-
-
手机阅读
Apple Watch Sport - 铝
要说苹果是世界上最精通铝制品加工的企业估计没多少人会否认，从早期的iPodClassic，到后来的MacBookAir，再到最新的iPhone6上，铝合金出现在了苹果全部的产品线之中。更为重要的是，苹果已经建立起了一条全球性的铝合金供应链，对于整个行业有着牵一发而动全身的影响力，更引来诸多对手的效仿。所以，苹果采用自己最为驾轻就熟的铝合金来生产“廉价版”的AppleWatchSport也就是情理之中的事。
在AppleWatchSport上，苹果摒弃了之前常用的铝合金6000系列（主要成分是铝、镁和硅），转而全新研发了一款7000系列铝合金，添加金属镁和锌。JonyIve在视频中讲到全新研发的铝合金强度提高了60%，并且维持了同样的重量。根据AtomicDelights的分析，与描述最为接近的两款现有商业用铝合金分别是6061和7075。
Apple Watch - 不锈钢
不锈钢是制作高级腕表的常用材料。苹果在AppleWatch上使用的材质相对保守一些，采用的是316L不锈钢没有采用液态金属，也没有使用很复杂的切割工艺。316L不锈钢也常被称为医用不锈钢，这种材料多用在医疗器械以及食品加工设备中，原因很简单：防止内部组件中金属原子的渗透。而正是出于相同的原因，316L不锈钢成了在手表中应用最为广泛的一种合金材料。手表厂商在数十年的时间里都在尽力降低镍过敏的影响，其中劳力士和欧米茄已经将镍过敏现象降低到几乎不可感知的状态了。因此，AtomicDelights猜测苹果在金属冶炼和加工过程中也一直在极力避免镍过敏情况的出现。
Apple Watch Edition - 金
Apple Watch Edition上所使用的黄金有两种颜色，一个是接近金原色的黄，另外一种是玫瑰金色。两种款式的材质均为合金，在18k金中按照一定的比例混合了银、铜、钯，并调试出相应的颜色。
关于Apple Watch黄金版的材质此前就已经有不少传言，它所使用的并不是普通的18k黄金，而是经过特殊加工工艺的处理。JonyIve在后续接受外媒采访时也印证了这一消息，表示特殊的加工工艺使得金原子的聚合更加紧密，从而使Apple Wacth Edition版的金质外壳更加坚硬耐磨。而这仅仅是Apple Watch的材质和生产加工工艺的一个缩影。
苹果用平面铣刀对黄金铸锭进行切削，将铸锭控制在一个特定的厚度，精确度可以达到0.01mm。之所以要保证如此的精确度是因为铸锭表面的不平整会直接影响到所加工部件的最终硬度。
接下来是真正的压缩加工硬化流程，金属铸锭在滚压机下方经过数个来回，每次整体的厚度被压缩几微米。整个流程结束后，剩下的就是一块平整的高密度合金铸坯，硬度和厚度也都控制在了目标水平上。
之后，苹果在视频中省略了不少的流程，直接展示了一个接近于AppleWatch轮廓的铸坯。上图中，铸坯还有加工过的痕迹，边角也更加硬朗。在下面一张用超声波密度检测仪侦测瑕疵时，铸坯的内侧边角上已经被打磨出了斜面倒角。也就是说苹果将铸坯从一台数控铣床（CNC）上挪到另外一台上，仅仅是为了给铸坯切割出倒角？这是从视频中所发现的疑问，也不排除仅仅是为了视频拍摄的需要，苹果把流程做了一些调整。
接下来的部分就是用超声波探测仪检测铸坯的密度，从而将不合格的产品剔除出去，严格来讲这应该叫做超声浸没探伤技术，对于一款消费级的产品来说，这一步骤常常会被省略掉，很多高级腕表也不例外。因为消费级的产品往往不需要如此高的精度，只有高强度持续工作的医疗植入式器械，以及飞机发动机中的旋转部件才会需要严格的探伤检测。这一过程不仅费时，而且需要有专门定制的设备，并且花费巨资。苹果对细节的苛求在这里可见一斑。
上面的截图展示的是铸件通过中间的小孔被固定住，然后用专门定制的数控铣床将铸坯切削出全半径的边缘。另外，从图中可以清晰地看出苹果采用的是一个比较高的圆柱形工件夹具，所以极有可能使用的是五轴铣刀，右侧按键、DigitalCrown（数字表冠）、麦克风孔也会在这一过程中切割成形。
随后的视频中，苹果展示了设计精巧、锯齿状DigitalCrown，不过是已经加工完成的产品，并没与太多的细节。用于切割锯齿纹路的刀具看起来像是定制的，刀轴的四周偏软，用以增加硬度和刀具的使用寿命。
表扣部分的加工流程苹果更是一带而过。AtomicDelights认为这一过程可能远比表壳部分更加有意思。苹果重新设计的表扣表面更加复杂，这也可能是苹果首次使用表面仿形铣床加工零部件。苹果在大批量生产的消费级产品中向来有着出色的品控，这其中一部分原因在于它善于将生产过程分解为更为简单的挤压或冲压等2.5D刀具路径，同时保持产品的精确性和复杂度。而如果表扣部件也采用3D铣削的话，会更加复杂，同时也会耗费更多的时间。
在最后的抛光部分，苹果在视频中成是由人工完成的。反观前面的视频内容，苹果的自动化加工技术已经达到了很高的水平，并且渗透到产品的几乎所有环节和几乎所有部件，我们无法确认整个的抛光流程是否都是由手工完成，这么做的原因是因为人的眼睛或者是人的加工手法会比机器更加精确，亦或者仅仅是为产品增加一点手工制作的高贵气质，我们不得而知。
在苹果介绍AppleWatch加工工艺的视频中，首先出现的是一根熔融状态的316L钢板，也就是芯棒。熔融的不锈钢从坩埚的底部流出，然后经过一次系列的塑形流程，最后随着金属分子粘性的增加形成固体。这一过程需要有精确的控制，以保证芯棒的晶粒结构和硬度。由于产品是大批量出货，所以苹果要对坩埚中的金属成分和比例了如指掌，并且精确地调控回火（temper）、硬度以及芯棒的尺寸。
苹果在视频中回避了AppleWatch生产加工中最为独特也最为重要的一个步骤：冷锻。在锻造的过程中，金属坯件被放置在两块坚硬的钢制模具之间。然后会有一个接近一间房子大小的设备充当锤子的角色，对模具施加以数万吨计的力。在如此巨大的压力之下，金属会达到一种叫做“塑性变形（plasticdeformation）”的状态，然后弯曲，压缩，进而填充到模具的腔体中去。在更为精确和复杂的锻造中，模具的腔体呈递进式加深，最终将金属加工成预期中的形状。
上面这幅图显示的是铸造（Casting，AppleWatchEdition采用的便是这种工艺），机床加工（machined）和锻造（Forging）后晶粒结构的变化。
锻造后得到的是一个净成形（net-shape）部件；这一过程并不能加工出孔洞、卡槽、螺纹等更为精确的结构，这时候就轮到厂商最爱的CNC数控机床上场了。而锻造最大的作用就是增加部件的强度。从上面的对比图中可以看出，锻造后的部件有着完整的晶格，类似于一种流动的状态，并且晶格的走向和部件的形态是一致的，这就保证了被加工部件有着足够的强度。上面的图片也解释了为什么在加工坦克履带等高强度金属部件时，业界通常会使用锻造的工艺了。
之后视频中就出现了三个锻坯，以及一个定制的五轴夹具。锻造并不是一项很精确的工艺，所以在接下来CNC加工的过程中，挑战之一就在于找到一个基准面，并以它为参照对部件的其他部分进行精确的加工。我们可以看到上图右侧锻坯的顶部被铣成了方方正正的造型，这部分很可能是预留出用于翻转之后固定锻坯用的。
接下来是用五轴铣刀切削出表冠、麦克风孔等细微构造。需要注意的是，在铣削按键和表冠卡槽时，苹果所使用的并不是和开口同等宽度的铣刀，而是更加细小的刀具，这样可以避免开口边缘在加工过程中厚度变薄，保持表面的平整。
然后就到了苹果展现对品质和细节的极致追求的时刻了——CMM，全称是CoordinateMeasuringMachine，三维坐标测量仪。在运动路径上（X,Y，Z），CMM和此前常说的CNC机床类似，不同之处在于，CMM通常用花岗岩框架作为平台，同时将铣刀换成了红宝石探头，能够精确地测量物体表面样本点的三维坐标，并与原始的CAD模型进行对比。CMM可以自动生成报告，判定部件是否合格，更跟踪检测某一批次的产品的尺寸浮动。而在最为精密的车间中，CMM的数据还可以直接反馈给CNC机床，后者对加工过程进行调整，从而抵消误差。
CMM探测之后就到了自动抛光流程。整体抛光的困难在于苹果希望保持部件中应有的棱角和凌厉的切边，而抛光轮则会触及几乎所有的边缘和表面。控制不好不仅仅会把棱角变得光滑，也会损坏抛光轮。从视频中可以看出，苹果用灰色的聚合物对表链插槽和表冠、按键接口进行了填充，这样就保证了表壳被充分抛光，也保存了表壳某些位置的棱角。
在表壳加工的最后部分，JonyIve在宣传片中快速讲解了深空黑色的AppleWatch的上色过程，称之为类钻碳，其实就是碳化钨涂层（TungstenDLC），非常坚固而且可以做得很薄。这一过程常常在真空室中进行，是很多高端腕表、刀具的上色方法。碳化钨涂层的优点之一是有着非常好的耐用性。
视频的最后，苹果展示了链式表带和米兰尼斯表带的制作工艺。其中最有趣的是后者，虽然能够一眼看出线材经过了电镀抛光，但它究竟是在放入编织工具之前就已经绕好，还是先放入编织工具再缠绕而成的，目前还不得而知。
最后部分，苹果在视频中展示了AppleWatchSport的DigitalCrown的加工方式——激光。在18k金的AppleWatchEdition和不锈钢的AppleWatch上，表冠的锯齿状纹路是用铣刀刻出来的，而Sport上的锯齿则是利用激光。有人指出表冠是经过喷砂处理的，但在视频中很难辨别在激光冲刻锯齿纹路是在喷砂之前还是之后。表冠被固定在一个旋转的分度卡盘上，正好处在激光射线相切。黄金版和不锈钢的表冠采用CNC加工的原因可能是这两种材质的表面会反光，不适合用激光加工。
对比三款不同材质的手表的加工方式，很有趣的一个发现是Edition版表壳的内部构造做了数个凹槽，这在标准版和Sport版中都没有。现在还很难判断这些凹槽的作用究竟是用来对表壳进行加固，还是为了减轻黄金表壳的重量。
很多人都发现了在AppleWatch一侧的表带凹槽中有一个六针的接口，可能是用来灌制系统或者是检测之用。由于视频的录制可能会是在发布前的数月完成的，最终量产的AppleWatch中是否还会有这个接口目前还是未知数。
视频中，讲到设计、工艺时，JonyIve常常会“精心（care）”这个词来形容。这其实是很值得推敲的一点，因为它既不指代传统手工制作的匠气，也不指代德国或者是日本车或是其他机械产品的精确和一丝不苟。“精心”更多展现出来的是对于制作产品不遗余力的一种追求，无论原材料和最终产品之间有着多么巨大的鸿沟。若非如此，恐怕苹果会和其他人一样放弃用锻造的方式去加工不锈钢的表壳；黄金合金的硬化流程估计也会不复出现，因为整个行业中几乎都没人去尝试；苹果也不会去细心地用激光去打磨麦克风开口内部的毛刺，因为没几个人会拆开手表去感受它的表里如一。
-
-
-
-
liuxiaofeng | 当前状态：在线
总积分：74 2024年可用积分：0
注册时间： 2016-01-19
最后登录时间： 2021-01-05
-
-
liuxiaofeng 发表于 2016/1/20 15:45:20
2楼 回复本楼原来是这样制成的！厉害！
引用 liuxiaofeng 2016/1/20 15:45:20 发表于2楼的内容
-
-
引用 wuwei01 2016/1/24 10:30:53 发表于3楼的内容
-
引用 wangchen 2016/1/24 15:27:00 发表于4楼的内容