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一撮钛粉末,如何变成 Apple Watch 最复杂的金属结构?|独家专访

作者 何宗丞
2025年11月18日 22:00

 

Apple Watch 最新一代的钛金属外壳,始于一撮细密的金属粉末。

没有车床的轰鸣、火星,也没有刀具切割金属时那令人牙酸的摩擦声,钛金属版的 Apple Watch 不是被切削出来的,而是被「打印」出来的。

3D 打印这个词,在很多人的脑海里仍停留在实验室和原型阶段:打印一只概念零件、一段验证思路的模型。而苹果,第一次把它推入了消费电子的大规模量产线。

这还真不是炫技。

为什么是 3D 打印?

传统的金属加工是一道「做减法」的技艺:一整块金属,通过 CNC 加工(数控铣床)从四面八方切、铣、磨,把多余的部分一点点削切成目标的形状,再进行打磨和抛光。

这种方式加工精度极高,却免不了一个硬伤——浪费。

「金属好不好加工,一用刀就知道。」钛的优秀已经被无数行业肯定:轻、强、耐腐蚀,是天生的「工程好料」。但它同时也倔强固执:熔点高、延展性低,加工具有挑战性。刀具磨损比加工铝时快得多,时间被成倍拉长,还要不断处理因「太硬」而带来的种种麻烦。

对 Apple Watch 这样的复杂造型来说,过去工程师常常得先做一个尺寸更大的锻件,再慢慢从里面「雕刻」出想要的形状。就如同从一块巨石中凿出一小尊雕像,壮观,却不够高效。

增材制造彻底改写了这套逻辑。它的思路,则是一次「加」的工艺——将材料一层层堆叠成形,如同用裱花袋挤出蛋糕的纹理,精准而克制。

60 微米、900 层:一枚表壳的成长轨迹

打印从一撮回收的钛粉开始。

「钛金属粉末之前是不存在的,」Kate Bergeron 是苹果产品设计副总裁,还负责所有 Apple 产品的材料创新。她告诉爱范儿,获得并使用可回收的钛粉,本身就是一个巨大的突破。

钛是一种坚硬而活跃的金属,在高温下甚至可能爆燃。为了保障安全,苹果对原始钛进行雾化处理,降低氧含量,并针对激光参数进行了极为精细的调整。

每台打印机配备了一个振镜系统,包含 6 束激光,每束光如同一支细笔,通过振镜系统引导,在粉末表面融化出一层零件的横截面。

完成一层,打印平台下移 60 微米——大约一根头发丝的宽度,再铺上新的粉末层,继续熔化。

经过 900 层的堆叠,表壳的雏形浮现。

打印结束后,零件仍埋在粉末堆里,工程师通过真空吸取的方式清除多余的粉末。

接着,使用超声振动设备,对打印件进行更精细的清粉操作,确保将表壳内部缝隙和细小结构中的残余粉末完全清除。所有粉末都会被回收再利用。

随后,成型的零件被金刚石线锯从底板上小心翼翼地切割下来。

从粗糙到精致:后处理的艺术

增材制造出的金属零件,其表面粗糙度远无法满足消费级产品的外观要求,尤其像 Apple Watch Series 11 这样要求抛光镜面、结构复杂、内外皆可见的产品。

于是,一门叫做「后处理」的工艺开始了。

CNC 精修校正尺寸、喷砂或抛光塑造质感、注塑整合其他部件、最后进行表面处理。Ultra 3 采用细腻喷砂,强化户外的坚固触感;Series 11 则追求几乎照见人影的光滑度。

「我们对精度与结构完整性要求没有任何降低。」Kate 强调,苹果没有因为 3D 打印而牺牲质量。

▲ 左图显示外壳表面纹理,右图显示抛光表面

拆解网站 iFixit 也从侧面印证了这一点,在显微镜下,Ultra 3 表壳的确隐约可见一些打印层纹。但在硬度测试中,Ultra 3 表壳与前代锻造版本一样,仅在莫氏硬度 6 级才会出现划痕————比早期 Ultra 一代(硬度 5 级即划伤)更为优秀。

环保是一场主动争胜的技术战

如果制造一枚表壳可以用传统工艺解决,为什么苹果要冒着巨大的研发成本绕这么大一个圈?

毕竟,普通用户并不关心 Apple Watch 是不是 3D 打印的。

答案藏在另一个更宏大的承诺里——

苹果以 2015 年为基准,计划实现 75% 的碳减排。主要路径包括:推动供应链使用可再生能源、采用更低碳的运输方式,以及通过材料创新提升回收比例。

3D 打印正好处在这三个方向的交汇点上。它不仅将钛金属的回收利用比例提升至 100%,与锻造相比,打印可减少约 50% 材料使用量,从源头减少碳排放。

过去我们如果能提高 10%、15% 的材料效率,我们就已经非常兴奋了。而现在,我们将材料使用量直接砍半——从碳排放角度来看,这是一次极其重大的胜利。

在苹果环境和供应链创新副总裁 Sarah 眼中,环保从来不是被动的责任,而是一场需要主动出击的技术战役。而 3D 打印,正是这场战役中的一件关键武器。

她所带领的团队,负责在苹果全球供应链中贯彻两个核心目标:一个是到 2030 年实现碳中和,另一个是终有一日,让每一件产品都由回收和可再生材料制成。

据她透露,苹果目前已完成 60% 的减碳任务,但剩下的减碳部分将越发艰难。

我们寻找的是那种既对地球有益,也对产品本身、对用户体验同样有益的方案。

从 CNC 到 3D 打印:制造的下一次进化

十五年前,苹果用 CNC 工艺打造出 MacBook Unibody 一体成型机身,开启精密制造的革命性时刻,推动了整整一代制造业升级。

苹果能够大规模集成 3D 打印钛金属,其他 OEM 厂商也能有信心跟进。

在过去的一个季度中,我们看到各大品牌将增材制造引入日常产品和运营中——从消费玩具和自行车组件到鞋类平台和工厂备件。这一模式是一致的:试点生产线成熟为可重复的生产,中等产量下经济效益更好,并与数字质量系统更紧密集成。简单来说,增材制造正从新奇走向常规。

专注金属增材制造的专业机构 3DS Pro 认为,金属 3D 打印这件事的意义不仅在于「用上了新工艺」,而是它证明了一件以前几乎没人敢想的事——钛金属的 3D 打印,真的可以规模化做到消费电子所需的光洁度与公差控制。不是几十件的试水,而是数百万件的量产级别。

更重要的是,它所能带来的创造力空间,也被正式打开。

传统的减材加工,总要被刀具、弯折半径、材料延展性这些边界框住思路。但 3D 打印的逻辑完全不同——它可以在元件内部做晶格结构,可以一次成型复杂的中空通道,也可以实现传统方法根本没法加工的过渡几何。

iPhone Air 是一个极好的例子:它的 USB-C 外壳,用的就是和 Apple Watch 一样的回收钛粉,用 3D 打印造出来。在这种工艺下,设计师不仅能保持结构强度与耐用性,还能实现极致的轻薄比例。

「这件事一开始是既令人兴奋又让人有点害怕的。」Kate 说,「因为理论上,它可以打印任何形状。我们已经充分理解了钛金属的打印方式,接下来我们会探索如何将这项工艺应用到更多产品上。」

「现在谈革命还为时尚早。」Kate 谨慎地说,「但它绝对是我们制造工具箱中新增的重要一环。」

接着,她说了一句特别「苹果」的话:「天空才是极限。」

又像是给未来留了个伏笔:「我们很期待设计师们会用这项技术提出什么新的挑战。」

「这绝不是一个终点,而是一个新的起点。」

从技术的旁观者与记录者,成为技术影响生活方式的实践者。

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不止腾讯!苹果应用生态罕见开放,小程序终于「合法」存在

作者 何宗丞
2025年11月14日 05:59

苹果终于对「小程序」松手了。

就在刚刚,苹果悄然发布了一个可能会改变应用生态的计划——小程序合作伙伴计划(Mini Apps Partner Program),正式宣布为小程序建立制度化的合规框架。

「小程序」是介于网页与 App 之间的轻应用形态——用 HTML5 和 JavaScript 写成,即开即用,轻得像一张网页,却能完成一次支付、一次服务流程、一次游戏体验。

 

另昨晚彭博社报道,腾讯与苹果达成协议,苹果将可以从微信小程序和小游戏中抽成 15%。小程序合作伙伴计划得以在中国推行,与该协议的关系巨大。

小程序的商业化曾被挡在 iOS 门外

在中国,小程序在微信、抖音、支付宝里已经演化出数以亿计的日活,早已成为移动互联网的基础设施。但在 iOS 上,它一直活得很「边缘」。

开发者可以用 HTML5 把它嵌进一个 App 里,却无法触达系统能力:不能用苹果的内购体系、不能管理年龄层级、不能透明呈现商品目录,也无法建立稳健商业模式。

能做的,往往只有一件事——靠广告吃饭。

轻游戏只能加激励视频,工具类只能上 banner。想要靠内容或服务收费却几乎没有路径。更别说要搞生态、搞分发、搞平台,几乎是天方夜谭。

苹果过去并不欢迎「App 里的 App」,也不希望任何超级 App 在 iOS 内部复制一个「小程序平台」。这让许多开发者困在尴尬地带:小程序的商业化是刚需,但 iOS 的制度无法容纳。

直到今天。

小程序的形态,在苹果那里第一次被正式写下来

在这次发布中,苹果第一次给出官方表达:Mini App 是「基于 Web 技术,如 HTML5 和 JavaScript 构建的自包含体验」,它不直接出现在 App Store,而是分发在一个更大的宿主 App 内,让用户无需安装即可访问内容、服务或小游戏。

也就是说,小程序在 iOS 上终于不是灰色地带,而是被承认、被规范、被商业化的应用形态。

奇妙的是,它看起来像中国人早已熟悉的小程序,但逻辑完全是「苹果式的」。

它所有规则、能力、开放边界都基于苹果过去几年陆续构建的一套基础 API:包括集成高级商务 API、采用声明年龄范围 API。

「Advanced Commerce API」高级商务 API 是苹果过去一年最重要的商业基础设施,专为「内容目录庞大、复杂、动态」的 App 设计。小程序使用它意味着:支付必须走苹果官方通道,商品、价格、内容目录必须透明,购买记录、退款、消费状态必须可追踪。这给了小程序正式商业化能力,也给了苹果监管底层数据的方式

此外,宿主应用必须支持「Declared Age Range API」来标注年龄范围。过去小程序全靠宿主 App 的年龄分级,而现在系统允许一个 13+ 的 App 托管一个 18+ 的小游戏,只要它使用 Declared Age Range API 进行自动识别与访问控制。系统会在不暴露隐私的前提下根据用户年龄自动放行或拦截,让开发者能提供真正适龄的内容。

另外,苹果还要求宿主 App 必须同时提供 iOS 与 iPadOS 版本——也就是说,一个想托管小程序的平台型应用,不能只在 iPhone 上存在,而必须在 iPad 上保持完整体验。这既保证了用户在不同设备上的一致性,也让小程序的分发能力不再被设备类型割裂。

这套政策组合,几乎等于把小程序拉进了 App Store 的监管系统里。

焦点来了:苹果把抽成直接降到 15%

当宿主 App 满足了苹果上述所有要求,它就能加入 Mini Apps Partner Program。而苹果给的回报非常直接:

小程序(由其他开发者制作)的数字商品收入,只有 15% 抽成。

 

考虑到传统 App 内购抽成是 30%,而小程序等轻量应用的收入通常来自长尾的服务或小游戏,抽成直接腰斩,会对开发者产生立竿见影的吸引力。

苹果为什么在这个时刻「放行」?

从苹果的角度看,这一步其实是多重力量共同作用的结果。

监管当然是最现实的一条。欧盟的 DMA 要求平台开放支付、开放分发,苹果需要在不失去生态控制权的前提下提供更灵活的应用形态。小程序让用户可以在不侧载、不跳出 App Store 系统的情况下,获得更轻的服务;开发者可以在一个更低成本的体系里分发功能;而所有的支付、审核和关键 API,仍然牢牢掌握在苹果手中。

这是一种「可控的开放」。

另一股力量来自应用形态本身。全球的超级 App 都在向平台化演变,必然会在它们内部生长出轻应用层。

过去苹果最担心的,是任何一个 App 变成「App Store 内的 App Store」,削弱系统层的主导权。但当生态已经走到这一步,它选择的不是继续阻挡,而是把规则写清楚、把入口设好:你可以托管小程序,但你必须接入我的年龄机制、支付机制、审核机制,你必须告诉我用户买了什么、退了什么,你必须用我能理解、能监管的方式运行。

第三股力量更隐蔽,却可能影响更长远 —— AI。

应用正在被拆解成一个个可调度的 action,而 Mini App 的轻量特征,恰好让它成为系统级 AI 最容易调用的能力单元。当未来的 Siri、未来的系统级智能助手帮用户完成任务时,它们不需要唤醒一个完整 App,有一个小程序式的组件就够了:订一张票、查一个订单、完成一次支付、打开一段小游戏。

小程序不是未来界面的终点,但它很可能是未来「意图层」和「功能层」之间的桥。

对行业有什么影响?

这是一次看似温和、实则深远的变化。Web 技术在移动端沉寂已久,如今又被苹果重新推回舞台:轻量工具、便民服务、小型功能闭环、休闲 H5 游戏,都将迎来新的分发路径。如果说十年前乔布斯说「Web App 才是未来」是一个过早的预言,那么今天,它终于有了重写的可能性。

小游戏行业也会被直接改写。过去 HTML5 游戏在 iOS 上几乎没有商业化空间,如今只要挂靠在宿主应用里,就能用 Web 技术运行,用苹果的支付变现,用 15% 的抽成回收收益,这将让大量国内轻游戏团队在全球市场重新获得机会。

甚至连微信的小程序国际化,也因此出现了新的可能:微信国际版如果选择接入这个计划,就能够在苹果允许的框架下托管小程序,并使用苹果支付来结算。小程序的海外模式,也许会因为这次变化而迎来新的版本。

苹果真正想构建的是新的「生态层级」

所有路径最终都会回到苹果那里。小程序不是另一个微信生态,它是苹果为自己的生态重建的「第二层」:上承 AI,下接 App,轻量、可控、可审查,既吸收来自监管和行业的外部压力,也为未来的交互方式预留了足够的空间。

小程序最终还是进入了 iOS,只是它进入的是一个被苹果重新设计过的世界。

在中国,小程序已经是基础设施;在苹果这里,它也许会成为一个新层级:

原生 App 是厚重的、深能力的层;Mini App 是轻量、快速、可分发的层;而最上层,是苹果正在押注的 AI 调度。

苹果并没有复制微信的小程序生态,而是在 iOS 的技术传统里重新发明了一个轻应用世界。它既像是为监管准备的缓冲区,也像是为 AI 时代铺好的底层胶合层。

而这一切,从一个曾经被迫靠广告维生的小程序,获得正式身份开始。

从技术的旁观者与记录者,成为技术影响生活方式的实践者。

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独家专访 AirPods 团队:一只小小的耳机,如何学会追踪 50 种运动?

作者 何宗丞
2025年10月15日 23:32

带心率监测的耳机,并非苹果首创。

过去十年,Jabra、Sennheiser、Beats 都在这条赛道上尝试,但这些锦上添花的功能都让没能打动 Nick Harris-Fry,作为资深跑者、Tom’s Guide 的健身编辑,他几乎试遍了所有品牌的心率耳机,结论却始终一致:没有一副耳机能与胸带的精度相提并论。

胸带,那条勒在胸口略显不便的装置,至今仍是普通消费者能买到的最可靠的心率监测设备。

直到 AirPods Pro 3 的出现。

Nick Harris-Fry 以 Garmin HRM600 胸带(电信号级精度)作为对照,结果发现 AirPods Pro 3 的心率曲线几乎与胸带重合,尤其在稳态跑与间歇跑这种对精度要求极高的场景下,两条曲线如同镜像般贴合。

更令人惊讶的是,它能在播放音乐的同时,感知你的心跳频率、判断步伐节奏,并实时识别超过 50 种运动类型。

AirPods Pro 3 是如何实现的?

为了找到答案,爱范儿专访了苹果感知与连接副总裁 Ron Huang 与健康感知总监 Steve Waydo,在这场对话中,我们试图理解的不仅是一项新技术的工作原理,更是苹果如何思考「身体」这个终极界面。

耳道,也许比手腕更懂你

从生理结构上看,耳道是一块天然的传感「黄金地带」。它靠近颞浅动脉,血流灌注稳定,又被外耳包裹,几乎没有外界光线干扰。

这些特性,让耳道成为比手腕更理想的生理信号采集点。

美国一篇论文《可穿戴光电容积脉搏波分析原理及其在生理监测中的应用》明确指出:

耳道 PPG(光电容积描记)信号在血管分布、抗运动干扰和环境光抑制方面,优于腕部与指端。

相比之下,手腕是一个充满变数的测量场域。肌肉频繁运动,摆臂幅度剧烈,汗液、毛发乃至肤色都会干扰光信号的传播。

苹果健康感知总监 Steve Waydo 在实验中反复验证了这一点:在力量训练、划船等需要握紧器械的场景下,腕部设备往往难以稳定测心率,而耳机测到的血流信号更加连贯。

在耳道这个暗箱式环境中,AirPods Pro 3 采用了红外光 PPG(IR PPG) 方案————有别于市面上大多数设备使用的绿色 LED 光源。

Steve Waydo 解释说,红外光的能耗更低,也避免了「耳朵冒绿光」的尴尬。

更重要的考量是,红外波长更深,穿透力更强,能够深入血管密集的耳道组织,捕捉到更干净、更稳定的脉冲信号。

AirPods Pro 3 的传感器每秒脉冲约 250–256 次红外光,同时结合 IMU(加速度计与陀螺仪) 数据,用来消除运动伪影——比如跑步时脚步触地带来的节奏性震动,或者转头时产生的加速度变化。

这种光学信号与动态数据融合的算法,是 AirPods Pro 3 能在运动中保持心率精度的关键。它不是单一传感器的胜利,而是多模态数据协同的结果。

苹果感知与连接副总裁 Ron Huang 补充说:

当用户同时佩戴 Apple Watch 和 AirPods Pro 3 时,系统会在最近 5 分钟的信号里滚动比较,并自动选择更可靠的来源。

例如在力量训练中,手部抓握动作较多,腕部设备的数据会受到干扰,系统就会更多优先选择来自耳道的心率信号。

从这个角度看,Apple Watch 和 AirPods Pro 并不是为了相互取代,而是为了在不同场景下互为补充,共同在为同一个身体建立更完整更真实的数字镜像。

十年算法的缩小成果

Waydo 的团队从 Apple Watch 诞生之初就开始积累算法。那套神经网络原本是为手腕设计的,针对的是腕部血管的光学特性、手臂摆动的运动模式、皮肤组织的光散射规律。

但令人意外的是,这十年的积累并未因平台切换而作废——它们成为了 AirPods 心率传感器开发的基

由于耳机的空间极为有限,AirPods Pro 3 使用的是 Apple Watch 心率算法的「小型化版本」。

他们从原型耳机中采集到的大量数据,进一步微调模型,使其在极端条件下也能准确追踪心率。测试包括不同肤色、耳型、温湿度和运动强度,甚至在寒冷气候中仍保持稳定。

「贴合度」是在采访中被反复提到的一个关键词,它不仅关乎声学体验——主动降噪的效果、空间音频的沉浸感,更直接决定了生理数据的准确性。

当耳塞贴合良好时,双耳协同的心率读数非常精准。

Steve Waydo 说。

这也是苹果在 AirPods Pro 3 上重新设计入耳结构、优化硅胶耳塞形状、升级自适应调音算法的隐性原因——那些看似为了声音的改进,同时也在为生理监测铺路。

像大语言模型那样:如何让耳机理解 50 种动作?

准确的心率监测只是起点。

苹果的目标是:让 AirPods Prio 具备与 Apple Watch 相当的运动体验——不仅要知道你的心跳快慢,还要理解你正在做什么运动,消耗了多少卡路里,跑了多远的距离。

这意味着,苹果必须榨干「所能利用的每一个传感器。」

AirPods Pro 3 在感知系统上其实是像个「小生态系统」。在耳机侧,它部署了加速度计、陀螺仪和心率传感器,在 iPhone 侧,则贡献了 GPS 与气压计。这些传感器产生的数据流,需要被实时整合、解析、转化为有意义的运动指标。

Ron Huang 提到,Apple Watch 上已积累了大量动作信号的经验,比如跑步时手臂的摆动、划船机训练的动作模式等。把这套能力迁移到 AirPods 后,需要把原来针对手腕的动作观测「翻译」为对头部运动的观测。

为此,团队借鉴了大语言模型(LLM)的训练思路——通过海量数据学习通用的「动作语法」,而非为每种运动硬编码规则。

他们基于 Apple Heart and Movement Study(心脏与运动研究)中约 5000 万小时的真实运动数据,训练了一个全新的动作基础模型(Motion Foundation Model)。

那是一项苹果几年前面向公众发起的开放研究,参与者自愿捐献来自 Apple Watch 与 iPhone 的运动数据。

它本质上是一个回归模型,能理解你在做哪些活动、是否在对抗阻力、动用大肌群还是小肌群、运动平面与身体姿态等。

为了确保算法能覆盖普拉提、HIIT、椭圆机等不同类型的锻炼,苹果邀请了不同体能与技能水平的参与者进行测试与校准。

在实验室中:在他们采用了被认为是「黄金标准」的方式——佩戴氧气面罩,用代谢面罩(Metabolic Cart)观测真实氧气交换率,以验证卡路里模型的准确性。

在步数与距离的追踪上,团队开发了全新的行人运动神经网络。他们邀请数百人进入生物力学实验室,使用标定跑步机记录距离,在鞋底放置压力传感器标记落脚与离地时刻,并用摄像机捕捉完整步态。

最终,他们得以在 AirPods 上「一次性推出超过 50 种运动类型」的追踪能力,而这在 Apple Watch 时代花了几年才达成。

从声学到身体:技术的终极归宿

作为一种时刻贴近身体的设备,AirPods 天然地处于一个微妙的位置:它既面向外部世界,放大声音、过滤噪音、重构空间,又面向内在自我,感知呼吸、追踪脉搏。

当一个声学器件开始理解心跳的起伏、步伐的韵律、身体的语言,它就不再仅仅是一个输出设备,而是一个双向的感知界面。

从「听世界的声音」到「听身体的声音」,这条路径延续了苹果一贯的产品哲学——技术最终要回归人的感知。

耳机曾经只是音乐的出口,内容的播放器。而现在,它正成为身体的入口,自我认知的传感器。当技术学会倾听身体,它才真正学会了倾听人。

从技术的旁观者与记录者,成为技术影响生活方式的实践者。

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