Geschreven door Greg Keonig, productontwerper en uitgever van Atomic Delights.
Als productontwerper is een van mijn favoriete onderdelen van elke nieuwe Apple-productlancering de onvermijdelijke "How it's made" -video. De Mac Pro-incarnatie stelde niet teleur.
Wat Apple fascinerend maakt, is niet dat ze een aantal buitenaardse buitenaardse technologieën gebruiken om dingen te maken - zelfs hier in Portland, Oregon, worden alle technologieën die Apple in deze video laat zien, toegepast in tal van lokale fabrieken. Wat Apple uniek maakt, is dat ze hun productie met opmerkelijke precisie en op grote schaal uitvoeren dat is gewoon verbazingwekkend, met behulp van technieken die typisch zijn voorbehouden aan de ruimtevaart of medische apparatuur industrieën.
Het grote verhaal met de Mac Pro is dieptrekken.
Toen oom Phil zei dat Apple technologieën gebruikte die nieuw voor hen waren om de Mac Pro te maken, was het zwaartepunt van zijn verklaring gericht op hoe de cilindrische behuizing van de machine is gevormd. Hier gebruikt Apple een proces dat bekend staat als hydraulisch dieptrekken.
De meeste metalen stempels gaan door een of twee matrijsgereedschappen om de uiteindelijke vorm te produceren. Met de Mac Pro is de uitdaging echter om een enorme hoeveelheid plastische vervorming te produceren zonder het perfecte cilindrische oppervlak te scheuren, te rimpelen of te vervormen. Om dit te doen, wordt de behuizing door een reeks matrijzen getrokken die het aluminium geleidelijk uitrekken tot iets dat de uiteindelijke vorm van een Mac Pro benadert.
Dieptrekken is een proces dat zeer efficiënt een "netvorm" onderdeel produceert. Apple had net een gigantisch stuk aluminium in een draaibank kunnen gooien en hetzelfde onderdeel kunnen maken, maar die hoeveelheid metaalverwijdering is buitengewoon inefficiënt. Door diep te tekenen ontstaat er op een efficiënte manier een stuk metaal dat in slechts een paar handelingen heel dicht bij de uiteindelijke vorm van een Mac Pro komt. Daarna wordt de Mac Pro-behuizing met een draaibank gedraaid om het oppervlak schoon te maken en de gewenste tolerantie te bereiken, gepolijst, teruggeplaatst in een bewerkingscentrum om de I/O-, aan/uit-knop en afschuinfuncties te produceren en tot slot geanodiseerd.
Een dieptrekkende stempelman stuurde een e-mail om te zeggen dat de specifieke strategie van Apple hier hydraulische impactextrusie is, na de eerste stap van het dieptrekken. Zelfde techniek voor het maken van brandblussers en duikflessen.
Hier gebruikt Apple een CNC-centrum (naar verluidt een van de twee dozijn Mazak NEXUS-draaibanken die aan Apple zijn geleverd) om de buitenvorm van de Mac Pro te profileren. Deze stap brengt het onderdeel in zeer nauwkeurige toleranties en verwijdert de relatief ruwe oppervlakteafwerking die tijdens het dieptrekproces ontstaat. Aan de linkerkant kunnen we zien dat de lichte kromming aan de onderkant van de behuizing is bewerkt.
Hoe mooi ze ook zijn, bewerkte oppervlakken voldoen niet aan de normen van Apple. In dit deel van de video draaien twee Kuka-robotarmen met aangepaste eindactuatoren de behuizing van de Mac Pro rond polijstwielen om een bijna spiegelende oppervlakteafwerking te produceren.
Net als de behuizing naar het interne polijststation wordt verplaatst, spuugt de machine een nieuwe lading polijstmiddel op het wiel.
Soortgelijke technologie wordt gebruikt bij de productie van grote hoeveelheden messen om zowel het slijpprofiel als de scherpe randen van de messen te creëren.
Precisie-apparatuur die wordt gebruikt bij slijp- en polijstbewerkingen zoals deze, moet zorgvuldig worden onderhouden. Het geproduceerde fijne stof werkt in lagers, aandrijvingen en kogelomloopspillen, wat grote schade aanricht.
De vers gepolijste behuizing is gecoat met een oppervlaktebeschermingsfilm om schade tijdens de komende freesbewerkingen te voorkomen.
Waarom deze openingen machinaal bewerken na het polijsten? De open randen zouden niet alleen ontsierd raken door te polijsten, maar de stoffen polijstschijven zouden in een mum van tijd aan flarden worden gescheurd.
De Mac Pro-behuizing is terug in een CNC-centrum waar de I/O-sleuf is uitgesneden. Dit is waarschijnlijk dezelfde machine/bewerking waarbij Apple de handelsmerkafschuining aan de bovenkant van de cilinder doorsnijdt.
Aandachtspunt: merk op dat de vingerfrees en houder worden weerkaatst op het pas gepolijste MacPro-oppervlak, maar het zakprofiel is al uit de beschermende film gesneden. Mijn beste gok is dat het oorspronkelijke plan was om gewoon door de beschermende film te snijden, maar de snijwerking van de vingerfrees eindigde met het scheuren van de randen van de film en de oppervlakken lichtjes op. De oplossing was om een stap toe te voegen waarbij de film werd verwijderd van de te bewerken gebieden.
Details zoals deze, duizend keer vermenigvuldigd in het Apple-productie-imperium, zijn de reden waarom Apple-producten de voorhoede zijn voor grote hoeveelheden EN hoge precisie.
Hier zien we een partij behuizingen die in een rek staan om te anodiseren. Bij typisch anodiseren vindt een zuuretsstap plaats om het onderdeel grondig te reinigen. Met zulke hoge oppervlakte-afwerkingsnormen wed ik echter dat Apple heel licht etst of wordt gebruikt zeer zachte etsverbindingen om de spiegelachtige eigenschappen te behouden waar ze zoveel tijd aan besteden produceren.
Anodiseren is geen coating, het is een transformatie. Elektrische stroom wordt door aluminium in een zuurbad geleid, waardoor zuurstofmoleculen zich aan aluminium hechten en een dunne, uniforme laag aluminiumoxide vormen (in feite: aluminiumroest). Omdat deze oppervlaktelaag poreus is, kan kleurstof worden gebruikt om bijna elke kleur aan het aluminium onderdeel toe te voegen voordat het oppervlak wordt verzegeld.
De rekken zelf zijn meestal gemaakt van titanium en je kunt zien hoe herhaalde reizen door de anodiseerlijn ze hebben beïnvloed door de kleurvervorming op de rekarmen aan de bovenkant van het beeld.
De kleine onderdelen
Hoewel Apple duidelijk het onderdeel wil benadrukken dat verantwoordelijk is voor de unieke vorm van de Mac Pro, zijn veel van de interessante fabricagedetails zijn te vinden in de verschillende andere kleine onderdelen waaruit het lef bestaat ding. Apple laat ons niet veel van dat proces zien. Ik zou bijvoorbeeld heel graag willen weten hoe Apple de ventilator van de Mac Pro maakt; omdat de complexe rondingen en beperkte toegang de productie van turbines tot een soort gouden standaard maken voor het maken van complexe onderdelen (alleen Google elk CAM/CNC-machinebedrijf en de eerste video die ze zullen laten zien, is een soort turbine die wordt gemaakt met behulp van hun software of machine).
Wat we wel te zien krijgen, is de driehoekige kern / koeltoren van de Mac Pro die door een netjes geautomatiseerd parelstraalproces gaat.
Dit is een cel van Guyson geautomatiseerde parelstraalkasten die worden gebruikt om het oppervlak van de driehoekige koeltoren in de Mac Pro af te werken. De Guyson-kasten zijn, net als veel van de apparatuur van Apple, sterk aangepast en zullen het onderdeel waarschijnlijk intern omdraaien om zowel de voor- als achterkant te vernietigen.
De cel wordt verzorgd door een FANUC-robotarm. Dit is een groot verschil met de Chinese fabrieken van Apple waar machines bijna allemaal door mensen worden onderhouden. Amerikaanse arbeidskosten maken een FANUC-robotpotlood van $ 90.000 waard.
Hier kunnen we het Guyson-robotstraalsysteem aan het werk zien, waarbij luchtdruk wordt gebruikt om glasparels te dwingen het oppervlak gelijkmatig op te ruwen. Aan het parelstraalmondstuk is een apparaat bevestigd waarvan ik vermoed dat het een actuator is om de driehoekige koeltoren om te draaien.
De driehoekige koeltoren zelf is, zoals de meeste koellichamen, geëxtrudeerd uit aluminium en heeft kenmerken zoals gaten en schroefdraad die later zijn toegevoegd. Uit de beperkte foto's van Mac Pro-internals die ik heb gezien, lijkt het alsof er grote koelkussens aan deze hoofdgootsteen zijn bevestigd; parelstralen bevordert de warmteoverdracht in combinatie met een thermische pasta-verbinding.
Ik vraag me af hoe de lens van die camera het heeft gemaakt...
PCB's maken is niet mijn ding, maar het blijkt een vrij standaard Pick-and-Place machine te zijn. Elke keer als ik een van deze heb zien rennen, ben ik geschokt over hoe snel ze zijn.
De handmontage van de Mac Pro maakt gebruik van een systeem voor het afleveren van onderdelen onder de tafel. Ik had dit nog nooit eerder gezien en belde een montage-ingenieur die ik ken, die zei dat dit een nieuwe trend was; ze besparen ruimte door ruimte te gebruiken die anders verloren zou gaan, ze maken het gemakkelijker om stof van de componenten en (het meest interessante) ze zijn meer bevorderlijk voor geautomatiseerde assemblagepraktijken wanneer robottechnologie inhaalt.
De laserbewerking wordt uitgevoerd door een fiberlaser. Lasers die voor volumeproductie zijn ontworpen, hebben aangedreven koppen die veel sneller zijn dan bewegende portaallasers die men gewoonlijk in lasergraveerwinkels ziet (zoals Epilog-lasers).
conclusies
Wat de Mac Pro-video laat zien, is het unieke talent van Apple om ongelijksoortige productietechnologieën samen te brengen om ongelooflijke precisie te produceren bij extreem hoge volumes. Natuurlijk, het hebben van $ 140 miljard op de bank en de mogelijkheid om een verbijsterend aantal nullen op een inkooporder te zetten, heeft zijn voordelen, maar er zijn veel hulpbronnenrijke producten bedrijven zouden er nooit aan denken om processen te combineren zoals Apple dat standaard doet (zie: een iPhone 5c spuitgieten, machinaal bewerken, polijsten en coaten) geval). Met de Mac Pro heeft Apple een proces met relatief lage precisie/lage tolerantie (dieptrekstempelen) verhoogd om maak van de waterbak en toiletborstelbus van mijn hond een bureaublad van ruimtevaartkwaliteit sieraden.
Ik ben op zoek om er 2 te kopen!
Deze post werd oorspronkelijk gepubliceerd op Atomic Delights op dinsdag 22 oktober.
