Écrit par Greg Keonig, concepteur de produits et éditeur de Délices atomiques.
En tant que concepteur de produits, l'une de mes parties préférées sur tout lancement de nouveau produit Apple est l'inévitable vidéo "Comment c'est fait". L'incarnation Mac Pro n'a pas déçu.
Ce qui rend Apple fascinant, ce n'est pas qu'ils utilisent des technologies extraterrestres wiz-bang pour faire des choses - même ici à Portland, dans l'Oregon, toutes les technologies présentées par Apple dans cette vidéo sont mises en pratique dans de nombreuses usines locales. Ce qui rend Apple unique, c'est qu'ils effectuent leur fabrication avec une précision remarquable et à une échelle c'est tout simplement étonnant, utilisant des techniques typiquement réservées à l'aérospatiale ou au dispositif médical les industries.
La grande histoire avec le Mac Pro est l'emboutissage profond.
Lorsque l'oncle Phil a déclaré qu'Apple utilisait des technologies nouvelles pour eux pour fabriquer le Mac Pro, l'essentiel de sa déclaration s'est concentré sur la façon dont le boîtier cylindrique de la machine est formé. Ici, Apple utilise un processus connu sous le nom d'emboutissage hydraulique profond.
La plupart des emboutis métalliques passent par une ou deux matrices pour produire la forme finale. Avec le Mac Pro, le défi consiste à produire une énorme quantité de déformation plastique sans déchirer, onduler ou déformer la surface cylindrique parfaite. Pour ce faire, le boîtier est dessiné à travers une série de matrices qui étirent progressivement l'aluminium en quelque chose approchant la forme finale d'un Mac Pro.
L'emboutissage profond est un processus qui produit très efficacement une pièce de « forme nette ». Apple aurait pu simplement jeter un gros morceau d'aluminium dans un tour et créer la même pièce, mais cette quantité d'enlèvement de métal est extrêmement inefficace. L'emboutissage profond crée efficacement un morceau de métal très proche de la forme finale d'un Mac Pro en quelques opérations seulement. Après cela, le boîtier Mac Pro est tourné pour nettoyer la surface et atteindre la tolérance souhaitée, poli, remis dans un centre d'usinage pour produire les fonctions d'E/S, de bouton d'alimentation et de chanfrein et enfin anodisé.
Un spécialiste de l'emboutissage profond a envoyé un e-mail pour dire que la stratégie spécifique d'Apple ici est l'extrusion par impact hydraulique, après l'étape initiale d'emboutissage profond. Même technique pour la fabrication d'extincteurs et de bouteilles de plongée.
Ici, Apple utilise un centre CNC (qui serait l'un des deux douzaines de tours Mazak NEXUS livrés à Apple) pour profiler la forme extérieure du Mac Pro. Cette étape amène la pièce dans des tolérances de haute précision et supprime la finition de surface relativement rugueuse produite dans le processus d'emboutissage profond. Sur le côté gauche, on peut voir que la légère courbe sur le bas du boîtier a été usinée.
Aussi belles soient-elles, les surfaces usinées ne sont pas aux normes d'Apple. Dans ce segment de la vidéo, deux bras robotiques Kuka avec des actionneurs d'extrémité personnalisés font tourner le boîtier du Mac Pro autour des roues de polissage pour produire une finition de surface proche du miroir.
Au moment où l'enceinte est déplacée sur la station de polissage interne, la machine crache une nouvelle charge de pâte à polir sur la meule.
Une technologie similaire est utilisée dans la production de couteaux à grand volume pour créer à la fois le profil de mouture et les arêtes vives des lames.
L'équipement de précision utilisé dans les opérations de meulage et de polissage comme celui-ci doit être méticuleusement entretenu. La fine poussière produite travaille dans les roulements, les actionneurs et les vis à billes, faisant des ravages.
Le boîtier fraîchement poli est recouvert d'un film de protection de surface pour éviter les dommages lors des opérations de fraisage à venir.
Pourquoi usiner ces ouvertures après polissage? Les bords ouverts seraient non seulement gâchés par le polissage, mais les roues de polissage en tissu seraient déchirées en lambeaux en un rien de temps.
Le boîtier Mac Pro est de retour dans un centre CNC où le slot I/O est découpé. Il s'agit probablement de la même machine/opération où Apple coupe le chanfrein de marque sur le dessus du cylindre.
Point d'intérêt: remarquez que la fraise en bout et le support se reflètent sur la surface MacPro fraîchement polie, alors que le profil de la poche a déjà été découpé dans le film protecteur. Ma meilleure hypothèse est que le plan initial était de simplement usiner à travers le film protecteur, mais l'action de coupe de la fraise en bout a fini par déchirer les bords du film en creusant légèrement les surfaces. La solution était d'ajouter une étape où le film était retiré des zones à usiner.
Des détails comme celui-ci, multipliés mille fois dans l'empire manufacturier d'Apple, sont la raison pour laquelle les produits Apple sont à l'avant-garde du volume élevé ET de la haute précision.
Ici, nous voyons un lot d'enceintes en rack pour l'anodisation. Dans l'anodisation typique, une étape de gravure à l'acide a lieu pour nettoyer en profondeur la pièce. Avec des normes de finition de surface aussi élevées, je parie qu'Apple est soit très légèrement gravé, soit utilisé composés de gravure très doux pour maintenir les qualités de miroir qu'ils passent tant de temps produire.
L'anodisation n'est pas un revêtement, c'est une transformation. Le courant électrique traverse l'aluminium dans un bain acide, provoquant la liaison des molécules d'oxygène à l'aluminium, produisant une couche mince et uniforme d'oxyde d'aluminium (essentiellement: la rouille de l'aluminium). Parce que cette couche de surface est poreuse, le colorant peut être utilisé pour ajouter presque n'importe quelle couleur à la pièce en aluminium avant que la surface ne soit scellée.
Les racks eux-mêmes sont généralement en titane et vous pouvez voir comment les déplacements répétés à travers la ligne d'anodisation les ont affectés par la distorsion des couleurs sur les bras du rack près du haut de l'image.
Les petites pièces
Alors qu'Apple veut clairement mettre en évidence la partie responsable de la forme unique du Mac Pro, bon nombre des des détails de fabrication intéressants se trouvent dans les diverses autres petites pièces qui composent les entrailles du chose. Apple ne nous montre pas grand-chose de ce processus. Par exemple, j'aimerais vraiment savoir comment Apple fabrique le ventilateur du Mac Pro; car les courbes complexes et l'accès limité font de la fabrication de turbines l'étalon-or pour la fabrication de pièces complexes (juste Google n'importe quelle entreprise de machines CAM/CNC et la première vidéo qu'ils montreront est une sorte de turbine en cours de fabrication à l'aide de leur logiciel ou machine).
Ce que nous voyons, c'est le noyau/tour de refroidissement triangulaire du Mac Pro soumis à un processus de grenaillage automatisé soigné.
Il s'agit d'une cellule de cabines de sablage automatisées Guyson utilisées pour finir la surface de la tour de refroidissement triangulaire à l'intérieur du Mac Pro. Les armoires Guyson, comme la plupart des équipements Apple, sont hautement personnalisées et retournent probablement la pièce en interne pour exploser à la fois l'avant et l'arrière.
Un bras robotique FANUC s'occupe de la cellule. C'est une grande différence par rapport aux usines chinoises d'Apple où les machines sont presque toutes entretenues par des humains. Les coûts de main-d'œuvre aux États-Unis font un crayon robot FANUC de 90 000 $.
Ici, nous pouvons voir le système de sablage robotique Guyson à l'œuvre, utilisant la pression de l'air pour forcer les billes de verre à rendre uniformément rugueuse la surface. La buse de projection de billes est dotée d'un appareil qui, je suppose, est un actionneur pour faire basculer la tour de refroidissement triangulaire.
La tour de refroidissement triangulaire elle-même est, comme la plupart des dissipateurs thermiques, extrudée en aluminium et présente des caractéristiques telles que des trous et des filetages ajoutés ultérieurement. D'après les images limitées des composants internes du Mac Pro que j'ai vues, il semble que de grands coussins de refroidissement soient attachés à cet évier principal; le grenaillage favorisera le transfert de chaleur lorsqu'il est associé à un composé de pâte thermique.
Je me demande comment l'objectif de cet appareil photo a fait…
Faire des PCB n'est pas mon schtick, mais cela semble être une machine Pick-and-Place assez standard. Chaque fois que j'en ai vu un courir, je suis choqué de la vitesse à laquelle ils sont.
L'assemblage manuel du Mac Pro utilise un système de livraison de pièces sous la table. Je n'avais jamais vu cela auparavant et j'ai appelé un ingénieur d'assemblage que je connais qui m'a dit qu'il s'agissait d'une nouvelle tendance; ils économisent de l'espace en utilisant une zone qui serait autrement gaspillée, ils facilitent la protection contre la poussière composants et (plus intéressant) ils sont plus propices aux pratiques d'assemblage automatisé lorsque la technologie robotique rattrape.
L'opération laser est réalisée par un laser à fibre. Les lasers conçus pour la production en volume ont des têtes entraînées qui sont beaucoup plus rapides que les lasers à portique mobile que l'on voit habituellement dans les ateliers de gravure au laser (comme les lasers Epilog).
Conclusion
Ce que la vidéo Mac Pro montre, c'est le talent unique d'Apple pour rassembler des technologies de fabrication disparates pour produire une précision incroyable à des volumes extrêmement élevés. Bien sûr, avoir 140 milliards de dollars en banque et la possibilité d'apporter un nombre ahurissant de zéros à un bon de commande a ses avantages, mais beaucoup de produits riches en ressources les entreprises ne penseraient jamais à combiner des processus de la manière habituelle d'Apple (voir: moulage par injection, usinage, polissage et revêtement d'un iPhone 5c Cas). Avec le Mac Pro, Apple a élevé un processus de précision/faible tolérance (estampage profond) utilisé pour faire du bol d'eau et de la cartouche de brosse de toilette de mon chien la création d'un bureau de qualité aérospatiale bijoux.
Je cherche à en acheter 2 !
Ce post a été initialement publié sur Atomic Delights le mardi 22 octobre.
