Der gesamte Druckprozess betrachtenGehäuse aus Titanpulver
In diesem Jahr werden alle Gehäuse der Apple Watch Ultra 3 und der Titangehäuse der Apple Watch Series 11 zu 100 % aus recyceltem Titanpulver in Luft- und Raumfahrtqualität durch 3D-Druck hergestellt. Bisher war es schwierig, diese Technologie in großem Maßstab anzuwenden. Jedes Team bei Apple arbeitet auf ein gemeinsames Ziel hin. Die polierte Spiegeloberfläche der Serie 11 muss makellos sein. Der Ultra 3 muss seine Haltbarkeit und sein leichtes Design beibehalten, um den Anforderungen täglicher Abenteurer gerecht zu werden. Darüber hinaus müssen sie ohne Einbußen bei der Leistung umweltfreundlicher sein und die gleichen oder höherwertigen Materialien verwenden.
Mithilfe des additiven Fertigungsverfahrens des 3D-Drucks werden Schichten eine nach der anderen gedruckt, bis das Objekt der endgültigen gewünschten Form so nahe wie möglich kommt. Im Gegensatz dazu wird bei der herkömmlichen Bearbeitung von Schmiedeteilen eine subtraktive Fertigung eingesetzt, bei der eine große Menge Material entfernt werden muss. Diese Transformation hat dazu geführt, dass die Titan-Metallgehäuse der Ultra 3 und Serie 11 im Vergleich zu früheren Generationen nur halb so viel Rohmaterial benötigen.
„Eine Reduzierung um 50 % ist eine große Leistung - zwei Uhren können aus den gleichen Materialien hergestellt werden“, erklärte Chandler. „Auf lange Sicht ist das ein großer Nutzen für den Planeten.“
Apple schätzt, dass allein durch dieses neue Verfahren in diesem Jahr über 400 Tonnen Titan-Rohstoffe eingespart werden können.
Von einem hohen Aussichtspunkt aus ragen Reihen von Modulen wie weiße Lego-Wolkenkratzer aus dem Boden und sind Tag und Nacht ununterbrochen in Betrieb. Dies sind die fleißigen 3D-Drucker, die Titangehäuse für die Apple Watch Ultra 3 und Series 11 herstellen.
Jede Maschine ist mit einem Spiegel ausgestattet, der sechs Laser enthält, die gleichzeitig Schicht für Schicht - über 900 Schichten - aufbauen, bis eine vollständige Hülle entsteht. Doch bevor der Drucker startet, muss das Titan-Rohmaterial zu Pulver zerstäubt werden, ein Prozess, der eine genaue Kontrolle seines Sauerstoffgehalts erfordert, um die Tendenz von Titan, beim Erhitzen zu explodieren, zu verringern.
„Das ist modernste Materialwissenschaft“, sagte Bergeron.
„Der Durchmesser des Pulvers darf nur 50 Mikrometer betragen, wie bei sehr feinem Sand“, erklärte Mantunataya. „Bei Laserbestrahlung sind die Reaktionen von sauerstoff-reichem Pulver und sauerstoff{3}}freiem Pulver völlig unterschiedlich. Wir müssen also einen Weg finden, den Sauerstoffgehalt zu reduzieren.“
„Um die Dicke jeder Schicht auf 60 Mikrometer genau zu steuern, muss das Pulver sehr fein abgekratzt werden“, fügte Bergeron hinzu. „Wir müssen die Produktion so schnell wie möglich abschließen, um eine Skalierung zu erreichen, und gleichzeitig so langsam wie möglich, um Genauigkeit sicherzustellen. Dadurch können wir die Effizienz steigern und gleichzeitig die Designziele erreichen.“
Nachdem der Drucker seine Arbeit abgeschlossen hat, entfernt der Bediener mit einem Staubsauger das überschüssige Pulver von der Druckplattform. Dieser Vorgang wird grobe Pulverentfernung genannt. Da das gedruckte Modell nahezu der endgültigen Form entspricht und alle notwendigen Anschlüsse am Gehäuse enthält, kann es sein, dass das Pulver noch in den Spalten und Ecken des Gehäuses verbleibt. Der Ultraschallvibrator sorgt für die Entfernung dieser restlichen Pulver während der Feinpulverentfernungsphase.
Während des Einzelstück-Schneidvorgangs schneidet eine lange, angetriebene Stahldrahtsäge zwischen den einzelnen Gehäusen und versprüht dabei flüssiges Kühlmittel, um die beim Schneiden entstehende Hitze zu reduzieren. Anschließend vermisst das automatische optische Inspektionssystem jede Hülle, um zu prüfen, ob Größe und Aussehen korrekt sind. Dies ist die abschließende Qualitätsprüfung, um sicherzustellen, dass die Hülle einer Weiterverarbeitung zugeführt werden kann.
„Maschinenbauingenieure müssen die besten Rätsellöser der Welt sein“, sagte Bergeron. „Sie müssen die Platinen, Displays, Batterien - alle Komponenten, die letztendlich in das Gehäuse eingebaut werden -, in das Gehäuse einbauen. Wir werden den ganzen Weg testen, um sicherzustellen, dass die Uhr ordnungsgemäß funktioniert. Anschließend fügen wir die Software hinzu und lassen sie eine Zeit lang laufen, um zu prüfen, ob alle Funktionen unseren Anforderungen entsprechen.“
Nachdem der Drucker seine Arbeit beendet hat, wird das überschüssige Pulver durch einen Vakuumsaugvorgang von der Bauplatte entfernt. Dieser Vorgang wird grobe Pulverentfernung genannt.
Während der Feinpulverentfernungsphase wird ein Ultraschallvibrator verwendet, um andere Materialien aus den Spalten der Kartusche zu entfernen.
Beim Trennvorgang werden alle Bauteile mit einem sehr dünnen Metalldraht von der Bauplattform gelöst.
Anschließend analysiert und markiert das automatische optische Inspektionssystem die Teile als abschließende Qualitätskontrolle und bestätigt, ob die Abmessungen, Formen, Spezifikationen usw. korrekt sind.
Eine weitere wichtige Designverbesserung, die die 3D-Drucktechnologie mit sich bringt, ist das Drucken von Texturen an Positionen, die zuvor durch Schmiedeprozesse nicht zugänglich waren. Für die Apple Watch bedeutet dies, dass die Wasserdichtigkeit des Antennengehäuses der Mobilfunkversion verbessert werden kann. Die Mobilfunkversion des Gehäuses verfügt im Inneren über eine mit Kunststoff-gefüllte Trennwand zur Erzielung der Antennenfunktion. Durch den 3D-Druck spezifischer Texturen auf der Innenfläche des Metalls konnte Apple eine bessere Haftung zwischen Kunststoff und Metall erreichen.
Der Zusammenbau aller Komponenten dauerte mehrere Jahre und begann mit einer Reihe von Demonstrationen und Proof--of-Konzepten, die darauf abzielten, präzise Anpassungen der Formulierung von bestimmten Legierungskomponenten bis zum Druckprozess selbst vorzunehmen. Nach der Durchführung kleiner -Tests in früheren Produktserien war das Team zuversichtlich, die einzigartigen Herausforderungen der Titanlegierungsverarbeitung lösen zu können.
„Wir streben immer nach schrittweisen Fortschritten und bereiten uns auf den nächsten Schritt vor“, sagte Bergeron. „Dies bietet uns jetzt eine größere Designflexibilität als je zuvor. Jetzt haben wir den erforderlichen Maßstabsdurchbruch sowohl im Erscheinungsbild als auch in der Struktur auf wirklich nachhaltige Weise erreicht, und die Möglichkeiten für die Zukunft sind unbegrenzt.“
Diese Designflexibilität bringt auch einen weiteren Vorteil mit sich, der über die Apple Watch hinausgeht: die USB{0}}C-Schnittstelle des neuen iPhone Air. Durch die Verwendung eines Titan-Metallgehäuses, das im 3D-Druck mit recyceltem Titanpulver hergestellt wurde, konnte Apple ein dünnes und robustes Design verwirklichen.
Wenn physikalische Gesetze, Materialinnovation, beispielloses Design und ein starkes Engagement für die Umwelt perfekt zusammenpassen, geschehen solche Wunder.
„Wir setzen uns für systematische Veränderungen ein“, sagte Chandler. „Wir tun Dinge nicht nur einmal, - wir tun sie, um das gesamte System auf diesen Betriebsmodus zu bringen. Unser stets-vertretener Glaube ist es, Produkte zu entwickeln, die für Mensch und Erde vorteilhafter sind. Wenn wir zusammenarbeiten und kompromisslos Innovationen bei Design, Herstellung und Umweltzielen einführen, werden die Vorteile unsere Vorstellungskraft bei weitem übertreffen.“
Monica
Position:Verkaufsleiter
WhatsApp:+86 182 9270 2722
E--Mail:Cr-Re@titanmsgp.com
