揭秘蘋果Mac Pro高精密自動化生產線製造流程,超贊的!!
Mac Pro的大故事:衝壓拉深
菲爾大叔說蘋果用的技術是全新的,他的聲明主要是針對MAC的圓柱形殼體的成型技術。蘋果所用的被稱作:液壓衝壓拉深。
衝壓拉深[deep draw stamping]
用平面板坯製作杯形 件的衝壓成形工藝﹐又稱拉延。通過拉深可以製成圓筒形﹑球形﹑錐形﹑盒形﹑階梯形﹑帶凸緣的和其他複雜形狀的空心件。採用拉深與翻邊﹑脹形﹑擴口﹑縮口等多種工藝組合﹐可以製成形狀更複雜的衝壓件。汽車車身﹑油箱﹑盆﹑杯等都是拉深件。
通常的金屬衝壓技術會用到一到兩個模具工具來塑性。到了蘋果Mac Pro這兒,挑戰就在於要生產大量的柔性變形材料,而且不能在完美的圓柱面上留下任何的撕裂、波紋或是變形。為了做到這點,其外殼需要一系列的模具,將鋁合金逐漸拉伸至接近Mac Pro的最終形狀。
拉深過程在產生「形」的部分當中扮演了非常重要的角色,蘋果本可以直接把一大塊鋁合金扔在車床上,車削出同樣的東西,但那樣金屬的利用效率非常低。
拉深工藝只需要短短几組操作,就可以有效地創造出一個很接近最後Mac Pro形狀的金屬塊。之後,Mac Pro還需要放在車床上清理表面,達到標準的誤差範圍,再拋光後返回加工中心來加上輸出輸入埠、電源按鈕,然後倒角,最後再完成電鍍鋁工序。
這裡我們所看見的這枚初始金屬料,最後將會變成Mac Pro外殼。我很懷疑這初始的一步可能是外包的(因為注意到畫面背景中員工的制服和基本陳設一點都不像典型的「蘋果白色威利旺卡魔法工廠」范兒)。
這是第一步衝壓拉深操作後的結果。看著離Mac Pro最終樣貌還差得遠。
蘋果特別的技巧是在完成最初的拉深步驟之後,再進行液壓衝擊擠壓,和生產滅火器、潛水氧氣瓶的工藝一樣。
蘋果使用數控加工中心(CNC Center)來塑造Mac Pro的一體成型外殼。這一步將提高精度減小誤差,並清除掉在拉深過程中造成的相對粗糙的表面。上圖中我們可以看見外殼底部的微小曲線已經出現。
雖然已經很可愛了,但這些機器的表面還是達不到蘋果的標準。在視頻一半左右,兩台KUKA機器手臂工作端將Mac Pro外殼旋轉著接近拋光輪,產生接近鏡面的完成面。
類似的技術被用在生產大批量刀具過程中,可創造打磨光滑的邊緣和鋒利的刀刃。像這樣用來打磨、拋光的精密儀器需要精心維護,極其微小的顆粒進入軸承等部件中都會大搞破壞。
將新鮮拋光的外殼塗上表面防護膜,以防隨後的銑削過程帶來損傷。
Mac Pro外殼重新回到數控中心去切割輸出、輸入插槽。這似乎和在圓柱筒上方切割出蘋果商標的是同一台機器。
這裡我們看見一批等待陽極電鍍中的外殼。在典型的電鍍過程中,酸蝕步驟用來整體清潔。我猜蘋果應該用了非常輕的酸蝕手段或者是溫和的蝕刻化合物來保持高標準的鏡面質量,畢竟花了這麼多時間來製造出完美的鏡面。
電鍍氧化不是在外部覆蓋塗料,而是一種轉換。電流在酸的液體環境中通過鋁,在氧分子鍵作用下產生均勻的薄氧化鋁層(簡單來說就是鋁銹)。因為這種表面是多孔的,染料可以在表面被密封前輕易地在鋁上著色。支架本身是由鈦製成的,你能看見由於反覆進行電鍍,畫面上部的支架的顏色已經變了。
大故事以外的小細節
通過這段視頻可以看出,蘋果顯然想強調Mac Pro一體成型的獨特造型,但還有許多有趣的小細節蘊含在其它過程中,蘋果並沒有告訴我們太多。
舉例來說,我真的很想知道蘋果是如何生產出Mac Pro的風扇。Mac Pro的風扇異於傳統主機,它更類似「汽輪機」,而複雜的曲線和有限的出口使「汽輪機」成為複雜零件製造行業中的某種黃金標準(隨便Google一家數控中心或數控軟體生產廠家,他們都會在首頁炫耀自己公司產品在製造汽輪機的視頻)。
以下我們看到的是Mac Pro通過冷卻塔來進行自動表面噴砂處理。
靠近這個單元的是FANUC(富士通數控中心)機器手臂。這是區別於蘋果在中國工廠生產的特殊之處,在中國,機器基本上都是由人操作的。美國高昂的人力成本使價值90000美金的FANUC機器人也成了小玩意兒。
我們可以看見機器噴砂系統在工作,利用空氣壓力來將玻璃珠微粒噴到表面來使其均勻。
Mac Pro的手工裝配線承載在一個「台下運送系統」上。這是一種新趨勢,這種系統把以前浪費的空間利用起來,也更容易將灰塵控制在設備下,更有趣的是,如果將來機器人技術跟上了,這將有利於全自動化裝配的實現。
激光鐳射鵰刻是通過一個光纖激光器來操作的。在批量生產設計中的激光碟機動頭比一般鐳射鵰刻店中的移動門架式激光器要快得多。
當然,如果你的公司有1400億美元的銀行賬戶並可以拿到數字大到難以想像的訂單,那自有優勢,但大多數資源富集的產品公司根本不會想到去結合這些技術,而這對蘋果來說是例行公事般自然。
Mac Pro生產視頻表現的正是蘋果的天才之處,他們融匯了五花八門行業中的製造技術,創造出具有難以置信精確度的批量工業產品。
結論,我想買倆!
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