Sådan laver Apple den nye Mac Pro

Skrevet af Greg Keonig, produktdesigner og udgiver af Atomic Delights.

Som produktdesigner er en af ​​mine yndlingsdele om enhver ny Apple -produktlancering den uundgåelige video "Sådan er den lavet". Mac Pro -inkarnationen skuffede ikke.

Det, der gør Apple fascinerende, er ikke, at de bruger nogle wiz-bang fremmede teknologier til at lave ting-selv her i Portland, Oregon, er alle de teknologier, Apple viser i denne video, i praksis på tværs af mange lokale fabrikker. Det, der gør Apple unikt, er, at de udfører deres fremstilling med bemærkelsesværdig præcision og i skala det er simpelthen forbløffende ved hjælp af teknikker, der typisk er forbeholdt luftfart eller medicinsk udstyr industrier.

Den store historie med Mac Pro er stempling med dybe træk.

Da onkel Phil sagde, at Apple brugte teknologier, der var nye for dem til at lave Mac Pro, var hovedtyngden af ​​hans erklæring fokuseret på, hvordan maskinens cylindriske etui er dannet. Her bruger Apple en proces kendt som hydraulisk stempling til dybtrækning.

De fleste metalstemplinger går igennem et eller to dørværktøjer for at producere den endelige form. Med Mac Pro er udfordringen imidlertid at producere en massiv mængde plastisk deformation uden at rive, risle eller deformere den perfekte cylindriske overflade. For at gøre dette trækkes kabinettet gennem en række matricer, der gradvist strækker aluminiumet til noget, der nærmer sig den endelige form af en Mac Pro.

Dybtegning er en proces, der meget effektivt frembringer en “netform” -del. Apple kunne lige have smidt en kæmpe hunk af aluminium i en drejebænk og skabt den samme del, men den mængde metalfjernelse er ekstremt ineffektiv. Dybtegning skaber effektivt en hunk af metal, der er meget tæt på den endelige form på en Mac Pro på bare et par operationer. Derefter drejes Mac Pro -kabinettet for at rense overfladen og opnå den ønskede tolerance, poleret, placeret tilbage i et bearbejdningscenter for at producere I/O, tænd/sluk -knap og fasefunktioner og endelig anodiseret.

En dyb stemplingsmand sendte en e -mail for at sige, at Apples specifikke strategi her er ekstrudering af hydraulisk slag efter det indledende dybtrækningstrin. Samme teknik til fremstilling af ildslukkere og scuba -flasker.

Her bruger Apple et CNC -center (rygter om at være en af ​​to dusin Mazak NEXUS -drejebænke, der leveres til Apple) til at profilere den ydre form af Mac Pro. Dette trin bringer delen ind i tolerancer med høj præcision og fjerner den relativt ru overfladefinish, der produceres i dybtrækningsprocessen. På venstre side kan vi se, at den lille kurve i bunden af ​​kabinettet er bearbejdet.

Så flotte som de er, er bearbejdede overflader ikke op til Apples standarder. I dette segment af videoen drejer to Kuka-robotarme med brugerdefinerede endeaktuatorer Mac Pro's kabinet rundt om poleringshjul for at frembringe en overfladefinish i nærheden af ​​spejlet.

Ligesom kabinettet flyttes til den interne poleringsstation, spytter maskinen en ny mængde polermasse på hjulet.

Lignende teknologi bruges i knivproduktion i store mængder til at skabe både slibeprofil og skarpe kanter på knive.

Præcisionsudstyr, der bruges til slibning og polering, som dette, skal vedligeholdes omhyggeligt. Det fine støv, der produceres, fungerer i lejer, aktuatorer og kugleskruer, der skaber kaos.

Det nypolerede kabinet er belagt med en overfladebeskyttelsesfilm for at forhindre skader under de kommende fræsningsoperationer.

Hvorfor bearbejde disse åbninger efter polering? De åbne kanter ville ikke kun blive ødelagt ved polering, men kludpoleringshjulene ville blive revet i stykker på dem på ingen tid.

Mac Pro -kabinettet er tilbage i et CNC -center, hvor I/O -åbningen er skåret ud. Dette er sandsynligvis den samme maskine/betjening, hvor Apple skærer varemærket affasning på toppen af ​​cylinderen.

Interessepunkt: Bemærk, at slutmøllen og holderen reflekteres fra den nypolerede MacPro -overflade, men alligevel er lommeprofilen allerede skåret af beskyttelsesfilmen. Mit bedste gæt er, at den oprindelige plan simpelthen var at bearbejde beskyttelsesfilmen, men slutmølleens skærevirksomhed sluttede med at rive filmens kanter ned på overfladerne lidt. Løsningen var at tilføje et trin, hvor filmen blev fjernet fra de områder, der skulle bearbejdes.

Detaljer som denne, multipliceret tusind gange på tværs af Apple-produktionsimperiet, er derfor, at Apple-produkter er forgængeren for stor volumen og høj præcision.

Her ser vi et parti kabinetter racket til anodisering. Ved typisk anodisering finder et syreætsningstrin sted for grundigt at rense delen. Med så høje standarder for overfladefinish, satser jeg på Apple enten meget let ætser eller bruges meget skånsomme ætsningsmidler for at bevare de spejllignende kvaliteter, de bruger så meget tid producerer.

Anodisering er ikke en belægning, det er en transformation. Elektrisk strøm ledes gennem aluminium i et syrebad, hvilket får iltmolekyler til at binde sig til aluminium og producere et tyndt, ensartet lag af aluminiumoxid (grundlæggende: aluminiumrust). Fordi dette overfladelag er porøst, kan farvestof bruges til at tilføje næsten enhver farve til aluminiumsdelen, før overfladen forsegles.

Selve stativerne er typisk lavet af titanium, og du kan se, hvordan gentagne ture gennem anodiseringslinjen har påvirket dem af farveforvrængningen på stativarmene nær toppen af ​​billedet.

De Små Dele

Mens Apple klart vil fremhæve den del, der er ansvarlig for Mac Pro's unikke form, er mange af interessante fremstillingsdetaljer findes i de forskellige andre små dele, der udgør tarmene på ting. Apple viser os ikke meget af den proces. For eksempel ville jeg virkelig elske at vide, hvordan Apple fremstiller Mac Pro’s fan; da de komplekse kurver og begrænset adgang gør mølleproduktion til en guldstandard for kompleks delfremstilling (bare Google ethvert CAM/CNC -maskinfirma og den første video, de vil vise frem, er en slags turbine, der laves ved hjælp af deres software eller maskine).

Det, vi får at se, er det trekantede kerne-/køletårn på Mac Pro, der gennemgår en pæn automatiseret perleblæsningsproces.

Dette er en celle af Guyson automatiserede perlesprængningsskabe, der bruges til at afslutte overfladen af ​​det trekantede køletårn inde i Mac Pro. Guyson -kabinetterne er ligesom meget af Apples udstyr meget tilpasset og vender sandsynligvis delen internt for at sprænge både for- og bagside.

Tender til cellen er en FANUC robotarm. Dette er en stor forskel i forhold til Apples kinesiske fabrikker, hvor maskiner næsten alle plejes af mennesker. Amerikanske lønomkostninger laver en FANUC robotblyant på $ 90.000 ud.

Her kan vi se Guyson -robotblæsningssystemet på arbejde, der bruger lufttryk til at tvinge glasperler til ensartet at ru overfladen. Perleblæserdysen har et apparat fastgjort til det, som jeg formoder er en aktuator til at vende det trekantede køletårn.

Selve det trekantede køletårn er, ligesom de fleste køleplader, ekstruderet af aluminium og har funktioner som huller og tråde tilføjet senere. Af de begrænsede billeder af Mac Pro -indvendige dele, jeg har set, ser det ud til, at store kølepuder er fastgjort til denne hovedvask; perleblæsning vil fremme varmeoverførsel, når den kobles til en termisk pasta -forbindelse.

Jeg spekulerer på, hvordan kameraets objektiv blev til ...

At lave PCB’er er ikke min opgave, men det ser ud til at være en temmelig standard Pick-and-Place-maskine. Hver gang jeg har set en af ​​disse løbe, er jeg chokeret over, hvor hurtige de er.

Håndmonteringen af ​​Mac Pro bruger et system til levering af dele under bordet. Jeg havde aldrig set dette før og ringede til en samlingsingeniør, jeg ved, som sagde, at det var en ny trend; de sparer plads ved at udnytte område, der ellers ville være spildt, de gør det lettere at holde støv væk fra komponenter og (mest interessant) er de mere befordrende for automatiseret montagepraksis ved robotteknologi indhenter.

Laseroperationen udføres af en fiberlaser. Volumenproduktion designet lasere har drev hoveder, der er meget hurtigere end bevægelige portallasere, man normalt ser i lasergraveringsbutikker (som Epilog -lasere).

Konklusioner

Hvad Mac Pro -videoen viser, er Apples unikke talent for at samle forskellige fremstillingsteknologier for at producere utrolig præcision ved ekstremt høje volumener. Sikker på, at have $ 140B i banken og muligheden for at bringe et forbløffende antal nuller til en indkøbsordre har sine fordele, men masser af ressourcerige produkter virksomheder ville aldrig finde på at kombinere processer på den måde, som Apple gør rutinemæssigt (se: sprøjtestøbning, bearbejdning, polering og belægning af en iPhone 5c sag). Med Mac Pro har Apple forhøjet en relativt lavpræcisions-/lavtoleranceproces (dybtrækningstempling), der bruges til at gøre min hunds vandskål og toiletbørstebeholder til oprettelsen af ​​et stykke skrivebord i luftfartskvalitet smykker.

Jeg ønsker at købe 2!

Dette indlæg blev oprindeligt udgivet på Atomic Delights tirsdag den 22. oktober.