Apple Watch 高大上的不锈钢外壳制作工艺，一个外壳都可以这么漂亮！

不锈钢既坚固，又富有美感。长久以来，它始终是高级腕表的首选材质之一，而苹果为 Apple Watch 打造的不锈钢，正是对这项传统的全新演绎。苹果精挑细选了一种以高强度、耐腐蚀而著称的不锈钢合金，对其进行改良，使之更加坚固，并通过特殊的冷锻工艺，将其硬度提升了 80% 之多。苹果以同一种不锈钢精心设计的表扣，能够使 Apple Watch 紧密贴服于腕间。此外，苹果在材质表面覆加了一层类钻碳 (DLC)，打造出深空黑色的不锈钢表壳及表带。

不锈钢是制作高级腕表的常用材料。苹果在Apple Watch上使用的材质相对保守一些，采用的是316L不锈钢没有采用液态金属，也没有使用很复杂的切割工艺。316L不锈钢也常被称为医用不锈钢，这种材料多用在医疗器械以及食品加工设备中，原因很简单：防止内部组件中金属原子的渗透。而正是出于相同的原因，316L不锈钢成了在手表中应用最为广泛的一种合金材料。手表厂商在数十年的时间里都在尽力降低镍过敏的影响，其中劳力士和欧米茄已经将镍过敏现象降低到几乎不可感知的状态了。因此，我们猜测苹果在金属冶炼和加工过程中也一直在极力避免镍过敏情况的出现。

↑↑熔融状态的316L钢板（芯棒）↑↑

苹果在视频中回避了Apple Watch生产加工中最为独特也最为重要的一个步骤：冷锻。在锻造的过程中，金属坯件被放置在两块坚硬的钢制模具之间。然后会有一个接近一间房子大小的设备充当锤子的角色，对模具施加以数万吨计的力。在如此巨大的压力之下，金属会达到一种叫做“塑性变形（plastic deformation）”的状态，然后弯曲，压缩，进而填充到模具的腔体中去。在更为精确和复杂的锻造中，模具的腔体呈递进式加深，最终将金属加工成预期中的形状。

上面这幅图显示的是铸造（Casting，Apple Watch Edition采用的便是这种工艺），机床加工（machined）和锻造（Forging）后晶粒结构的变化。

锻造后得到的是一个净成形（net-shape）部件；这一过程并不能加工出孔洞、卡槽、螺纹等更为精确的结构，这时候就轮到厂商最爱的CNC数控机床上场了。而锻造最大的作用就是增加部件的强度。从上面的对比图中可以看出，锻造后的部件有着完整的晶格，类似于一种流动的状态，并且晶格的走向和部件的形态是一致的，这就保证了被加工部件有着足够的强度。上面的图片也解释了为什么在加工坦克履带等高强度金属部件时，业界通常会使用锻造的工艺了。

之后视频中就出现了三个锻坯，以及一个定制的五轴夹具。锻造并不是一项很精确的工艺，所以在接下来CNC加工的过程中，挑战之一就在于找到一个基准面，并以它为参照对部件的其他部分进行精确的加工。我们可以看到上图右侧锻坯的顶部被铣成了方方正正的造型，这部分很可能是预留出用于翻转之后固定锻坯用的。

接下来是用五轴铣刀切削出表冠、麦克风孔等细微构造。需要注意的是，在铣削按键和表冠卡槽时，苹果所使用的并不是和开口同等宽度的铣刀，而是更加细小的刀具，这样可以避免开口边缘在加工过程中厚度变薄，保持表面的平整。

然后就到了苹果展现对品质和细节的极致追求的时刻了——CMM，全称是Coordinate Measuring Machine，三维坐标测量仪。在运动路径上（X,Y，Z），CMM和此前常说的CNC机床类似，不同之处在于，CMM通常用花岗岩框架作为平台，同时将铣刀换成了红宝石探头，能够精确地测量物体表面样本点的三维坐标，并与原始的CAD模型进行对比。CMM可以自动生成报告，判定部件是否合格，更跟踪检测某一批次的产品的尺寸浮动。而在最为精密的车间中，CMM的数据还可以直接反馈给CNC机床，后者对加工过程进行调整，从而抵消误差。

CMM探测之后就到了自动抛光流程。整体抛光的困难在于苹果希望保持部件中应有的棱角和凌厉的切边，而抛光轮则会触及几乎所有的边缘和表面。控制不好不仅仅会把棱角变得光滑，也会损坏抛光轮。从视频中可以看出，苹果用灰色的聚合物对表链插槽和表冠、按键接口进行了填充，这样就保证了表壳被充分抛光，也保存了表壳某些位置的棱角。

在表壳加工的最后部分，JonyIve在宣传片中快速讲解了深空黑色的Apple Watch的上色过程，称之为类钻碳，其实就是碳化钨涂层（TungstenDLC），非常坚固而且可以做得很薄。这一过程常常在真空室中进行，是很多高端腕表、刀具的上色方法。碳化钨涂层的优点之一是有着非常好的耐用性。

视频的最后，苹果展示了链式表带和米兰尼斯表带的制作工艺。其中最有趣的是后者，虽然能够一眼看出线材经过了电镀抛光，但它究竟是在放入编织工具之前就已经绕好，还是先放入编织工具再缠绕而成的，目前还不得而知。

最后部分，苹果在视频中展示了Apple Watch Sport的Digital Crown的加工方式——激光。在18k金的Apple Watch Edition和不锈钢的Apple Watch上，表冠的锯齿状纹路是用铣刀刻出来的，而Sport上的锯齿则是利用激光。有人指出表冠是经过喷砂处理的，但在视频中很难辨别在激光冲刻锯齿纹路是在喷砂之前还是之后。表冠被固定在一个旋转的分度卡盘上，正好处在激光射线相切。黄金版和不锈钢的表冠采用CNC加工的原因可能是这两种材质的表面会反光，不适合用激光加工。

。这其实是很值得推敲的一点，因为它既不指代传统手工制作的匠气，也不指代德国或者是日本车或是其他机械产品的精确和一丝不苟。“精心”更多展现出来的是对于制作产品不遗余力的一种追求，无论原材料和最终产品之间有着多么巨大的鸿沟。若非如此，恐怕苹果会和其他人一样放弃用锻造的方式去加工不锈钢的表壳；黄金合金的硬化流程估计也会不复出现，因为整个行业中几乎都没人去尝试；苹果也不会去细心地用激光去打磨麦克风开口内部的毛刺，因为没几个人会拆开手表去感受它的表里如一。

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