藝難以加工的特殊部件。至於到那時候，鈦中框還會不會再次流行？小雷沒法這麼早下結論。就個人來說，我對不鏽鋼、鈦金屬等高強度材料邊框一直都喜愛有加；在 iPhone 17 Pro 改用鋁合金後，我也直接指出過「鋁框不如鈦框高端和耐用」。但如果在鈦件的結構補強下，鋁合金中框也能像鈦框那樣耐用，那至少對大多數理性消費者來說，「鋁鈦之爭」將不再重要。 (雷科技)
