不知不覺(jué)間，蘋(píng)果又做了一件大事。
前段時(shí)間，蘋(píng)果主動(dòng)「揭秘」，指其在Apple Watch Ultra 3等鈦金屬框架的產(chǎn)品上，采用了全新的「鈦金屬打印」工藝，甚至久違地為這一工藝推出了專(zhuān)門(mén)的宣傳視頻。
圖片來(lái)源：雷科技
單從這項(xiàng)宣傳的「直接影響」來(lái)看，這次工藝升級(jí)看似有些「失敗」，畢竟絕大多數(shù)Apple Watch Ultra用戶(hù)根本就沒(méi)有意識(shí)到蘋(píng)果更換了新的制造工藝，更不用說(shuō)體驗(yàn)到工藝升級(jí)背后的「技術(shù)提升了」。
但在小雷看來(lái)，這種「用戶(hù)看不出差別」的工藝改進(jìn)，恰恰證明了蘋(píng)果鈦金屬打印工藝的成功——能用更低的制造成本、維持相同的產(chǎn)品性能，同時(shí)良品率翻倍，原料浪費(fèi)也直線減少，相信有過(guò)機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)的朋友，都能理解這是多么巨大的成就。
那么，這項(xiàng)被稱(chēng)之為「3D打印」的鈦金屬制造工藝，又是怎么一回事呢？
和市面上的3D打印截然不同
如果把蘋(píng)果這次宣傳的「鈦金屬打印」放到整個(gè)3D打印體系里去看，它確實(shí)屬于增材制造的一類(lèi)，但這和大眾理解的3D打印與蘋(píng)果采用的技術(shù)完全不是同一種工具。
一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的3D打印技術(shù)有兩種：熱材料擠出打印（FDM）和光固化打印（SLA）。這兩種打印技術(shù)非常好區(qū)分：前者的耗材是一卷卷的「塑料」條（比如PLA），通過(guò)「加熱耗材-冷卻耗材」來(lái)固化；后者的耗材是特殊的光敏樹(shù)脂液，光頭在特定位置用特定波長(zhǎng)的光（通常為UV）照射固化，從而一層層堆疊出模型來(lái)。
圖片來(lái)源：Formlabs
和FDM方案相比，光固化的優(yōu)勢(shì)很明顯——SLA方案「拉」出來(lái)的模型細(xì)節(jié)保留遠(yuǎn)超F(xiàn)DM工藝。但無(wú)論它的成型質(zhì)量看起來(lái)多么「像金屬」，光固化模型終究是一種聚合物結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度、抗高溫、抗腐蝕方面都有天然的短板。它可以測(cè)試造型、驗(yàn)證裝配，無(wú)法用于制造手機(jī)、手表外殼。
說(shuō)回蘋(píng)果，蘋(píng)果這次使用的激光金屬熔融工藝（SLM），雖然看起來(lái)和光固化有點(diǎn)像，但核心技術(shù)大有不同：
圖片來(lái)源：Apple
激光金屬熔融工藝的核心在于讓金屬粉末在激光能量下熔融、堆疊成型。和SLA相比，SLM的原料不是樹(shù)脂液，而是數(shù)十微米級(jí)的鈦金屬粉末；能量也不是紫外線，而是多臺(tái)高能激光器；最終產(chǎn)物更不是塑料模型，而是可以進(jìn)行加工的金屬結(jié)構(gòu)體。
根據(jù)蘋(píng)果的介紹，他們限制了鈦粉原料的直徑，確保打印時(shí)將每一層厚度控制在60微米；多激光陣列同時(shí)打印的方式，也讓鈦粉原料更能形成連續(xù)致密的金屬組織。
盡管如此，金屬增材制造的「打印」只是開(kāi)端。打印出來(lái)的鈦結(jié)構(gòu)件內(nèi)部仍然存在少量孔隙和應(yīng)力，需要通過(guò)熱等靜壓進(jìn)行致密化處理，使內(nèi)部組織接近鍛件；表面也難以一次成型，離不開(kāi)后續(xù)的CNC精加工和拋光。
激光金屬熔融工藝開(kāi)啟「鈦金」時(shí)代？
從蘋(píng)果的流程來(lái)看，激光金屬熔融工藝并不是一個(gè)「打印完就能用」的技術(shù)，成型后的鈦結(jié)構(gòu)件依然要經(jīng)歷熱等靜壓、CNC精加工、拋光等流程。那既然激光金屬熔融工藝如此復(fù)雜，為什么蘋(píng)果還要直接用于生產(chǎn)呢？（據(jù)蘋(píng)果介紹，今年所有Apple Watch Ultra 3和鈦殼S11表殼均采用3D打印工藝制造）
原因其實(shí)很簡(jiǎn)單，激光金屬熔融工藝可以顯著降低生產(chǎn)過(guò)程的材料浪費(fèi)，同時(shí)提高良品率。
傳統(tǒng)的鈦加工依賴(lài)鍛件成形，必須從遠(yuǎn)大于成品的坯料開(kāi)始削減。而鈦金屬本身難切削、導(dǎo)熱差，一旦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的良品率就會(huì)「跳水」。事實(shí)上，采用鈦金屬的數(shù)碼產(chǎn)品之所以昂貴，其不可控的加工成本就占據(jù)了大頭。
圖片來(lái)源：Apple
而激光金屬熔融工藝就沒(méi)有這樣的問(wèn)題：不像傳統(tǒng)的金屬加工工藝那樣需要一個(gè)中間階段，激光金屬熔融在打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(píng)果給出的數(shù)字，激光金屬熔融技術(shù)能節(jié)約50%的原材料——「這意味著你現(xiàn)在可以用此前一塊表所需的材料制造出兩塊表了」。據(jù)Apple估算，得益于這一新工藝，僅在今年就節(jié)約了超過(guò)400噸的鈦原料。
除了節(jié)省原料，激光金屬熔融技術(shù)也能顯著提升鈦件的加工良品率。由于主要結(jié)構(gòu)已在打印階段完成，后續(xù)CNC只需要負(fù)責(zé)精度與表面質(zhì)量，而不再承擔(dān)大規(guī)模去料，因此加工風(fēng)險(xiǎn)也隨之下降。
此外，激光金屬熔融技術(shù)還帶來(lái)了傳統(tǒng)工藝無(wú)法想象的設(shè)計(jì)自由度。
圖片來(lái)源：Apple
以蘋(píng)果此次著重介紹的Apple Watch Ultra 3為例，復(fù)雜曲面在CNC體系中加工難度極大，必要時(shí)還需要多次換刀；智能手表的超小體積也限制了內(nèi)部加工的刀路，必要時(shí)還需要定制刀頭。但激光金屬熔融的加入，從工程角度上取消了設(shè)計(jì)的條條框框，讓那些因加工精度、成本而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)走向現(xiàn)實(shí)。
也正因如此，在雷科技看來(lái)，如果中國(guó)智能手機(jī)行業(yè)還希望在材質(zhì)上跟進(jìn)由蘋(píng)果掀起的「鈦金時(shí)代」，而不僅僅是停留在「鈦色」配色，必須跟進(jìn)激光金屬熔融工藝或激光燒結(jié)工藝，用全新的方式處理全新的材料。
國(guó)產(chǎn)手機(jī)用得上激光金屬熔融工藝嗎？
不過(guò)問(wèn)題也隨之而來(lái)，既然這是「鈦時(shí)代」的關(guān)鍵工藝，那為什么國(guó)產(chǎn)手機(jī)品牌不早點(diǎn)跟進(jìn)呢？
要說(shuō)國(guó)產(chǎn)品牌有沒(méi)有能力做激光金屬熔融工藝，答案當(dāng)然是肯定的。說(shuō)到底，激光金屬熔融工藝也是金屬增材制造的一種，而國(guó)內(nèi)增材制造產(chǎn)業(yè)鏈極為完整：從鈦粉霧化設(shè)備到激光金屬熔融成型機(jī)，再到后續(xù)的五軸CNC、自動(dòng)檢測(cè)，整個(gè)加工環(huán)節(jié)都具備規(guī)模化生產(chǎn)的能力。換句話(huà)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)廠商完全具備做激光金屬熔融鈦中框的「工業(yè)基礎(chǔ)」，不存在技術(shù)門(mén)檻。
對(duì)國(guó)產(chǎn)品牌來(lái)說(shuō)，激光金屬熔融工藝真正的難點(diǎn)在量產(chǎn)體系，而不是技術(shù)本身。
對(duì)蘋(píng)果來(lái)說(shuō)，一款智能手表賣(mài)幾千萬(wàn)臺(tái)根本不在話(huà)下；但和蘋(píng)果一年不超過(guò)5款手機(jī)的產(chǎn)品節(jié)奏相比，安卓旗艦機(jī)更新快、SKU多、代工分散，能用激光金屬熔融工藝的產(chǎn)品也相當(dāng)有限。如果排產(chǎn)不足，制造成本必然失控，制造性?xún)r(jià)比還不如鍛造甚至是CNC加工來(lái)得劃算。
圖片來(lái)源：小米
其次，安卓旗艦手機(jī)內(nèi)部的「資源競(jìng)爭(zhēng)」極為激烈，影像、轉(zhuǎn)軸、電池快充……每項(xiàng)功能都在搶預(yù)算，相比能直接改變體驗(yàn)的升級(jí)，鈦中框的價(jià)值相當(dāng)有限。不可否認(rèn)的是，激光金屬熔融工藝除了可以用來(lái)打印鈦中框，也可以用來(lái)制造折疊屏手機(jī)的轉(zhuǎn)軸關(guān)鍵部件。但轉(zhuǎn)軸部件的產(chǎn)量，對(duì)分?jǐn)偧す饨饘偃廴诠に嚨某杀疽琅f杯水車(chē)薪。
不過(guò)話(huà)又說(shuō)回來(lái)，激光金屬熔融工藝，對(duì)立志要沖擊高端市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)手機(jī)品牌來(lái)說(shuō)，同樣也是一條值得發(fā)展的技術(shù)路線。畢竟激光金屬熔融工藝沒(méi)有鍛造、CNC加工的局限性，通用性更強(qiáng)，既能做手表外殼、鏡頭飾圈，也能做屏幕轉(zhuǎn)軸甚至更大體積的部件。在雷科技看來(lái)，對(duì)國(guó)產(chǎn)品牌來(lái)說(shuō)，激光金屬熔融工藝并非不切實(shí)際的幻想。
蘋(píng)果要將機(jī)身材質(zhì)革命引向何方？
我們說(shuō)回蘋(píng)果，盡管蘋(píng)果最新一季的iPhone中，只有iPhone Air這個(gè)「非常設(shè)型號(hào)」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(jī)是iPhone 16同期立項(xiàng)的產(chǎn)品。但可以肯定的是，蘋(píng)果對(duì)鈦金屬中框、或者說(shuō)對(duì)鈦金屬的追求，絕對(duì)不會(huì)止步于iPhone Air。
大家都清楚，Apple Watch、iPad這類(lèi)「周邊產(chǎn)品」，一直都是蘋(píng)果的「試驗(yàn)田」，是iPhone未來(lái)新技術(shù)的「真機(jī)測(cè)試」。即使從工程的角度看，未來(lái)的「折疊屏iPhone」，也必然會(huì)用鈦金屬來(lái)保證機(jī)身與轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度。
圖片來(lái)源：雷科技
基于這一角度，再結(jié)合激光金屬熔融工藝的特點(diǎn)，雷科技認(rèn)為，鈦金屬在蘋(píng)果內(nèi)部還有更多的應(yīng)用；但和鈦金屬中框這種更利于宣傳的用法相比，未來(lái)的鈦金屬可能更強(qiáng)調(diào)實(shí)用意義。比如搭配回收鋁外殼，在轉(zhuǎn)軸、邊框中部、USB-C等特定位置打造鈦結(jié)構(gòu)件，為整體結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、或者用于制造傳統(tǒng)工藝難以加工的特殊部件。
至于到那時(shí)候，鈦中框還會(huì)不會(huì)再次流行？小雷沒(méi)法這么早下結(jié)論。就個(gè)人來(lái)說(shuō)，我對(duì)不銹鋼、鈦金屬等高強(qiáng)度材料邊框一直都喜愛(ài)有加；在iPhone 17 Pro改用鋁合金后，我也直接指出過(guò)「鋁框不如鈦框高端和耐用」。
但如果在鈦件的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)下，鋁合金中框也能像鈦框那樣耐用，那至少對(duì)大多數(shù)理性消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，「鋁鈦之爭(zhēng)」將不再重要。
