18 de noviembre de 2025
ACTUALIZACIÓN
Diseñando el futuro con cajas de Apple Watch de titanio impresas en 3D
Todo comenzó con una idea ambiciosa: ¿Y si la impresión 3D —tradicionalmente usada para crear prototipos— se pudiera utilizar para producir millones de cajas idénticas que cumplan con los estándares de diseño de Apple, usando metal reciclado de alta calidad?
“No era solo una idea, era una idea que quería convertirse en realidad”, dice Kate Bergeron, vicepresidenta de Diseño de Producto de Apple. “Una vez que nos hicimos la pregunta, empezamos a probarlo de inmediato. Tuvimos que demostrar, con prototipos continuos, optimización del proceso y una gran recolección de datos, que esta tecnología era capaz de cumplir con el alto estándar de calidad que exigimos”.
Este año, todas las cajas del Apple Watch Ultra 3 y del Apple Watch Series 11 de titanio están impresas en 3D con polvo de titanio de grado aeroespacial y 100% reciclado, un logro que antes no se consideraba posible a gran escala. Todos los equipos de Apple se unieron tras una ambición compartida. El acabado de espejo pulido del Series 11 tenía que ser impecable. El Ultra 3 tenía que mantener su durabilidad y forma ligera para satisfacer las demandas de los aventureros cotidianos. Ambos también tenían que ser mejores para el planeta sin comprometer su rendimiento, usando materiales de la misma o mejor calidad.
“En Apple, cada equipo considera el medio ambiente como un valor principal”, afirma Sarah Chandler, vicepresidenta de Medio Ambiente e Innovación de la Cadena de Suministro de Apple. “Sabíamos que la impresión 3D era una tecnología con mucho potencial para la eficiencia material, lo cual es crucial para alcanzar Apple 2030”.
Apple 2030 es el objetivo ambicioso de la compañía de ser carbono neutral en toda su huella para finales de esta década, lo que incluye la cadena de suministro de fabricación y el uso durante la vida útil de sus productos. Ya toda la electricidad utilizada para fabricar el Apple Watch proviene de fuentes renovables como la eólica y solar.
Utilizando el proceso aditivo de la impresión 3D, se imprime capa tras capa hasta que un objeto queda lo más cerca posible de la forma final necesaria. Históricamente, el mecanizado de piezas forjadas es sustractivo, lo que requiere quitar grandes porciones de material. Este cambio permite que el Ultra 3 y las cajas de titanio del Series 11 usen solo la mitad de materia prima en comparación con sus generaciones anteriores.
“Una reducción del 50% es un logro enorme —obtienes dos relojes con la misma cantidad de material que se usaba para uno”, explica Chandler. “Cuando analizas el impacto, el ahorro para el planeta es tremendo”.
En total, Apple estima que se ahorrarán más de 400 toneladas métricas de titanio en bruto este año gracias a este nuevo proceso.
Durante la última década, Apple ha estado experimentando con la impresión 3D mientras la industria misma comenzaba a despegar. En laboratorios hospitalarios, los médicos usaban las primeras prótesis y órganos artificiales impresos en 3D, e incluso más allá de la atmósfera terrestre, los astronautas descubrieron la velocidad y facilidad de imprimir en 3D herramientas vitales a bordo de la Estación Espacial Internacional.
“Hemos visto madurar esta tecnología durante mucho tiempo y hemos visto sus prototipos volverse más representativos de nuestros diseños”, dice el Dr. J Manjunathaiah, director senior de Diseño de Fabricación para Apple Watch y Vision. “Usar menos material para hacer nuestros productos siempre ha sido la intención. Anteriormente, no habíamos podido fabricar piezas cosméticas a gran escala con impresión 3D. Así que comenzamos a experimentar con la impresión 3D de metal para hacer piezas cosméticas”.
Para Apple, la funcionalidad, la belleza y la durabilidad son requisitos mínimos. Añade la escalabilidad, junto con rigurosas pruebas de confiabilidad, rendimiento e incluso avances en ciencia de materiales, todo mientras se asegura que Apple no pierda terreno en sus objetivos de descarbonización para 2030.
Mirando desde arriba, filas de bloques sobresalen del suelo como rascacielos blancos de Lego, zumbando día y noche. Estas son las impresoras 3D trabajando duro para construir las cajas de titanio para el Apple Watch Ultra 3 y el Series 11.
Cada máquina cuenta con un galvanómetro que alberga seis láseres, todos trabajando simultáneamente para construir capa tras capa —más de 900 veces— para completar una sola caja. Pero incluso antes de que las impresoras puedan comenzar, el titanio en bruto necesita ser atomizado en polvo, un proceso que implica ajustar su contenido de oxígeno para disminuir las cualidades del titanio que se vuelven explosivas cuando se expone al calor.
“Esto era ciencia de materiales de vanguardia”, dice Bergeron.
“El polvo tenía que tener 50 micras de diámetro, como arena muy fina”, explica Manjunathaiah. “Cuando lo golpeas con un láser, se comporta de manera diferente si tiene oxígeno o no. Así que tuvimos que averiguar cómo mantener bajo el contenido de oxígeno”.
“Ajustar ese grosor para que cada capa sea exactamente de 60 micras significa extender este polvo con una rasqueta de manera muy precisa”, añade Bergeron. “Tenemos que ir lo más rápido posible para que esto sea escalable, mientras vamos lo más lento posible para ser precisos. Esto nos permitió ser eficientes, cumpliendo aún los objetivos del diseño”.
Una vez que las impresoras terminan, un operario aspira el exceso de polvo de la plataforma de construcción en un proceso llamado despolvado grueso. Debido a que las piezas se imprimen en una forma casi final con todos los encajes necesarios en la caja, el polvo puede quedar en los recovecos. Un agitador ultrasónico asegura que este polvo restante sea removido durante la fase de despolvado fino.
Durante el proceso de singulación, un delgado alambre electrificado corta entre cada caja, mientras se rocía un líquido refrigerante simultáneamente para mantener bajo el calor del proceso de corte. Un sistema de inspección óptica automatizada mide entonces cada caja, verificando que sus dimensiones y acabados sean precisos. Esta es la verificación final de calidad para asegurar que las cajas estén listas para el procesamiento final.
“Los ingenieros mecánicos tienen que ser los solucionadores de rompecabezas más hábiles del mundo”, dice Bergeron. “Ellos toman la placa de circuitos, la pantalla, la batería —todas las cosas que van dentro de la caja durante el ensamblaje final— y las hacen encajar. Probamos durante el proceso para asegurarnos de que el reloj sea funcional; luego añadimos software y lo ejecutamos por un tiempo para comprobar que toda la funcionalidad cumple con nuestros requisitos”.
Otra mejora clave que desbloqueó la impresión 3D: imprimir texturas en ubicaciones que históricamente eran inaccesibles en el proceso de forja. Para el Apple Watch, esto significó poder mejorar el proceso de impermeabilización para la carcasa de la antena en los modelos celulares. Dentro de la caja, los modelos celulares tienen una ranura llena de plástico para permitir la funcionalidad de la antena, e imprimir en 3D una textura específica en la superficie interior del metal permitió a Apple lograr una mejor unión entre el plástico y el metal.
Unir las piezas del rompecabezas fue un viaje de varios años que comenzó con una serie de demostraciones y pruebas de concepto para afinar la receta, desde la composición específica de la aleación hasta el proceso de impresión mismo. Después de probarlo a una escala mucho menor en generaciones anteriores de productos, el equipo confiaba en su capacidad para resolver los desafíos únicos de trabajar con titanio.
“Siempre intentamos dar esos pasos incrementales que nos permitan dar el siguiente paso”, dice Bergeron. “Esto ha abierto la oportunidad para tener aún más flexibilidad de diseño que antes. Ahora que hemos logrado este avance a gran escala, de una manera verdaderamente sostenible, y al nivel cosmético y estructural que necesitamos, las posibilidades son infinitas”.
Esa flexibilidad de diseño desbloqueó otro beneficio que va más allá del Apple Watch: el puerto USB-C en el nuevo iPhone Air. Al crear un puerto completamente nuevo con una carcasa de titanio impresa en 3D con el mismo polvo de titanio reciclado, Apple pudo hacer realidad su diseño increíblemente delgado pero duradero.
Esta es la magia que puede ocurrir cuando las leyes de la física, la innovación en materiales, el diseño inigualable y un compromiso inquebrantable con el medio ambiente se alinean.
“Estamos extraordinariamente comprometidos con el cambio de sistemas”, dice Chandler. “Nunca hacemos algo solo para hacerlo una vez —lo hacemos para que se convierta en la forma en que funciona todo el sistema. Nuestra Estrella del Norte siempre ha sido diseñar productos que sean mejores para las personas y el planeta. Cuando nos unimos para innovar sin compromisos en el diseño, la fabricación y nuestros objetivos ambientales, los beneficios son exponencialmente mayores de lo que jamás podríamos imaginar”.
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