Buzz
Không chỉ dừng lại ở việc nâng cấp phần cứng, bộ đôi Apple Watch mới còn mở ra kỷ nguyên chế tác bền vững, lần đầu tiên áp dụng công nghệ in 3D quy mô lớn, tiết kiệm hơn 400 tấn titan mỗi năm.
Khi Apple ra mắt Apple Watch Ultra 3 và Apple Watch Series 11 trong sự kiện sản phẩm năm nay, người dùng chủ yếu tập trung vào các nâng cấp quen thuộc như chip, pin, cảm biến sức khỏe và tính năng luyện tập mới.
Tuy nhiên, ẩn sau những thay đổi dễ nhận diện ấy là một bước tiến lớn trong cách Apple chế tạo phần cứng, một chi tiết mà không phải ai cũng chú ý ngay từ đầu: phần khung titan của cả hai mẫu Apple Watch năm nay được sản xuất bằng công nghệ in 3D kim loại quy mô lớn.
Chỉ đến thời điểm này, Apple mới chia sẻ chi tiết về quy trình sản xuất, giúp người dùng hiểu rõ hơn về cách hãng đang đổi mới dây chuyền sản xuất và hướng tới phương pháp chế tạo hiệu quả hơn cho các thiết bị đeo trong tương lai.
Cuộc cách mạng từ "cắt gọt" sang "bồi đắp"
Theo Apple, toàn bộ phần vỏ của Apple Watch Ultra 3 và các phiên bản titan của Apple Watch Series 11 đều được chế tác bằng công nghệ in 3D, sử dụng 100% bột titan tái chế cấp độ hàng không vũ trụ. Đây là một thành tựu kỹ thuật mà trước đây giới chuyên môn chưa bao giờ tin là khả thi ở quy mô sản xuất công nghiệp lớn như của Apple.
Chuyển biến này đánh dấu sự chuyển giao rõ rệt từ phương pháp sản xuất truyền thống sang công nghệ hiện đại. Trước đây, việc tạo hình khung vỏ đồng hồ dựa trên gia công cắt gọt (subtractive manufacturing), yêu cầu loại bỏ lượng lớn vật liệu thừa từ các phôi đúc để đạt được hình dáng cuối cùng. Tuy nhiên, công nghệ in 3D mà Apple đang áp dụng là quy trình bồi đắp (additive manufacturing), giúp xây dựng vật thể theo từng lớp vật liệu chồng lên nhau cho đến khi đạt được thiết kế mong muốn.
Bằng việc sử dụng 100% bột titan tái chế, quy trình mới giúp giảm một nửa lượng vật liệu cần thiết, tiết kiệm hơn 400 tấn titan trong năm 2025.
Phương pháp này thực sự hiệu quả khi các mẫu Ultra 3 và Series 11 titan chỉ tiêu tốn một nửa lượng nguyên liệu thô so với các thế hệ trước. Apple ước tính rằng riêng trong năm nay, quy trình mới sẽ tiết kiệm hơn 400 tấn titan. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa chi phí mà còn đóng góp vào mục tiêu lớn của hãng: trung hòa carbon trong toàn bộ chuỗi hoạt động vào năm 2030, đặc biệt khi toàn bộ năng lượng sản xuất Apple Watch hiện tại đều đến từ các nguồn tái tạo như gió và mặt trời.
Hành trình 20 giờ và 900 lớp vật liệu
Để hiện thực hóa ý tưởng này, Apple đã trải qua một quá trình nghiên cứu kéo dài nhiều năm, với hàng loạt thử nghiệm nhằm tinh chỉnh công thức hợp kim và quy trình in 3D để giải quyết những thách thức đặc thù của titan.
Quy trình bắt đầu bằng việc nguyên tử hóa titan thô thành bột mịn, với hàm lượng oxy được kiểm soát chặt chẽ để loại bỏ tính chất dễ cháy của kim loại khi gặp nhiệt độ cao. Tại các máy in chuyên dụng, mỗi thiết bị được trang bị hệ thống điện kế với sáu tia laser hoạt động đồng thời, nung chảy và kết dính bột titan tái chế qua từng lớp mỏng. Quá trình này kéo dài đến 20 giờ để quét qua hơn 900 lớp vật liệu, dần dần hình thành cấu trúc khung vỏ vững chắc.
Bước 1. Mỗi máy in sử dụng một hệ thống galvanometer với sáu tia laser hoạt động đồng thời, kết hợp hơn 900 lớp bột titan tái chế để tạo thành một khung vỏ hoàn chỉnh.
Bước 2. Khi quá trình in hoàn thành, phần bột thừa sẽ được hút ra khỏi bề mặt in bằng phương pháp chân không trong công đoạn xử lý thô.
Sau khi quá trình in xong, các bộ phận sẽ được trải qua quy trình làm sạch nhiều bước tỉ mỉ. Đầu tiên, bột thừa sẽ được hút chân không, tiếp theo khung vỏ sẽ được đưa vào máy rung siêu âm để loại bỏ hoàn toàn các hạt bụi titan còn sót lại trong những khe nhỏ nhất. Cuối cùng, một sợi dây kim loại siêu mảnh sẽ được sử dụng để tách rời từng bộ phận khỏi đế in.
Bước 3. Máy rung siêu âm sẽ giúp loại bỏ bột thừa còn sót lại trong các khe nhỏ và chi tiết phức tạp của khung vỏ.
Bước 4. Trong công đoạn tách rời, các bộ phận sẽ được cắt khỏi đế in bằng một sợi dây kim loại cực kỳ mảnh.
Bước 5. Hệ thống kiểm tra quang học tự động sẽ kiểm tra kích thước và hình dáng của từng bộ phận lần cuối. Đây là bước cực kỳ quan trọng để đảm bảo mỗi khung vỏ đều đạt chuẩn trước khi chuyển sang công đoạn hoàn thiện bề mặt.
Sau 20 giờ và hơn 900 lớp vật liệu, những chiếc khung vỏ đã sẵn sàng cho công đoạn hoàn thiện cuối cùng.
Kết quả cuối cùng là những chiếc Apple Watch Ultra 3 vẫn giữ được độ bền vượt trội cho các nhà thám hiểm, trong khi Apple Watch Series 11 đạt được độ bóng hoàn hảo như gương nhờ vào sự tiến bộ trong khoa học vật liệu.
Tương lai của chế tác công nghệ bền vững
Việc chuyển sang công nghệ in 3D trên Apple Watch Ultra 3 và Series 11 không chỉ đơn thuần là việc tối ưu hóa chi phí hay giảm thiểu vật liệu thừa.
Sâu xa hơn, đây chính là lời giải thuyết phục mà Apple đưa ra cho thách thức lớn nhất của ngành công nghiệp hiện đại: làm thế nào để cân bằng giữa sản lượng khổng lồ và trách nhiệm bảo vệ môi trường.
Với hơn 400 tấn titan tiết kiệm mỗi năm và quy trình sản xuất hoàn toàn sử dụng năng lượng tái tạo, Apple đang thực hiện từng bước để đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2030, thay vì chỉ dừng lại ở những lời hứa suông. Quan trọng hơn, Apple đã chứng minh rằng sự đổi mới trong quy trình sản xuất không đồng nghĩa với việc hy sinh chất lượng sản phẩm. Người dùng vẫn nhận được sự tinh xảo và độ bền tuyệt vời, nhưng giờ đây, mỗi chiếc đồng hồ trên tay họ còn mang theo cả công nghệ chế tác tiên tiến và giá trị bền vững của tương lai.
