Как делают Apple Watch
Весь мир говорит о новом устройстве от "яблочной" компании. Но мало кто задумывается над тем, как же компания Apple производит эти девайсы. Процесс создания Apple Watch отличается использованием совершенных технологий и дорогостоящего оборудования.
W440x0               2015 03 20   11.28.12

Компания Apple до недавнего времени была одним из крупнейших продавцов смартфонов и компьютеров в мире. Для сравнения, за первый квартал компания выпустила количество смартфонов, общий вес которых превышает массу Боинга 787. Но при этом стоит отметить, что корпорация, производящая одни из самых крупных в мире самолетов, довольно часто проводит экскурсии на своем производстве в Эверетте, штат Вашингтон. Компания Apple, в свою очередь, обладает крайне закрытым производством и крайне редко журналистам удается побывать в реальных цехах и на производственных линиях. В этой статье отображен процесс создания всех моделей Apple Watch — от алюминиевых до премиальных, выполненных из 18-каратного золота.

Золото

Золото — крайне сложный, мягкий и прихотливый материал. Особенно если использовать его для создания часов — устройства, которое постоянно контактирует с окружающей средой, телом человека, которое должно иметь пыле- и влагозащиту и выдерживать нагрузки, которым пользователь будет их подвергать. Чтобы придать золоту прочности, издревле металлурги добавляли различные металлы в сплав, дабы сохранить красоту золота, но при этом наполнить его прочностью и устойчивостью к изнашиванию. Традиционно итоговый продукт должен содержать не менее 75-79% чистого золота. Именно поэтому в компании Apple создали свой сплав золота, добавив в него медь, серебро и палладий. Детально этот процесс расписан в рассекреченных патентных документах. Итоговое 18-каратное золото весит меньше, а выдерживает больше нагрузок.

В первой части этого видео показан процесс создания вышеупомянутого сплава. Затем с 1:15 начинается самое интересное — процесс создания непосредственно корпусов Apple Watch. В литейных формах кристаллическая решетка сплава почти идеально выровнена, а затем в неё специально вносятся смещения, которые делают материал более твердым и препятствуют его деформации при нагрузках. Для примера возьмем процесс сгибания скрепки. Если вы будете сгибать и разгибать ее определенное множество раз, то в какой-то момент вам будет труднее это делать, чем в самом начале. Это происходит благодаря наличию смещений в металле. Когда их количество достигнет критической массы, скрепка переломится, но до тех пор она будет более прочной, чем в начальной форме. Примерно такой же процесс происходит и с золотыми слитками, которые впоследствии станут корпусами Apple Watch Edition — искусственное создание внутренних дефектов для упрочнения сплава.

После сжатия и формирования блоков нужной толщины и прочности нам демонстрируют уже готовые детали, которые напоминают своими очертаниями корпуса Apple Watch. На заготовках все еще есть следы от инструментов, острые края и определенные неровности, оставленные первичной фрезой. На следующем кадре мы видим уже отполированные заготовки, лежащие в ванночке для ультразвукового сканирования. 

Непонятно, зачем вынимать заготовку из фрезеровочного станка только затем, чтобы потом обратно вставлять её туда. Скорее всего, во время съёмок фильма Apple поменяла производственный процесс.

Кадр, на котором заготовки лежать в жидкости, — это процесс ультразвукового сканирования в погружном сканере. Этот сканер ищет пустоты или вариации плотности внутри заготовок, которые под давлением могут привести к дефектам. Такая проверка является довольно дорогостоящей, и редко кто из производителей премиальных продуктов включает ее в свой производственный процесс. Тем не менее таким проверкам обязательно подвергаются медицинские имплантаты, которым предстоит нагрузка, или движущиеся детали авиационных двигателей. Обычно такие сканеры изготавливаются на заказ.

Все заготовки, прошедшие проверку, переходят к фрезе, которая обтачивает и зачищает края. Судя по креплению, это фреза с пятью степенями свободы. На следующих этапах производства будут вырезаны отверстия для кнопки вызова избранных контактов, "Цифровой коронки" и порты для динамика с микрофоном.

На следующем кадре специальная машина для создания засечек вырезает их на "Цифровой коронке", которая уже отполирована и не имеет следов производственных процессов. К сожалению, в видео не был показан процесс создания застежек, однако он может быть не менее интересен, поскольку требует применения трехмерных фрез.

Финальным этапом в создании корпуса для золотых часов является ручная полировка под руководством опытных ювелиров. В других видео показан техпроцесс, в котором полировка осуществляется с помощью специальных полировочных станков, однако в случае с золотыми корпусами используется ручная полировка для соблюдения всех стандартов качества и наличия постоянного контроля со стороны специалистов.

Нержавеющая сталь

Из нержавеющей стали делают огромное количество всевозможных корпусов для техники. Речь не только о часах, но и различных приборах, двигателях, устройствах и инструментах. За основу инженеры Apple взяли медицинский сплав ASM 316L standard, более известный как хирургическая сталь. Он применяется в производстве медицинских инструментов, имплантатов и оборудования для обработки пищи. Итоговый материал хорошо сопротивляется утечке металлических частиц из готового изделия. 

Как и в видео про золото, начинается все с создания сплава и выплавки заготовок. Расплавленный металл выходит из тигеля и спускается по ряду формообразующих шаблонов. При этом вязкость металла с каждым шагом повышается до тех пор, пока не сформируются металлические "бруски". Однако в итоговом видео не показан весьма важный процесс — холодная ковка:

Полученная в ходе выплавки заготовка помещается между двумя сверхпрочными шаблонами, а затем по ней ударяет молот. Под давлением в десятки тысяч тонн металл испытывает пластическую деформацию, гнётся, сжимается и принимает форму шаблона. В результате этого процесса получается грубая форма без мелких отверстий и выемок. Также ковка придает металлу значительную прочность. На иллюстрации выше видны изменения, которые происходят с изначальной заготовкой в процессе холодной ковки.

Так выглядит итоговая заготовка, которая затем подвергается обработке: шлифовке, формированию отверстий и полировке. Все это осуществляется с помощью точных приборов, которые должны преобразовать грубую заготовку в отполированный и качественный корпус.

Далее следует процесс, который Apple любит демонстрировать в своих видео — отбраковка деталей с помощью сверхточной машины для измерения координат. К каждой заготовке подходит зонд, на острие которого закреплен рубин. Этот зонд снимает сверхточные показания с детали и сравнивает их с моделью из CAD. Это позволяет автоматически отбраковывать плохие детали, отслеживать изменения размеров при производстве и на самых сложных производствах отправлять обратную связь к фрезеровочным станкам, чтобы те подстраивали свою работу.

Далее следует процесс, которым компания Apple крайне гордится, — полировка деталей с сохранением четких форм. На совершенствование этого процесса компания потратила долгие годы и многие часы труда опытных инженеров. На видео мы видим, что Apple применяет специальные полимерные заглушки для тех частей изделия, которые при полировке должны сохранять чёткие грани.

В конце демонстрируются черные корпуса, покрытые специальным углеродным слоем. Скорее всего, Apple использует Tungsten DLC-покрытие, которое образуется в процессе испарительного замещения.

Наконец, мы видим несколько кадров с частями браслета Link и ремешка Milanese Loop. Каждое звено Link-браслета создается отдельно и подгоняется согласно стандартам. В свою очередь, проволока для Milanese Loop подается на специальный станок, который формирует единый браслет. Судя по всему, для полировки "миланской петли" используется процесс электрополировки.

Алюминий

Все мы знаем, что компания Apple является одним из самых опытных производителей алюминиевых изделий и по праву считается экспертом в работе с этим материалом. Для создания алюминиевого корпуса Apple Watch Sport инженеры Apple используют давно наработанные стандарты с добавлением нескольких новшеств.

В первую очередь речь пойдет о сплаве. При изготовлении часов компания перешла от 6000-й серии сплавов (с магнием и кремнием) к 7000-й, основанной на цинке. Этот материал на 60% легче, но при этом такой же прочный.

Процесс экструзии компания Apple довела практически до совершенства. Инженеры компании могут формировать элементы практически любых форм и размеров — достаточно обратить внимание на пульт управления Apple TV и Magic Trackpad.

В случае же с изготовлением корпусов Apple Watch мы видим, как из экструдера выходят две палочки алюминия, которые уже отполированы и готовы к дальнейшей сегментации на отдельные заготовки корпуса. После создания простых, базовых заготовок мы видим, как вышеупомянутая машина для измерения координат с рубиновым зондом отбраковывает неудачные детали.

Далее заготовка передается на фрезерный станок. Кроме слегка изменённого захвата, который удерживает заготовку, полученную с помощью экструзии, а не с помощью холодной ковки, процесс обработки заготовок во многом схож и использует фрезы с пятью степенями свободы. Единственным значительным отличием является лазерная обработка алюминия. Обычная, ручная обработка оставляет на металле мелкие заусенцы толщиной в 0,05 мм, от которых крайне сложно избавиться. Их можно убрать с помощью мелких инструментов или посредством ручной шлифовки каждого элемента.

Однако в компании Apple придумали весьма простой и оригинальный способ — лазерная обработка всех подобных неровностей. Для того чтобы достичь таких результатов, любая другая компания должна инвестировать невероятное количество денег. Именно подобный подход к созданию продуктов и делает Apple такой особенной.

Далее мы наблюдаем привычный процесс полировки, однако здесь элементы не защищены заглушками, поскольку изначально в процессе экструзии эти элементы получаются почти идеальными.

Далее отполированные корпуса доводятся до совершенства посредством полировки стеклянными шариками, которые подаются из полировочной машины с разнонаправленными соплами. После этого готовые корпуса подвергаются процессу анодирования.

Этот процесс создает толстый и равномерный слой пленки оксида алюминия на поверхности корпуса, защищая его от внешнего воздействия. По сути, эта пленка представляет из себя очень твёрдую керамику — этот слой защищает алюминий от царапин. Кроме того, он формирует сетчатую структуру, которую в течение некоторого времени можно надежно и легко окрасить.

Стоит отметить, что для анодирования зачастую используются стандартные универсальные держатели, однако компания Apple в своем техпроцессе использует специальные держатели для каждого типа устройств. Это позволяет достигать максимального охвата детали и повышает качество анодирования.

Также стоит отметить один интересный момент — в процессе создания корпуса для золотых Apple Watch Edition на внутренней поверхности формируются специальные ребра жесткости. Их предназначение неизвестно, однако подобных дополнительных элементов нет ни на корпусе стальной, ни на алюминиевой версии часов.

В итоге весь технологический процесс создания часов, который, казалось бы, должен быть весьма шумным, грязным и недружелюбным, предоставлен нам, как некий балет технологий, металла, лазеров и фрезерных станков. Точность, забота о каждой детали и высокотехнологичность всего процесса многое говорит об отношении компании к своим продуктам и потребителям. Такой процесс могла создать только команда, которую интересует каждая деталь, которая выполняет задачи и делает работу на уровне, превосходящем простую необходимость. Именно такой подход позволяет им создавать продукт, который способен конкурировать с изделиями компаний со столетней историей.

комментировать Комментарии 0

Будьте первыми, кто прокомментирует эту статью!

Ваш комментарий
Авторизуйтесь чтобы можно было оставлять комментарии.