apple stories
Koperty z?tytanu do Apple?Watch wykonane w?technologii druku?3D kszta?tuj? przysz?o??
Wszystko zacz??o si? od zupe?nie nierealnego pomys?u: a?co je?li druk?3D, wcze?niej u?ywany do tworzenia prototypów, mo?e zosta? zastosowany do produkcji milionów identycznych obudów spe?niaj?cych wymogi projektowe Apple, w?dodatku przy wykorzystaniu wysokiej jako?ci metalu pochodz?cego z?recyklingu?
?To nie by? jaki? tam pomys??– to by? pomys?, który sam prosi? si? o?realizacj?”, mówi Kate Bergeron, wiceprezeska Apple w?pionie Product Design. ?Do testów przeszli?my od razu po zadaniu sobie tego pytania. Przygotowuj?c ró?ne prototypy, optymalizuj?c proces i?zbieraj?c olbrzymie ilo?ci danych, musieli?my udowodni?, ?e ta technologia jest w?stanie sprosta? wysokim standardom Apple”.
W?tym roku wszystkie koperty do Apple?Watch?Ultra?3 i?tytanowe koperty do Apple?Watch?Series?11 powstaj? w?technologii druku?3D ze sproszkowanego?tytanu klasy lotniczej. To osi?gni?cie, na które nikt dot?d nie liczy? na tak du?? skal?. Wszystkie zespo?y Apple zjednoczy?y si? w?jednym celu. Polerowane, lustrzane wykończenie w?Series?11 musia?o by? nieskazitelne. Ultra?3 musia? zachowa? wytrzyma?o?? i?lekko?? formy, aby sprosta? wymaganiom codziennego u?ytkowania. Oba modele s? teraz lepsze dla ?rodowiska, nie trac?c przy tym na wydajno?ci, a?wykonano je z?takich samych lub lepszych materia?ów.
?Jedn? z?najwa?niejszych warto?ci ka?dego zespo?u Apple jest ?rodowisko naturalne”, mówi Sarah Chandler, wiceprezes w?pionie Environment and Supply Chain Innovation. ?Wiedzieli?my, ?e druk?3D to technologia o?wielkim potencjale oszcz?dno?ci materia?u, a?to kluczowe w?osi?gni?ciu za?o?eń Apple?2030”.
Apple?2030 to ambitny cel firmy, by do końca tej dekady ca?a jej dzia?alno?? by?a neutralna pod wzgl?dem emisji dwutlenku w?gla, co obejmuje produkcj? i??ańcuch dostaw, a?tak?e okres eksploatacji urz?dzeń. Ju? teraz ca?a energia zu?ywana do produkcji Apple?Watch pochodzi z?odnawialnych ?róde?, jak wiatr czy s?ońce.
Zastosowanie druku przyrostowego?3D sprawia, ?e drukowana jest warstwa po warstwie, a? przedmiot jest mo?liwie zbli?ony do po??danego kszta?tu. Wykuwanie elementów stosowane w?przesz?o?ci by?o procesem ubytkowym, wi?c konieczne by?o pozbycie si? du?ej ilo?ci materia?u. Wprowadzona zmiana pozwoli?a na zu?ycie w?produkcji kopert do Ultra?3 i?tytanowych kopert do Series?11?zaledwie po?owy materia?u w?porównaniu z?poprzednimi generacjami.
?Ograniczenie o?50 procent to ogromne osi?gni?cie?– z?takiej samej ilo?ci materia?u uzyskamy nie jeden, a?dwa zegarki”, wyja?nia Chandler. ?Kiedy si? temu przyjrzymy, oszcz?dno?ci dla planety s? niesamowite”.
Apple szacuje, ?e tylko dzi?ki nowemu procesowi, w?tym roku zostanie w?sumie zaoszcz?dzone ponad 400?ton surowego tytanu.
W?ostatniej dekadzie firma Apple eksperymentowa?a z?drukiem?3D, a?sama technologia zaczyna?a zyskiwa? na popularno?ci. W?szpitalnych laboratoriach lekarze po raz pierwszy pracowali z?protezami i?organami wydrukowanymi w?3D, a?technologia ta wysz?a nawet poza ziemsk? atmosfer?: astronauci przekonali si?, jak szybkie i?proste jest wydrukowanie niezb?dnych narz?dzi w?3D na pok?adzie Mi?dzynarodowej Stacji Kosmicznej.
?Od d?u?szego czasu obserwowali?my, jak ta technologia dojrzewa, a?prototypy coraz bardziej przypominaj? nasze wzory”, mówi dr. J Manjunathaiah, starszy wiceprezes w?Apple w?pionie Manufacturing Design for Apple Watch and Vision. ?Zawsze d??yli?my do zu?ywania mniejszej ilo?ci materia?ów do wytwarzania naszych produktów. Dawniej nie byli?my w?stanie produkowa? elementów wykończeniowych przy zastosowaniu druku?3D na du?? skal?. Zacz?li?my wi?c eksperymentowa? z?wytwarzaniem takich cz??ci przy pomocy druku 3D z?metalu”.
Funkcjonalno??, estetyka i?wytrzyma?o?? to dla Apple podstawy. Do tego dochodzi mo?liwo?? zwi?kszenia skali, rygorystyczne testy niezawodno?ci, wydajno?ci, a?nawet prze?omowe odkrycia w?nauce o?materia?ach?– wszystko to nie spuszczaj?c wzroku z?celów na 2030 r., zwi?zanych z?redukcj? emisji dwutlenku w?gla.
Z?góry wida?, jak rz?dy bloków wznosz? si? z?ziemi niczym wie?owce z?klocków Lego, szumi?c dniem i?noc?. To drukarki?3D, które ci??ko pracuj?, tworz?c tytanowe koperty do Apple?Watch Ultra?3 i?Series?11.
Ka?da maszyna ma galwanometr mieszcz?cy sze?? laserów, które pracuj? jednocze?nie, dok?adaj?c kolejne warstwy. Do stworzenia jednej koperty mo?e by? ich potrzebne nawet 900. Jednak zanim drukarki b?d? mog?y rozpocz?? prac?, konieczne jest sproszkowanie tytanu, a?proces ten obejmuje modyfikacje zawarto?ci tlenu w?tytanie, aby zmniejszy? jego wybuchowo?? pod wp?ywem ciep?a.
?To prze?om w?nauce o?materia?ach”, mówi Bergeron.
?Proszek musi mie? ?rednic? 50?mikrometrów, czyli podobn? do drobnego piachu”, wyja?nia Manjunathaiah. ?Kiedy trafia na niego wi?zka lasera, zachowuje si? inaczej, gdy zawiera tlen, a?inaczej, gdy nie. Musieli?my wi?c rozpracowa?, jak utrzyma? zawarto?? tlenu na niskim poziomie”.
?Precyzyjne dopasowanie grubo?ci do 60?mikrometrów na warstw? oznacza wyj?tkowo staranne rozprowadzenie proszku”, dodaje Bergeron. ?Musimy dzia?a? tak szybko, jak to mo?liwe, by móc robi? to na wi?ksz? skal?, ale rownie? tak wolno, jak wymaga tego precyzja. Dzi?ki temu jeste?my wydajni, a?cele projektowe?– osi?gni?te”.
Kiedy drukarki kończ? swoj? prac?, operator wst?pnie odsysa nadmiar proszku z?powierzchni roboczej (rough depowdering). Poniewa? wydruki powstaj? w?niemal ostatecznym kszta?cie, z?wszystkimi potrzebnymi z??czami koperty, proszek mo?e pozostawa? w?zakamarkach i?szczelinach. Zastosowanie wstrz?sarki ultrad?wi?kowej gwarantuje, ?e w?fazie dok?adnego odpylania (fine depowdering) zostan? usuni?te resztki proszku.
Podczas procesu oddzielania cienki drut elektryczny odcina ka?d? kopert? przy równoczesnym rozpylaniu p?ynu ch?odz?cego, aby zmniejszy? temperatur? generowan? przez proces przecinania. Nast?pnie, w?zautomatyzowanym procesie inspekcji optycznej, mierzy si? ka?d? kopert?, by upewni? si?, ?e osi?gni?to oczekiwane wymiary i?estetyk?. To ostatnia kontrola jako?ci, która gwarantuje, ?e obudowy b?d? gotowe do ostatecznej obróbki.
?In?ynierowie mechanicy to mistrzowie w?rozwi?zywaniu ?amig?ówek i?nie maj? sobie równych na ca?ym ?wiecie”, zapewnia Bergeron. ?Bior? p?ytk? drukowan?, wy?wietlacz, bateri??– to, co podczas sk?adania trzeba umie?ci? w??rodku?– i?sprawiaj?, ?e wszystko pasuje. Podczas ca?ego procesu stale przeprowadzamy testy, aby upewni? si?, ?e urz?dzenie dzia?a bez zarzutu. Nast?pnie dodawane jest oprogramowanie, które jest uruchamiane na jaki? czas, aby zagwarantowa?, ?e jego funkcjonowanie jest zgodne z?naszymi standardami”.
Druk?3D pozwoli? na jeszcze inne osi?gni?cie w?zakresie dizajnu: drukowanie faktur w?miejscach, które by?y niedost?pne dawniej, gdy wykorzystywany by? proces kucia. Dla Apple?Watch oznacza to mo?liwo?? poprawy wodoszczelno?ci obudowy anteny w?modelach z???czno?ci? komórkow?. Modele z???czno?ci? komórkow? wewn?trz koperty maj? rozwidlenie wype?nione plastikiem, które zapewnia dzia?anie anteny, a?nadrukowanie w?technologii druku?3D okre?lonej faktury na wewn?trznej powierzchni metalu gwarantuje lepsze ??czenie plastiku z?metalem w?urz?dzeniach Apple.
Z?o?enie elementów tej uk?adanki w?ca?o?? zaj??o wiele lat, a?wszystko zacz??o si? od cyklu pokazów i?prób koncepcyjnych s?u??cych udoskonaleniu receptury?– od sk?adu stopu po sam proces druku. Po okresie testowania na mniejsz? skal? przy poprzednich generacjach produktów, zespó? nabra? pewno?ci w?rozwi?zywaniu wyj?tkowych trudno?ci zwi?zanych z?wykorzystaniem tytanu.
?Zawsze wolimy zrobi? kilka mniejszych kroków, zanim postawimy wi?kszy”, mówi Bergeron. ?Otwieraj? si? przed nami mo?liwo?ci jeszcze wi?kszej ni? wcze?niej elastyczno?ci projektowania. Teraz, kiedy osi?gn?li?my prze?om w?produkcji na du?? skal? w?prawdziwie zrównowa?ony sposób, na satysfakcjonuj?cym poziomie strukturalnym i?estetycznym, mo?liwo?ci s? nieskończone”.
Elastyczno?? w?zakresie projektowania umo?liwi?a jeszcze jedn? korzy??, wykraczaj?c? poza Apple?Watch: zwi?zan? z?portem USB-C w?nowym iPhonie?Air. Tworz?c przy pomocy druku?3D, z?tego samego sproszkowanego tytanu z?recyklingu, ca?kowicie nowy port z?tytanow? obudow?, firma Apple zdo?a?a wcieli? w??ycie niesamowicie smuk??, a?przy tym wytrzyma?? konstrukcj?.
To magia, która mo?e si? zadzia? wtedy, gdy wykorzystuje si? prawa fizyki, innowacje materia?owe i?niezrównany dizajn oraz podejmuje si? nieustanne dzia?anie na rzecz ochrony ?rodowiska.
?W?zdecydowany sposób d??ymy do zmian systemowych”, mówi Chandler. ?Nigdy nie robimy nic jednorazowo?– robimy to, by na sta?e odmieni? ca?y system. Zawsze kierowali?my si? tworzeniem produktów, które s? lepsze dla ludzi i?dla planety. Je?li zjednoczymy si? w?innowacji w?zakresie projektowania, wytwarzania i?naszych celów ochrony ?rodowiska, korzy?ci b?d? znacznie wi?ksze, ni? mo?emy sobie wyobrazi?”.
Udost?pnij artyku?
Media
-
Tekst tego artyku?u
-
Multimedia do?tego artyku?u