Wizja, która początkowo wydawała się niemożliwa do zrealizowania, staje się faktem. Historycznie kojarzony głównie z szybkim prototypowaniem, druk 3D tytanu obecnie umożliwia masową produkcję obudów do zegarków Apple Watch Ultra 3 i Apple Watch Series 11. Zgodnie z rygorystycznymi standardami Apple, obudowy te są teraz wytwarzane z wysokiej jakości, w 100% przetworzonego proszku tytanowego klasy lotniczej.
Kate Bergeron, wiceprezes Apple ds. projektowania produktów, podkreśla, że kluczowe było udowodnienie zdolności tej technologii do spełnienia najwyższych standardów jakości poprzez ciągłe prototypowanie i optymalizację procesu.
Wydajność materiałowa dzięki technologii addytywnej
Zastosowanie technologii addytywnej, jaką jest druk 3D tytanu, przyniosło znaczącą poprawę w zakresie wydajności materiałowej. Proces druku 3D polega na nakładaniu kolejnych warstw. To umożliwia wytworzenie obiektu w kształcie bardzo zbliżonym do ostatecznego. W przeciwieństwie do tradycyjnej obróbki ubytkowej (gdzie materiał jest usuwany, a jego duża część staje się odpadem), podejście to pozwala na wykorzystanie zaledwie połowy surowca w porównaniu do poprzednich generacji tych produktów.
Jak wyjaśnia Sarah Chandler, wiceprezes Apple ds. środowiska i innowacji w łańcuchu dostaw, redukcja o 50% jest ogromnym osiągnięciem. Oznacza to, że z tej samej ilości materiału, z której wcześniej powstawał jeden zegarek, teraz można wyprodukować dwa. W efekcie tych działań Apple szacuje, że w ciągu roku uda się zaoszczędzić ponad 400 ton metrycznych surowego tytanu. Oszczędność ta bezpośrednio przyczynia się do realizacji ambitnego celu Apple 2030, jakim jest osiągnięcie neutralności węglowej.
Zaawansowana inżynieria materiałowa i proces druku
Wdrożenie druku 3D do masowej produkcji estetycznych części, takich jak obudowy zegarków, wymagało przełomów w inżynierii materiałowej. Dr J Manjunathaiah, starszy dyrektor Apple ds. projektowania produkcji dla Apple Watch, wskazuje, że firma od dawna obserwowała dojrzewanie technologii druku 3D.
Kluczowym wyzwaniem było atomizowanie surowego tytanu do proszku o średnicy 50 mikronów, zbliżonej do bardzo drobnego piasku. Należało również precyzyjnie kontrolować zawartość tlenu, który ma wpływ na zachowanie proszku podczas działania lasera. Sam proces drukowania odbywa się w specjalistycznych maszynach. Galwanometr steruje pracą sześciu laserów, nanoszących ponad 900 warstw, aby ukończyć pojedynczą obudowę.
Po wydruku następuje proces odsysania nadmiaru proszku, a następnie cięcia elektrycznym drutem w celu rozdzielenia obudów (singulacja). Ponadto, druk 3D tytanu umożliwił wprowadzenie tekstur w miejscach wcześniej niedostępnych w procesie kucia. Jest to istotne dla poprawy wodoszczelności obudowy anteny w modelach komórkowych, gdzie specjalna tekstura wewnętrznej powierzchni metalu pozwala na lepsze połączenie z tworzywem sztucznym.
Proces drukowania zajmuje dwadzieścia godzin, a każda obudowa składa się z ponad 900 precyzyjnych warstw. Źródło: https://www.apple.com/uk/newsroom/2025/11/mapping-the-future-with-3d-printed-titanium-apple-watch-cases/
Nowe możliwości projektowe i wpływ na system
Wprowadzenie druku 3D na skalę masową otwiera nieograniczone możliwości w zakresie elastyczności projektowania. Przykładem jest nie tylko Apple Watch, ale także port USB-C w nowym iPhone Air. Ten port, wyposażony w tytanową obudowę wykonaną w tej samej technologii, umożliwił Apple stworzenie niewiarygodnie cienkiej, a jednocześnie trwałej konstrukcji.
Jak zauważa Sarah Chandler, cel Apple wykracza poza jednorazowe działanie – chodzi o zmianę systemu. Innowacje te są dowodem na to, że zaangażowanie w kwestie środowiskowe i doskonałość projektową mogą iść w parze, przynosząc wykładniczo większe korzyści dla ludzi i planety.
