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走进加工殿堂 感受applewatch edition(金)背后的工艺奥秘

2016年04月07日 10:08中国机床商务网点击:6755

  【中国机床商务网 国内新闻】苹果公司不仅是在科技方面处于世界领先地位,并且,它也是世界上最好的制造商。虽然这个观点曾经一度不被世人所接受,认为苹果的产品只不过是电子消耗品,哪来的最好之说。不过近几年来,苹果公司每二十四小时就有相当于一架波音787重量的iphone被生产出,并运往世界各地,让人们不得不承认,有这样一个如此庞大的产品供应链,难道它还不是世界上最好的制造商之一么?
  

 
  这篇文章就为我们详细的阐述了这个超级生产商最新产品——苹果手表的工艺视频背后隐藏的细节,当然,我们也许仍是只能看到整个生产领域的冰山一角,但是,从这些冰山一角,我们能获取的是苹果产品背后更多以及更完整的故事,并且从中学到一些工艺的知识。今天就给你带来applewatch edition(金)背后的工艺奥秘。
  

 
  黄金总是被认为是易磨碎并且不坚固的金属之一,所以这种金属总是被制表业排除在行业之外。但是在这种金属常常是亿万富翁所向往追求的东西,所以在他们的驱使下,化学家和炼金师已经通过混合其他稀有金属的方式是原来脆弱的纯黄金变得坚不可摧。
  

 
  标准的18k黄金拥有充分的混合空间去给生产者去生产创新合金(可以添加任何东西,只要最终产品包含75%--79.99%纯金重量)。所以黄金制品的主要生产商就使用其中的灵活性去创建的自己的专有配方,以获得竞争优势。就如Hublot鼓吹他们的黄金复合陶瓷“魔金”是更耐用比任何其他可用的。而最近,苹果也拥有了这项可以吹嘘的黄金加工专利,这种工艺不但可以使标准的18k黄金极大的减轻重量,更能极大的提升耐用度。
  
  然而,从视频里来看,苹果似乎并没有沿用传统的加工方式,取而代之的是,他们运用了一种创新式的金属冷却硬化方式去让黄金比以往制表业常用的18k黄金更加坚硬。我们可以从视频的开头就能看到这种美丽的合铸金属过程。然而,事情才刚刚变得有趣起来。德朗博士(Dr.Drang)在其Leancrew博客中指出,苹果的专利黄金铸造工艺实际上确实让苹果18k金表的黄金含量减少了一半。但那就不是9k金了吗?并非如此。?
  
  德朗博士解释说开(k,karat)作为金纯度单位指的是黄金合金中金跟其它原子的比例。举个例子来说,以克重计算,18k金中的黄金原子的金量是75%,其它原子含量是25%。但这就是苹果的聪明之处:如果他们使用占据体积更大的原子来填充那25%的比例,这些原子就能很有效的“拉伸”那75%的黄金原子,使得黄金成分结合得更紧密。这也就是上图所显示的冷却硬化处理方法。
  
  因为苹果黄金属于金属基复合材料,而不是标准合金。标准合金是把黄金跟银、铜、或者其它金属混合在一起,而苹果是将黄金跟低密度陶瓷颗粒混合在一起。陶瓷成分让苹果手表中的黄金合金更坚硬、更防刮,并且更轻。
  

 
  之后的画面苹果显示的是让刀面铣刀加工过程,来让硬化的黄金形成一个非常精确的厚度。尽管这个过程并不提供苹果下一步所需的精度水平(允许金锭的尺寸相差控制在0.01毫米),但是控制在这种级别的精度内是非常必要的,因为任何锭表面的凹凸都会会产生金属硬度的变化,为之后的加工带来麻烦。
  

 
  这个时候视频向我们展示的是直接是这些已经形似手表外壳的零部件,其实我们可以看出其中苹果已经跳过了很多加工方面的步骤。但是其实我们从现在的零部件已经可以看出,金属的外表面明显已经发生了变化,从上图我们可以发现在零件的上有机器加工过的痕迹以及尖锐的边角,但是当我们后来到超声波检测的时候,我们发现这些边角已经被准确的倒角或加工平滑,这说明在这个步骤的前后都需要在CNC车床上有一个精细的加工。
  

 
  之后,我们可以看到一个浸超声波测试仪正在检测这些零部件。苹果正在寻找的是在这些零部件结构中有没有存在空隙或密度差,因为这一步骤排除一些有瑕疵的零部件,以便在未来的加工过程更加精确。这种高精度的检查,其实大多说制表公司并不会使用,因为浸水超声波检查通常用来检测医疗植入产品以及飞机引擎组件的;这一步不仅需要花费一些时间,也通常会花费巨大的费用。
  

 
  此刻在我们手中的是一个非常精确的零部件,之后我们将它放置到到一个数控机上,机床会自动通过中心孔而进行内部铣刀切割,并且在此之后有铣刀将按键孔也分割出来。所有操作都是通过一个五轴机床产生的。
  

 
  苹果的下一个镜头中我们可以看到制造精确的数字皇冠(拨盘),很难说是不是因为拍摄难度的问题,此时的皇冠呈现出的已经是通过了抛光打磨的加工工艺之后的。在锯齿切割过之后打磨过的皇冠呈现出清晰而又准确的边缘,这样的步骤使得皇冠既显得精致富有细节,又使得不至于太尖锐而弄破人的手指。刀具本身似乎呈现出一个定制化的形状,为的是增加其刚度和寿命。
  

 
  苹果并没有向我们展示他们是如何加工生产卡扣零件的,但是其实从某些方面来讲这个零件的生产方式也许比表盘部分更加有趣。从富有现代气息的卡扣来看,它具有复杂的表面,这意味着苹果专门为了这个零件而添置了一个表面处理工具。并且,我们还可以从卡扣中看出,在这么细小的空间内能创造如此精致的细节和质量,他们必然拥有一个机械装置可以在2.5维度空间内通过冲压装置进行复杂曲面的加工。所以说,如果这个零件是完全自动化生产的,那么苹果的这项技术要远比3D打印复杂而先进的多。
  

 
  在视频的最后,金属表身在工作人员手上打磨。因为自动化的打磨工艺已经在苹果公司的其他制造工艺视频中展现的淋漓极致,所以很难说苹果金表是不是全程纯手工打磨制造,还是只是为了吸引大家的眼球在成品环节只是手工的来抛了一下光。
  
  总结
  
  表面上看applewatch edition上非常简单,所以让很多人惊呼2万多元的人民币到底是否值得?但是如果深入到产品背后我们就可以看出,简单的金表背后蕴藏了多少科学与技术的研究和力量!这样了不起的对于产品设计与开发的态度以及对于原材料及工艺的理解,也许这个价格也就自有它的道理了。
(来源:科技1号)

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