Det hele startet med en ?nskedr?m: Hva om 3D-printing, som tradisjonelt brukes til ??lage prototyper, ogs? kan brukes til ??produsere millioner av identiske urkasser i tr?d med Apples n?yaktige design-krav, med resirkulert metall av h?y kvalitet?
?Det var ikke bare en idé – det var en idé som skulle bli til virkelighet?, sier Kate Bergeron, ansvarlig for produkt-design i Apple. ?S? snart vi hadde stilt sp?rsm?let, begynte vi ??teste. M?let var ??vise, med l?pende prototyper, prosess-optimalisering og omfattende data-innsamling, at denne teknologien kunne oppfylle de h?ye kvalitets-kravene v?re.?
I??r blir alle urkassene til Apple?Watch Ultra?3 og titankassene til Apple?Watch Series?11 3D-printet med 100?prosent resirkulert titanpulver i romfarts-kvalitet, noe som tidligere ikke ble ansett som en mulighet i stor skala. Alle teamene hos Apple samlet seg om et felles m?l. Den speil-blanke finishen p? Series?11 m?tte v?re plettfri. Ultra?3 m?tte v?re lett og robust p? samme tid for ??oppfylle kravene til en aktiv hverdag. I?tillegg m?tte begge modellene bli mer b?re-kraftige uten ??g? p? kompromiss med ytelsen, med like gode eller bedre materialer enn?f?r.
?B?rekraft er en kjerne-verdi for alle teamene i?Apple?, sier Sarah Chandler, ansvarlig for milj?, logistikk og innovasjon i?Apple. ?Vi visste at 3D-printing var en teknologi med stort potensial for material-effektivitet, noe som er avgj?rende for ??n? Apple?2030.?
Apple?2030 er Apples m?l om ??gj?re hele virksomheten karbon-n?ytral innen utgangen av ti?ret, inkludert leverand?r-kjeden og livssyklusen til alle produktene. Allerede i dag kommer all str?mmen som brukes til ??produsere Apple?Watch, fra fornybare kilder som vind- og solkraft.
3D-printing er en additiv prosess der objektet bygges opp lag etter lag til det er s? n?r den endelige formen som mulig. Tradisjonell maskinering av smidde komponenter er derimot en subtraktiv prosess, som krever at store deler av materialet fjernes. Denne overgangen gj?r det mulig ??bruke halvparten s? mye r?materiale i Apple?Watch Ultra?3 og Series?11 som i tidligere generasjoner.
?En reduksjon p? 50?prosent er en enorm prestasjon – du f?r to?klokker ut av den samme mengden materiale som ble brukt til ??lage én?, forklarer Chandler. ?N?r du regner p? det, er det en enorm besparelse for planeten.?
Samlet sett ansl?r Apple ??spare over 400?tonn r?titan bare i ?r takket v?re denne nye prosessen.
I?l?pet av det siste ti?ret har Apple eksperimentert med 3D-printing, samtidig som teknologien har begynt ??ta av i andre bransjer. P? kliniske laboratorier har leger begynt ??bruke 3D-printede proteser og kunstige organer, og oppe i verdens-rommet har astronauter oppdaget hvor raskt og enkelt det er ??3D-printe verkt?y om bord p? Den inter-nasjonale rom-stasjonen.
?Vi har fulgt denne teknologien lenge og sett hvordan proto-typene har blitt gradvis mer representative for designene v?re?, sier Dr. J Manjunathaiah, ansvarlig for produksjons-design av Apple?Watch og Apple?Vision?Pro. ?Det har alltid v?rt et m?l ??bruke mindre materialer i produktene v?re. Tidligere var det ikke mulig ??3D-printe synlige deler i stor skala. Derfor begynte vi ??eksperimentere med ??3D-printe metall til slike deler.?
For Apple er funksjonalitet, estetikk og holdbarhet helt grunnleggende. I?tillegg kommer behovet for skaler-barhet, omfattende p?litelighets-testing, ytelse og fremskritt innen material-vitenskap, samtidig som de holder fast ved m?let om ? gj?re virksomheten karbon-n?ytral innen 2030.
Rekker med blokker som stikker opp fra bakken som hvite Lego-skyskrapere og er i kontinuerlig aktivitet, vises rett ovenfra. Dette er 3D-printerne som brukes til ??lage titan-urkassene til Apple?Watch Ultra?3 og Series?11.
Hver maskin har et galvano-meter med seks?lasere som jobber sammen for ??bygge lag p? lag – over 900?ganger – til urkassen er ferdig. Men f?r printerne kan begynne p? oppgaven, m? r?titanet omdannes til pulver. Her justeres oksygen-innholdet i titanet for ??redusere eksplosiviteten n?r det utsettes for varme.
?Dette var bane-brytende material-vitenskap?, sier Bergeron.
?Pulveret m?tte ha en korn-st?rrelse p? 50?mikrometer, som tilsvarer veldig fin sand?, forklarer Manjunathaiah. ?N?r du treffer det med laseren, oppf?rer deg seg annerledes avhengig av om det inneholder oksygen eller ikke. S? vi m?tte finne ut hvordan vi kunne holde oksygen-niv?et lavt.?
?For ??finstille tykkelsen slik at hvert lag var n?yaktig 60?mikrometer, m?tte vi fordele pulveret ekstremt jevnt?, legger Bergeron til. ?Vi m?tte jobbe s? raskt vi kunne for ??oppskalere produksjonen, samtidig som vi gjorde det s? langsomt og n?yaktig som mulig. P? denne m?ten kunne vi v?re effektive uten ??g? p? bekostning av designm?lene.?
N?r printerne er ferdige, st?vsuger operat?ren restene av pulveret vekk fra bygge-platen i en prosess som kalles grov avst?ving. Siden urkassene blir printet i nesten ferdig form, med alle forbindelsene intakt, kan det samle seg rester av pulver i kriker og kroker. Dette fjerner de med et ultra-sonisk riste-apparat i den neste fasen, som kalles fin avst?ving.
Deretter bruker de en tynn elektrifisert ledning til ??sage mellom urkassene og separere dem, samtidig som de sprayer kj?le-veske p? for ??holde temperaturen nede. Til slutt m?ler de hver kasse med et automatisert optisk kontroll-system som sjekker at dimensjonene og de synlige delene er som de skal. Dette er den siste kvalitets-kontrollen f?r urkassene g?r videre til slutt-montasje.
?Maskin-ingeni?rene m? v?re verdens beste til ??l?se puslespill?, sier Bergeron. ?De tar kretskortet, skjermen og batteriet – alle delene som skal inn i urkassen under slutt-montasjen – og f?r dem til ??passe. Vi tester underveis for ??sikre at klokken fungerer. S? legger vi til program-varen og kj?rer den en stund for ??sjekke at den oppfyller kravene v?re.?
En annen viktig design-forbedring er muligheten til ??3D-printe teksturer p? steder som pleide ??v?re utilgjengelige med smiing. Dette har gjort det lettere ??gj?re antennehuset vanntett p? Cellular-modeller av Apple?Watch. Disse modellene har en liten sprekk inni urkassen som fylles med plast slik at antennen kan fungere. Ved ??3D-printe en bestemt tekstur p? innsiden av metallet kunne Apple skape en sterkere sammen-f?ying av plasten og metallet.
Det ??sette sammen alle brikkene i dette pusle-spillet var et fler?rig prosjekt som startet med pr?ver og konsept-bevis for ??finjustere prosessen, alt fra sammen-setningen av legeringen til selve printingen. Etter ??ha testet teknologien i mindre skala med tidligere produkter, var teamet endelig trygge p? at de kunne l?se de unike utfordringene med titan.
?Vi pr?ver alltid ??ta sm? muse-skritt til vi n?r neste steg?, sier Bergeron. ?Dette har ?pnet for enda st?rre design-frihet enn vi hadde f?r. N? som vi har f?tt dette gjennom-bruddet og kan produsere i stor skala, p? en virkelig b?rekraftig m?te som lever opp til de estetiske og strukturelle kravene v?re, er mulighetene uendelige.?
Denne design-friheten f?rte ogs? til et annet gjennom-brudd utover Apple?Watch: USB-C-porten p? nye iPhone?Air. Ved ??lage en helt ny port av titan, som er 3D-printet med det samme resirkulerte titan-pulveret, kunne Apple realisere denne ekstremt tynne, men robuste designen.
Dette er magien som oppst?r n?r fysikkens lover, materielle nyvinninger, enest?ende design og et urokkelig engasjement for milj?et trekker i samme retning.
?Vi har som m?l ??forbedre systemene vi jobber med?, sier Chandler. ?Vi gj?r aldri noe for ??gj?re det bare én gang – vi gj?r det for at det skal bli den nye m?ten systemet fungerer p?. M?let v?rt har alltid v?rt ??designe bedre produkter for planeten og menneskene som bor her. N?r vi samles for ??skape noe nytt, uten ? g? p? kompromiss med designen, produksjonen eller milj?et, blir resultatet langt bedre enn vi kunne forestille?oss.?
Del artikkel
Media
-
Teksten i denne artikkelen
-
Medieinnhold i denne artikkelen