Bước đột phá về quy trình hợp kim titan của Apple

Bắt đầu từ năm 2025, Apple đã thông báo rằng tất cả vỏ Apple Watch Ultra 3 và titan của Apple Watch Series 11 sẽ được sản xuất bằng quy trình in 3D và sử dụng bột titan tái chế 100% cấp độ hàng không vũ trụ. Điều này có nghĩa là công nghệ in 3D đã chính thức bước vào chuỗi sản xuất hàng loạt sản phẩm chủ lực của Apple từ giai đoạn xác minh nguyên mẫu.

Đồng thời, theo thông tin công khai, các bộ phận giao diện USB{0}}C của iPhone Air cũng sử dụng công nghệ hợp kim titan in 3D. So với quy trình rèn truyền thống, mức tiêu thụ vật liệu của bộ phận này giảm 33%, cung cấp hỗ trợ quy trình để hiện thực hóa cấu trúc giao diện mỏng hơn.

Vỏ titan của Apple sử dụng quy trình nấu chảy bột bằng laser (LPBF). Trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu, chất thải titan loại 5 được chuyển thành titan loại 23 với hàm lượng oxy thấp hơn và thành phẩm cuối cùng thể hiện các đặc tính của titan loại 5 thông qua việc tăng dần hàm lượng oxy trong quá trình in 3D. Quá trình này hiện thực hóa việc sử dụng-vòng khép kín của vật liệu titan{7}}cao cấp.

Về các thông số in cụ thể, độ dày của bột titan được kiểm soát ở mức 60 micron và quá trình nấu chảy bột được thực hiện bằng sáu tia laser và số lượng lớp xếp chồng lên nhau của một vỏ vượt quá 900. Việc kiểm soát quy trình chính xác này đảm bảo rằng các bộ phận được in ở mức tương đương với các quy trình sản xuất truyền thống về tính chất cơ học và độ chính xác về kích thước.

In 3D cải thiện đáng kể tính toàn vẹn của sản phẩm, hiện thực hóa việc đúc tích hợp cửa sổ ăng-ten và tối ưu hóa cấu trúc bịt kín chống thấm nước. Đồng thời, giao diện liên kết giữa nhựa và kim loại được cải thiện bằng cách in các họa tiết cụ thể. Những thiết kế này, trước đây dựa vào sản xuất trừ truyền thống, thường yêu cầu các bước lắp ráp bổ sung hoặc hy sinh một số tính toàn vẹn của cấu trúc, hiện đang được triển khai trong một hạng mục.

Cải thiện việc sử dụng vật liệu là lợi thế trực quan nhất của in 3D so với sản xuất trừ truyền thống. Theo Sarah Chandler, phó chủ tịch phụ trách đổi mới môi trường và chuỗi cung ứng của Apple, chỉ một nửa số nguyên liệu thô cần thiết cho in 3D titan là nguyên bản. "Giảm 50% là một thành tựu to lớn, có nghĩa là giờ đây bạn có thể tạo ra hai chiếc đồng hồ từ những vật liệu mà trước đây cần cho một chiếc đồng hồ."

Theo ước tính này, chỉ riêng titan đã làm giảm hơn 400 tấn lượng tiêu thụ nguyên liệu hàng năm của Apple. Đằng sau dữ liệu này là việc bảo tồn tài nguyên của toàn bộ chuỗi khai thác nguyên liệu thô, chuẩn bị bột, chế biến và đúc khuôn, phục vụ trực tiếp cho mục tiêu trung hòa carbon của toàn chuỗi ngành của Apple vào năm 2030.

Vào tháng 3 năm 2026, phóng viên Mark Gurman của Bloomberg tiết lộ rằng Apple đang phát triển công nghệ in 3D bằng hợp kim nhôm cho MacBook, iPhone và các sản phẩm khác trong tương lai. Từ hợp kim titan đến hợp kim nhôm, bối cảnh sản xuất bồi đắp của Apple tiếp tục mở rộng.

Đối với ngành điện tử tiêu dùng, ứng dụng-quy mô lớn của in 3D bằng hợp kim titan không chỉ là sự thay thế cho lộ trình xử lý mà còn là sự xác định lại ranh giới của các ứng dụng vật liệu-cao cấp.