Geschrieben von Greg Keonig, Produktdesigner und Herausgeber von Atomare Freuden.
Als Produktdesigner ist einer meiner Lieblingsteile bei jeder neuen Apple-Produkteinführung das unvermeidliche „How it’s made“-Video. Die Mac Pro-Inkarnation hat uns nicht enttäuscht.
Das Faszinierende an Apple ist nicht, dass sie einige witzige Alien-Technologien verwenden, um Dinge herzustellen – selbst hier in Portland, Oregon, sind alle Technologien, die Apple in diesem Video zeigt, in zahlreichen lokalen Fabriken in der Praxis. Was Apple einzigartig macht, ist, dass sie ihre Herstellung mit bemerkenswerter Präzision und in großem Maßstab durchführen das ist einfach erstaunlich, mit Techniken, die normalerweise der Luft- und Raumfahrt oder medizinischen Geräten vorbehalten sind Branchen.
Die große Geschichte mit dem Mac Pro ist das Tiefziehen.
Als Onkel Phil sagte, dass Apple bei der Herstellung des Mac Pro neue Technologien einsetzte, konzentrierte sich seine Aussage vor allem auf die Form des zylindrischen Gehäuses der Maschine. Apple verwendet hier ein Verfahren, das als hydraulisches Tiefziehstanzen bekannt ist.
Die meisten Metallstanzteile durchlaufen ein oder zwei Stanzwerkzeuge, um die endgültige Form zu erzeugen. Beim Mac Pro besteht die Herausforderung jedoch darin, eine massive plastische Verformung zu erzeugen, ohne die perfekte zylindrische Oberfläche zu zerreißen, zu kräuseln oder zu verformen. Dazu wird das Gehäuse durch eine Reihe von Matrizen gezogen, die das Aluminium nach und nach in eine Form strecken, die sich der endgültigen Form eines Mac Pro annähert.
Das Tiefziehen ist ein Prozess, der sehr effizient ein „Net-Shape“-Teil herstellt. Apple hätte einfach ein riesiges Stück Aluminium in eine Drehbank werfen und das gleiche Teil herstellen können, aber diese Menge an Metallentfernung ist äußerst ineffizient. Durch Tiefziehen wird in nur wenigen Arbeitsgängen effizient ein Stück Metall erzeugt, das der endgültigen Form eines Mac Pro sehr nahe kommt. Danach wird das Mac Pro Gehäuse gedreht, um die Oberfläche zu reinigen und die gewünschte Toleranz zu erreichen. poliert, zurück in ein Bearbeitungszentrum gelegt, um die I/O-, Power-Button- und Fasen-Funktionen zu produzieren und schließlich eloxiert.
Ein Typ von Tiefziehstanzen schrieb per E-Mail, dass die spezifische Strategie von Apple hier das hydraulische Fließpressen nach dem ersten Tiefziehschritt ist. Dieselbe Technik für die Herstellung von Feuerlöschern und Tauchflaschen.
Hier verwendet Apple ein CNC-Zentrum (angeblich eine von zwei Dutzend Mazak NEXUS-Drehmaschinen, die an Apple geliefert wurden), um die Außenform des Mac Pro zu profilieren. Dieser Schritt bringt das Teil in hochpräzise Toleranzen und entfernt die relativ raue Oberflächenbeschaffenheit, die im Tiefziehprozess erzeugt wird. Auf der linken Seite sehen wir, dass die leichte Wölbung an der Unterseite des Gehäuses bearbeitet wurde.
So schön sie auch sind, die bearbeiteten Oberflächen entsprechen nicht den Standards von Apple. In diesem Abschnitt des Videos drehen zwei Kuka-Roboterarme mit benutzerdefinierten Endaktuatoren das Gehäuse des Mac Pro um Polierräder, um eine nahezu spiegelnde Oberfläche zu erzeugen.
Während das Gehäuse auf die Innenpolierstation geschoben wird, spuckt die Maschine eine neue Ladung Polierpaste auf die Scheibe.
Eine ähnliche Technologie wird in der Massenproduktion von Messern verwendet, um sowohl das Schleifprofil als auch die scharfen Kanten von Klingen zu erzeugen.
Präzisionsgeräte, die bei solchen Schleif- und Poliervorgängen verwendet werden, müssen sorgfältig gewartet werden. Der dabei entstehende Feinstaub arbeitet in Lagern, Aktuatoren und Kugelgewindetrieben und richtet verheerende Schäden an.
Das frisch polierte Gehäuse ist mit einer Oberflächenschutzfolie überzogen, um Beschädigungen bei den anstehenden Fräsarbeiten zu vermeiden.
Warum diese Öffnungen nach dem Polieren bearbeiten? Die offenen Kanten würden durch das Polieren nicht nur verunstaltet, sondern auch die Tuchpolierscheiben würden an ihnen im Handumdrehen in Fetzen gerissen.
Das Mac Pro Gehäuse befindet sich wieder in einem CNC-Zentrum, in dem der I/O-Steckplatz ausgeschnitten ist. Dies ist wahrscheinlich die gleiche Maschine / Operation, bei der Apple die Markenfase oben am Zylinder schneidet.
Interessanter Punkt: Beachten Sie, dass der Schaftfräser und der Halter von der frisch polierten MacPro-Oberfläche reflektiert werden, das Taschenprofil jedoch bereits aus der Schutzfolie geschnitten wurde. Meine beste Vermutung ist, dass der ursprüngliche Plan darin bestand, einfach durch die Schutzfolie zu fräsen, aber der Schneidvorgang des Schaftfräsers riss die Kanten der Folie leicht auf und drang leicht auf die Oberflächen. Die Lösung bestand darin, einen Schritt hinzuzufügen, bei dem die Folie von den zu bearbeitenden Bereichen entfernt wurde.
Details wie diese, die im gesamten Apple-Fertigungsimperium tausendfach vervielfacht wurden, sind der Grund, warum Apple-Produkte die Avantgarde für hohe Stückzahlen UND hohe Präzision sind.
Hier sehen wir eine Reihe von Gehäusen, die zum Eloxieren in Regalen stehen. Beim typischen Anodisieren findet ein Säureätzschritt statt, um das Teil gründlich zu reinigen. Bei so hohen Oberflächenqualitätsstandards wette ich jedoch, dass Apple entweder sehr leicht ätzt oder verwendet sehr schonende Ätzmittel, um die spiegelähnlichen Eigenschaften zu erhalten, die sie so viel Zeit verbringen produzieren.
Eloxieren ist keine Beschichtung, es ist eine Transformation. In einem Säurebad wird elektrischer Strom durch Aluminium geleitet, wodurch sich Sauerstoffmoleküle an Aluminium binden und eine dünne, gleichmäßige Schicht aus Aluminiumoxid (im Grunde: Aluminiumrost) entsteht. Da diese Oberflächenschicht porös ist, kann dem Aluminiumteil vor dem Versiegeln fast jede Farbe mit Farbstoffen hinzugefügt werden.
Die Racks selbst sind normalerweise aus Titan und Sie können an der Farbverzerrung an den Rackarmen im oberen Bildbereich erkennen, wie sich wiederholte Fahrten durch die Eloxallinie auf sie ausgewirkt haben.
Die Kleinteile
Während Apple eindeutig den Teil hervorheben möchte, der für die einzigartige Form des Mac Pro verantwortlich ist, sind viele der interessante Fertigungsdetails finden sich in den diversen anderen Kleinteilen, aus denen sich die Eingeweide der Ding. Apple zeigt uns nicht viel von diesem Prozess. Zum Beispiel würde ich wirklich gerne wissen, wie Apple den Lüfter des Mac Pro herstellt; da die komplexen Kurven und der eingeschränkte Zugang die Turbinenfertigung zum Goldstandard für die Herstellung komplexer Teile machen (nur Google jedes CAM/CNC-Maschinenunternehmen und das erste Video, das sie zeigen werden, ist eine Art Turbine, die mit ihrer Software hergestellt wird, oder Maschine).
Was wir sehen, ist der dreieckige Kern / Kühlturm des Mac Pro, der einen sauberen automatisierten Perlenstrahlprozess durchläuft.
Dies ist eine Zelle mit automatisierten Glasperlenstrahlkabinen von Guyson, die zum Finishen der Oberfläche des dreieckigen Kühlturms im Inneren des Mac Pro verwendet wird. Die Guyson-Schränke sind, wie viele der Geräte von Apple, sehr individuell und drehen das Teil wahrscheinlich intern um, um sowohl die Vorder- als auch die Rückseite zu sprengen.
Um die Zelle kümmert sich ein FANUC-Roboterarm. Dies ist ein großer Unterschied zu den chinesischen Fabriken von Apple, in denen Maschinen fast ausschließlich von Menschen betreut werden. Die Arbeitskosten in den USA machen einen FANUC-Roboterstift im Wert von 90.000 US-Dollar aus.
Hier sehen wir das Guyson-Roboterstrahlsystem bei der Arbeit, das Glasperlen mit Luftdruck zum gleichmäßigen Aufrauen der Oberfläche zwingt. An der Perlstrahldüse ist eine Vorrichtung angebracht, von der ich vermute, dass es sich um einen Aktuator zum Umdrehen des dreieckigen Kühlturms handelt.
Der dreieckige Kühlturm selbst ist, wie die meisten Kühlkörper, aus Aluminium stranggepresst und weist nachträglich hinzugefügte Merkmale wie Löcher und Gewinde auf. Aus den begrenzten Bildern von Mac Pro-Einbauten, die ich gesehen habe, scheint es, als wären große Kühlpads an dieser Hauptspüle angebracht; Perlenstrahlen fördert die Wärmeübertragung, wenn es mit einer Wärmeleitpaste verbunden wird.
Ich frage mich, wie das Objektiv dieser Kamera ausgesehen hat…
PCBs herzustellen ist nicht mein Ding, aber das scheint eine ziemlich normale Pick-and-Place-Maschine zu sein. Jedes Mal, wenn ich eine davon laufen sehe, bin ich schockiert, wie schnell sie sind.
Die Handmontage des Mac Pro verwendet ein Untertisch-Teileliefersystem. Ich hatte das noch nie zuvor gesehen und rief einen Montageingenieur an, den ich kenne, der sagte, dies sei ein neuer Trend; Sie sparen Platz, indem sie Flächen nutzen, die sonst verschwendet würden, sie machen es einfacher, den Staub vom Komponenten und (am interessantesten) sind sie für automatisierte Montagepraktiken förderlicher, wenn Robotertechnologie holt auf.
Die Laseroperation wird von einem Faserlaser durchgeführt. Laser für die Serienproduktion haben angetriebene Köpfe, die viel schneller sind als bewegliche Gantry-Laser, die man normalerweise in Lasergravierereien sieht (wie Epilog-Laser).
Schlussfolgerungen
Was das Mac Pro-Video zeigt, ist Apples einzigartiges Talent, unterschiedliche Fertigungstechnologien zusammenzuführen, um unglaubliche Präzision bei extrem hohen Stückzahlen zu produzieren. Sicher, 140 Milliarden US-Dollar auf der Bank zu haben und die Möglichkeit, eine unglaubliche Anzahl von Nullen in eine Bestellung zu bringen, hat seine Vorteile, aber viele ressourcenreiche Produkte Unternehmen würden nie auf die Idee kommen, Prozesse so zu kombinieren, wie es Apple routinemäßig tut (siehe: Spritzgießen, Bearbeiten, Polieren und Beschichten eines iPhone 5c Fall). Mit dem Mac Pro hat Apple einen Prozess mit relativ geringer Präzision/geringer Toleranz (Tiefziehstempel) entwickelt, der verwendet wird, um Machen Sie den Wassernapf und den Toilettenbürstenbehälter meines Hundes zu einem Desktop-Arbeitsplatz in Luft- und Raumfahrtqualität Schmuck.
Ich suche 2!
Dieser Beitrag wurde ursprünglich auf Atomic Delights veröffentlicht am Dienstag, 22. Oktober.
