apple stories
Punem bazele viitorului cu carcasele din titan Apple Watch imprimate 3D
Totul a ?nceput cu o idee care p?rea prea bun? s? fie adev?rat?: Ce ar fi dac? imprimarea 3D, utilizat? ?n trecut pentru a crea prototipuri, ar putea fi utilizat? pentru a produce milioane de carcase identice cu standardele de proiectare exacte ale Apple utilizand metale reciclate de ?nalt? calitate?
“Nu a fost o idee oarecare, ci una destinat? s? devin? realitate”, a declarat Kate Burgeron, Vice Pre?edinte pentru proiectarea produselor ?n cadrul Apple. ?Odat? pus? aceast? ?ntrebare, am ?nceput imediat s? o test?m. Trebuia s? demonstr?m, prin crearea continu? de prototipuri, optimizarea procesului ?i colectarea unui volum imens de date, c? aceast? tehnologie putea s? ?ndeplineasc? standardele ?nalte de calitate pe care le impunem.”
Anul acesta, carcasele pentru Apple Watch Ultra 3 ?i carcasele din titan pentru Apple Watch Series 11 sunt imprimate 3D din pulbere de titan 100 la sut? reciclat?, de calitate aerospa?ial?, o realizare care anterior nu era considerat? posibil? la scar? larg?. Fiecare echip? din cadrul Apple tr?gea pentru o ambi?ie comun?. Finisajul reflectorizant lustruit al modelului Series 11 trebuia s? fie imaculat. Ultra 3 trebuia s?-?i p?streze durabilitatea ?i forma u?oar? pentru a putea r?spunde cerin?elor aventurierilor de zi cu zi. Ambele trebuiau s? contribuie la o planet? mai sustenabil? f?r? a compromite performan?a, utilizand acelea?i materiale sau de o calitate mai bun?.?
“La Apple, fiecare echip? consider? mediul ?nconjur?tor o valoare fundamental?”, a declarat Sarah Chandler, Vice Pre?edinte pentru mediu ?i inova?ie ?n lan?ul de aprovizionare ?n cadrul Apple. ??tiam c? imprimarea 3D era o tehnologie cu foarte mult poten?ial pentru utilizarea eficient? a materialelor, un aspect important pentru Apple 2030.”
Apple 2030 este planul ambi?ios al companiei de a deveni neutr? din punct de vedere al emisiilor de carbon pentru ?ntreaga sa amprent? pan? la sfar?itul acestui deceniu. ?n acest plan sunt incluse lan?ul de aprovizionare din produc?ie ?i durata de via?? a produselor. Toat? electricitatea utilizat? ?n produc?ia Apple Watch provine deja din surse de energie regenerabil?, cum ar fi energia eolian? ?i solar?.
Utilizand procesul aditiv de imprimare 3D, straturile sunt imprimate unul cate unul pan? cand obiectul ajunge cat mai aproape posibil de forma final? necesar?. ?n trecut, prelucrarea pieselor forjate avea o natur? substractiv?, aceasta necesitand r?zuirea unor por?iuni mari de material. Datorit? acestei schimb?ri, carcasele pentru Ultra 3 ?i carcasele din titan pentru Series 11 utilizeaz? doar jum?tate de materie prim? ?n compara?ie cu genera?iile anterioare.
“O sc?dere de 50 de procente este o realizare important?. Po?i ob?ine dou? ceasuri din aceea?i cantitate de materie utilizat? pentru unul singur”, a explicat Chandler. ?Cand tragi linie, economiile pentru planet? sunt imense.”?
?n total, Apple estimeaz? c? numai ?n acest an se vor economisi peste 400 de tone metrice de titan brut datorit? acestui nou proces.
?n ultimul deceniu, Apple a experimentat cu imprimarea 3D, ?n timp ce industria ?n sine ?ncepea s? se dezvolte. ?n laboratoarele din spitale, medicii utilizau primele proteze ?i organe artificiale imprimate 3D ?i chiar ?i dincolo de atmosfera P?mantului, astronau?ii au descoperit viteza ?i u?urin?a cu care puteau produce prin imprimare 3D instrumente vitale la bordul Sta?iei Spa?iale Interna?ionale.
“Urm?rim de mult timp dezvoltarea acestei tehnologii ?i am v?zut cum prototipurile acesteia au devenit din ce ?n ce mai reprezentative pentru modelele noastre”, a declarat Dr. J Manjunathaiah, Director Senior de proiectare ?n produc?ie pentru Apple Watch ?i Vision. ?Am avut dintotdeauna inten?ia de a utiliza mai pu?ine materiale ?n fabricarea produselor noastre. ?n trecut, imprimarea 3D nu ne permitea s? producem componente cu aspect satisf?c?tor la scar? larg?. A?adar, am ?nceput s? experiment?m cu metale de imprimare 3D pentru a produce componente cu aspect satisf?c?tor.”
Pentru Apple, func?ionalitatea, aspectul ?i durabilitatea nu sunt negociabile. La acestea ad?ug?m scalabilitate, ?mpreun? cu teste riguroase de fiabilitate, performan?? ?i chiar inova?ii ?n ?tiin?a materialelor, asigurandu-ne totodat? c? Apple nu face niciun pas ?napoi ?n ceea ce prive?te obiectivele sale de decarbonizare pentru 2030.
Privind de sus ?n jos, randurile de blocuri ies din partea de jos precum zgarie-nori albi, asem?n?toare blocurilor Lego, zumz?ind zi ?i noapte. Acestea sunt imprimantele 3D muncind de zori pentru a construi carcasele din titan pentru Apple Watch Ultra 3 ?i Series 11.?
Fiecare ma?in? are un galvanometru cu ?ase lasere, toate lucrand simultan pentru a construi strat dup? strat, de peste 900 de ori, pentru a finaliza o singur? carcas?. Dar ?nainte ca imprimantele s? poat? ?ncepe, titanul brut trebuie atomizat ?n pulbere, un proces care implic? reglarea fin? a con?inutului s?u de oxigen pentru a reduce calit??ile titanului, care devine explozibil atunci cand este expus la c?ldur?.?
“Vorbim de o ?tiin?? a materialelor de ultim? genera?ie”, a declarat Bergeron.?
“Pulberea trebuia s? aib? un diametru de 50 de microni, adic? asem?n?tor cu nisipul foarte fin”, a explicat Manjunathaiah. ?Cand este expus la laser, comportamentul s?u difer? atunci cand are sau nu ?n compozi?ia sa oxigen. A?a c? a trebuit s? venim cu o solu?ie pentru a men?ine un con?inut de oxigen redus.”
“Reglarea acelei grosimi astfel ?ncat fiecare strat s? aib? exact 60 de microni ?nseamn? r?zuirea foarte fin? a acestei pulberi”, a completat Bergeron. ?Trebuie s? fim cat mai rapizi posibili din motive de scalabilitate, ?ns? trebuie s? lucr?m cat mai ?ncet posibil pentru a putea asigura precizia. ?n acest fel, am putut s? fim eficien?i, atingand ?n acela?i timp obiectivele de proiectare.”
Dup? ce imprimantele au terminat, un operator aspir? excesul de pulbere de pe platforma de construc?ie ?ntr-un proces care se nume?te eliminarea grosier? a excesului de pulbere. Deoarece piesele sunt imprimate ?n form? aproape final?, inclusiv cu toate ?mbin?rile necesare carcasei, pulberea poat? s? se strecoare ?n spa?iile mici ale carcaselor. Un dispozitiv de ultrasunete care vibreaz? piesele asigur? c? pulberea r?mas? este ?ndep?rtat? ?n timpul etapei de eliminare fin? a excesului de pulbere.?
?n timpul procesului de separare, un fir electrizat sub?ire taie fiecare carcas?, ?n timp ce un lichid de r?cire este pulverizat simultan pentru a p?stra un nivel redus de c?ldur? ?n procesul de t?iere. Un sistem automatizat de inspec?ie optic? m?soar? apoi fiecare carcas?, verificand dac? dimensiunile ?i aspectul acesteia sunt corecte. Aceasta este ultima verificare de calitate a carcaselor pentru a asigura c? sunt preg?tite pentru prelucrarea final?.
"Inginerii mecanici trebuie s? fie cei mai pricepu?i exper?i ?n puzzle din lume”, a declarat Bergeron. "Iau placa de circuit, ecranul ?i bateria, adic? toate componentele integrate ?n carcas? ?n etapa final? de asamblare, ?i le potrivesc. Desf??ur?m teste pe parcurs pentru a ne asigura c? ceasul este func?ional. Ulterior, ad?ug?m software-ul ?i ?l rul?m o perioad? de timp pentru a verifica dac? func?ionalitatea acestuia ?ndepline?te cerin?ele.”
O alt? ?mbun?t??ire-cheie adus? modelului, oferit? de imprimarea 3D, este imprimarea texturilor ?n locuri care nu erau accesibile anterior ?n procesul de forjare. Pentru Apple Watch, acest lucru ?nsemna posibilitatea de a ?mbun?t??i procesul de consolidare a propriet??ii carcasei antenei de a fi rezistent? la ap? ?n cazul modelelor celulare.? ?n interiorul carcasei, modelele celulare sunt prev?zute cu o fant? umplut? cu plastic pentru a permite func?ionarea antenei, iar datorit? imprim?rii 3D a unei texturi specifice pe suprafa?a interioar? a metalului, Apple a reu?it s? ob?in? o lipire mai bun? ?ntre plastic ?i metal.
Completarea pieselor de puzzle a fost realizat? pe parcursul mai multor ani, care a ?nceput cu o serie de demonstra?ii ?i valid?ri ale conceptului pentru a finisa procesul, de la compozi?ia specific? a aliajului la procesul de imprimare ?n sine. Dup? testarea acestuia la o scar? mult mai mic? ?n cazul genera?iilor de produse anterioare, echipa a fost ?ncrez?toare ?n propriile abilit??i de a veni cu o solu?ie pentru provoc?rile unice ale utiliz?rii titanului.?
“?ntotdeauna ?ncerc?m s? facem acei pa?i mici, care ne permit s? trecem la urm?torul nivel”, a declarat Bergeron. ?Acest proces a f?cut loc oportunit??ii de a avea o flexibilitate de proiectare ?i mai mare fa?? de ce aveam ?nainte. Posibilit??ile sunt nelimitate acum c? am ob?inut aceast? inova?ie la scar? larg?, ?ntr-un mod cu adev?rat sustenabil ?i la nivelul de care avem nevoie pentru a asigura aspectul ?i structura produselor.
Aceast? flexibilitate de proiectare a adus un alt beneficiu dincolo de Apple Watch: portul USB-C pe noul iPhone Air. Prin crearea unui port complet nou cu o carcas? de titan imprimat? 3D din aceea?i pulbere de titan reciclat, Apple a reu?it s? aduc? la via?? acest model incredibil de sub?ire, dar durabil.?
Aceasta este dovada magiei care poate fi creat? atunci cand sunt reunite legile fizicii, inova?ia materialelor, proiectarea inegalabil? ?i un angajament ferm fa?? de mediu. ?
“Suntem extrem de dedica?i schimb?rii aduse sistemelor,” a declarat Chandler. ?Nu facem niciodat? lucruri f?r? a ne gandi la continuitate, ci pentru ca acestea s? devin? modul ?n care s? func?ioneze mai apoi ?ntregul sistem. Obiectivul nostru fundamental a fost dintotdeauna s? proiect?m produse care s? fie mai bune pentru oameni ?i pentru planet?. Atunci cand ne unim for?ele s? inov?m f?r? a face compromisuri ?n proiectare, produc?ie ?i obiectivele stabilite pentru mediu, beneficiile sunt exponen?ial mai mari decat ne-am putea imagina vreodat?.”?
Media
-
Textul acestui articol
-
Con?inutul media din acest articol