Apple Watch perfekcionizmus

Az Apple Watch gyártása mögötti perfekcionizmus

#HÍREK
2015. 03. 14.
Az Apple a hétfői bemutatón levetített három, néhány perces videót a közönségnek, amiben Jony Ive beszél a három óra, az Apple Watch Sport, az Apple Watch és az Apple Watch Edition gyártási folyamatairól, és a felhasznált anyagokról: az alumíniumról, az acélról és a 18 karátos aranyról.

Én laikusként is nagyon szeretem az ilyen videókat, mindig lenyűgöz, ahogy a különböző anyagokból sok-sok lépés és folyamat után végül egy kézzel fogható termék születik. Az Apple pedig még az ilyen videókat is nagyon látványossá és érdekessé tudja tenni. Greg Koenig, a Luma Labs társalapítója is nagy érdeklődéssel nézte meg a videókat, hiszen a téma a szakmájába vág, ő is elsősorban az alumínium megmunkálási folyamataival és lehetőségeivel foglalkozik.

Koenig tehát szakértő szemmel nézte végig a videókat, majd írt egy egészen lebilincselő és részletes cikket arról, hogy ő hogyan látja, pontosan milyen technológiákat és megoldásokat használ az Apple az Apple Watch gyártása során. Persze – mivel nem nézhetjük végig 100%-ban az egész gyártási folyamatot – számára is több homályos pont van a kérdésben, azonban megpróbálja összefoglalni, vajon mi zajlik az Apple óragyártásra felépített üzemeiben.

Leírja, hogy az Apple a világ jelenleg vezető cége, ami a gyártási folyamatokat és az ehhez szükséges logisztikát illeti: az előző negyedévben minden 24 órában egy Boeing 787 tömegének megfelelő mennyiségű iPhone-t állítottak elő és szállítottak le. Ha pedig a többi termékvonalat is számításba vesszük, egyértelművé válik, hogy az Apple ellátási lánca a világ egyik legnagyobb léptékű termelő szervezete.

Koenig a szakmájában sokszor hall olyan pletykákat, hogy egész német CNC marógépeket gyártó üzemek épülnek csak az Apple igényeinek kielégítésére. Az is előfordul, hogy a beszállítóiktól olykor-olykor „eltűnnek” a legjobb szakemberek, majd legközelebb Cupertinóban vagy Sencsenben kerülnek elő az Apple alkalmazásában. Mindannyiukat lenyűgözi az Apple működésének a léptéke, ugyanakkor folyamatosan izgatja őket, hogy hogyan képesek ekkora méretben ilyen szintű minőségben és precizitással gyártani.

Arany

Az Apple Watch Edition tokozásának alapanyaga a 18 karátos arany. Koenig szerint az arany mindig is rossz választás volt, ami az órákhoz felhasznált alapanyagokat illeti, hiszen alapvetően egy nagyon puha fémről van szó, amit ebben az esetben a mindennapi sérüléseknek kitett helyzetben akarunk használni. Ez folyamatos innovációra sarkallja az óragyártókat is, a Rolexnek például saját öntödéje van Svájcban, amiben az általuk kifejlesztett speciális ötvözetet készítik maguknak, a Hublot pedig kerámiákkal kompozitolja a fémet, ezzel létrehozva a „Magic Goldnak” keresztelt fém mátrix kompozitjukat. Nemrég az Apple is szabadalmaztatott egy hasonló eljárást.

Végül azonban a videók alapján Koenig szerint kiderül, hogy a forradalmi kémia helyett a cég sokkal inkább a gyártási folyamatok reformjával érte el azt, hogy az Apple Watch Editionhöz használt aranyötvözet sokkal keményebb lesz a hagyományos 18 karátos aranynál. A videó első perce ugyan lenyűgöző képeket mutat az ötvözési folyamatokról miközben Jony Ive meditatív hangját hallgathatjuk, azonban Koenig szerint 1:15-től kezd érdekessé válni a helyzet.

Ahogy az aranyból öntvényeket készítenek, az ötvözet kristályos rácsszerkezete majdnem tökéletesen rendezett. Itt az Apple egy új módszert mutat be, amiben – szigorúan ellenőrzött és nagyon precíz körülmények között – a rácsszerkezet megbontásával keményítik az anyagot, amihez nagy nyomást gyakorolnak rá. Koenig ezt úgy szemlélteti számunkra, laikusok számára, hogy kezdjünk el hajtogatni egy gemkapcsot. Ha egy ponton hajlítgatjuk, egyre nehezebb lesz elhajlítani, míg a végén eltörik. Nagyjából ezt csinálja az Apple is egészen addig amíg még keményedik az anyag, csak persze gemkapcsok helyett 50 ezer dollár értékű aranytömbökkel és több ezer tonnás nyomás kifejtésére alkalmas gépekkel.

Apple Watch gyártás

Ezután a nyers öntvényeket nagyon precízen „méretre szabják” egy homlokmaró segítségével. Magával az öntés technológiájával ugyanis nem lehet olyan mértékű precizitást elérni, amit ebben az esetben az Apple használ, a marással viszont 0,01 mm-es pontossággal meg tudják szabni az öntvény méreteit. Erre azért van szükség, hogy a végső alkatrész egészében egységesen kemény legyen az arany. A videóban ezután feltűnik egy hengerprés, hengerelik az aranytömböket, amik minden egyes lépés után pár mikronnal laposabbak, ugyanakkor keményebbek lesznek. Ez hosszadalmas és unalmas folyamat, úgyhogy szerencsére nem mutatják végig.

Itt kimarad egy-két fontos lépés, mivel a következő néhány snittben már egészen Apple Watch-tokozás formájú aranytömböket látunk. Itt Koenig szerint feltűnik egy furcsaság, ugyanis az aranytömböknek a felületén különböző típusú megmunkálások láthatók az egymást követő jelenetekben. Ő arra tippel, hogy az Apple valamit változtatott a gyártási folyamaton a videó készítése közben. Ezután egy ultrahangos tesztert láthatunk, ami a tömbök struktúrájának legkisebb hibáit is képes kiszűrni, melyek a későbbi lépések során, illetve az anyag keménysége szempontjából problémásak lehetnek. Koenig kiemeli:

Az immerziós ultrahangos vizsgálatot jellemzően a nagy igénybevételnek kitett orvosi implantátumok és a repülőgép-hajtóművek belsejében található forgó alkatrészek vizsgálatára tartják fenn; ez a lépés nemcsak hogy sok időbe kerül, hanem tipikusan óriási költségen egyedileg épített gépeket igényel.

Apple Watch gyártás

A munkadarabok ezután öttengelyes marógépekbe kerülnek, ahol az arany elnyeri végső formáját, valamint láthatjuk a kisebb alkatrészek, például a digitális korona készítését is. A digitális korona esetében Koenig kiszúrta, hogy az alkatrész már polírozva van, és csak utána marják bele az apró rovátkákat. Valószínűleg azért, hogy a polírozás ne rontsa el a precíz éleket. A szíjak csatjainak megmunkálását nem láthatjuk, pedig Koenig szerint a komplex felületek és ívek miatt ez még akár sokkal érdekesebb is lehet, mint a tokozás elkészítése. Ha a Modern Buckle csatját marással készítik, akkor ezt a titkot inkább megtartja magának az Apple. A videó végén pedig a kézi polírozás fázisát láthatjuk. Mivel az Apple a többi gyártási folyamata során gépi polírozást használ, Koenig szerint elképzelhető, hogy először itt is ezt vetik be, majd a tényleg hibátlan felület elérése érdekében alkalmazzák a kézi megoldást.

Acél

Az acél Apple Watch elkészítése során az Apple a jól bevált és széles körben elterjedt 316L rozsdamentes acélötvözetet használja. Az óragyártásban is régóta használják, elsősorban a nikkelallergia miatt. A videót itt is az olvadt ötvözet bemutatásával kezdik az öntödében, majd láthatjuk az acéltuskók elkészítését. Az a folyamat is nagyon precízen kontrollált, hogy megfelelően alakítsák ki a tuskó végső szemcseszerkezetét és keménységét. Koenig szerint az Apple megfelelő mennyiségben gyártja az órákat ahhoz, hogy pontosan megszabják az ötvözet összetételét, valamint a tuskók keménységét és méretét.

Koenig kiemeli, hogy itt hirtelen kimarad a videóból az Apple Watch gyártási folyamatának talán legegyedibb és legfontosabb lépése: a hideg kovácsolás. Valószínűleg azért, mert az Apple alkalmaz pár egyedi trükköt, amit nem szeretne megmutatni a konkurenciának. A nagy nyomást – akár több tízezer tonnát – igénylő megmunkálásnak köszönhetően az anyag képlékeny alakváltozáson megy keresztül, mely fontos a szemcseszerkezet szempontjából is, és ellenállóbbá teszi a fémet.

Az acél szemcseszerkezete öntvény, marás és kovácsolás esetén. | Kép forrása: Atomic Delights
Az acél szemcseszerkezete öntvény, marás és kovácsolás esetén. | Kép forrása: Atomic Delights

Mivel a kovácsolással nem érhető el a kívánt precíz forma és az apró részletek, ismét szerepet kapnak a CNC marógépek. A felvételeken láthatjuk, ahogy kimarják az óra alján a pulzusmérő szenzorok helyét, illetve az oldalán a gomb kivágását. Koenig a folyamat során felfedez pár helyen apró anyagtöbbleteket, melyek szerinte a munkadarabok későbbi rögzítéséhez kellenek. Később természetesen ezeket is eltüntetik a tokozásáról. Apró részlet, hogy a gombot nem egy teljes szélességű szerszámmal vágják ki, hanem egy sokkal kisebbel, ami ugyan lelassítja a folyamatot, de a felület megmunkálása sokkal precízebb lesz.

A marás után láthatjuk az Apple kedvenc lépését, amit nagyon szívesen mutogatnak: ebben egy koordináta-mérő műszer (CMM) tűnik fel, ami a CNC marógépekhez hasonlóan képes mozogni, azonban egy gránit kereten helyezkedik el légcsapágyakkal. A „szerszám” egy rubinhegyű letapogató eszköz, ami hiperpontos adatokat képes adni a felületről, és a pontos méreteket hasonlítja össze az eredeti CAD-modellel. Ez alapján lehet kiszűrni, mely munkadarabok kerülnek a selejtbe, illetve a műszer továbbítani tudja az adatokat a marógépek felé, ha szükséges azok finomhangolása.

Apple Watch gyártás

A koordináta-mérő műszerek mellett az Apple videós csapata komolyan vonzódik az Apple automatizált polírozási folyamataihoz is; ami érthető is, hiszen a cég jelentős mennyiségű pénzt és időt fektetett a polírozás tanulási görbéjének megmászásába.

Itt aztán egy gyors váltással a Space Black Apple Watch-okra terelődik a szó, Jony pedig elmondja, hogy ezek gyémántszerű szén bevonatot (DLC) kapnak. Mivel Koenig szerint az Apple nagyon odafigyel a videókban használt nyelvezetre, valószínűsíthető, hogy volfrám DLC-bevonatról beszélünk, amit gőzfázisú leválasztással visznek fel az acélötvözetre egy vákuumkamrában. Ez egy nagyon kemény és nagyon vékony réteget képez az óra tokozásán, és az alapvető fekete színezési fázisnak számít a high-end óráknál, késeknél, de marógépeknél is használják.

Apple Watch gyártás

Ezután a Milanese Loop és a Link Bracelet szíjak elkészítését láthatjuk. Koenig szerint ez is egy roppant érdekes folyamat, főleg a Milanese Loop esetében, ugyanis nem látjuk, hogyan „szövik bele” a fémhuzalokat a szíjba, vajon a gép a videón látható jelenetben csavarja meg a huzalt, vagy már egy csavart huzalt szőnek be a többi huzal közé. A Milanese Loop végső polírozott felületét valószínűleg elektropolírozással érik el.

Alumínium

Végül elérkeztünk az én kedvenc folyamatomhoz, vagyis az alumínium elképesztően precíz megmunkálásához. Koenig elmondja:

Nehéz vitatkozni azzal, hogy az Apple a világ legkiemelkedőbb szakértője a nagy volumenű, nagy precizitású és kiemelkedő felületi minőséget képviselő alumínium alkatrészek gyártásának. Nem meglepő, hogy a nagy mennyiségben előállított Sport modell gyártásához az iPhone alapvető gyártási folyamatait használják, megfűszerezve néhány olyan új trükkel, amit még nem láthattunk korábban.

Jony is elmondja, hogy az Apple továbblépett az eddig is használt 6000-es sorozatú alumíniumötvözetektől (melyek magnéziumot és szilíciumot tartalmaznak) egy egyedi 7000-es sorozatú ötvözetre, ami főleg a cinken alapul. Erre a következtetésre Koenig abból jutott, hogy Ive a videóban elmondja, hogy az Apple egyedileg tervezett új ötvözete azonos tömeg mellett 60%-kal erősebb a korábbinál. Itt egyébként már tisztán kivehető az írásából, hogy teljesen elvarázsolták az Apple videói:

Álljunk meg egy pillanatra és élvezzük a videót, ami az olvasztás folyamatának valaha filmen történt leglenyűgözőbb bemutatása.

Apple Watch gyártás
Ezután az extrudálást is láthatjuk, amiben mindig is nagy mágus volt az Apple, és itt Koenig szerint egészen megdöbbentő az a kifogástalan tisztaságú felület, amit a két alumíniumrúdon láthatunk amint kijönnek az extrudálógépből. A rudakat az óra tokozásának méretére vágják, majd jön a korábbról már megismert könyörtelen CMM-teszt, aztán irány a CNC-marógépek. A marás folyamata egyébként mindhárom modellnél nagyjából megegyezik. Ezután olyat látunk, ami Koenig szerint példátlan ebben a gyártási folyamatban, és egészen összezavarhatja a téma iránt érdeklődőket:

Kétszer is láthatjuk ezt az alumínium-videóban, de a lenti kép elképesztően impozáns. A megmunkálás hajlamos egy kis szegélyt hagyni a fém szélén, amit sorjának hívunk. A gyakran csak 0,05 mm vastag borotvaéles sorják átkot jelentenek a gépészek számára. Marással is el lehet távolítani őket nagyon apró szerszámok segítségével, vagy kézzel, csiszolással vagy egyéb módszerekkel – mindegyiknek megvan azonban a maga hátránya. Az Apple valami egészen egyedülállót csinál a videó ezen 5 másodpercében – lézert használnak a megmunkálás során keletkező sorják és hibák eltávolítására. Látható, hogy a lézer gyorsan végigpásztáz egy belső peremet, majd egy intenzívebb második kört is fut rajta. Akkor könyvelném el ezt a (meglehetősen hosszú) blogbejegyzést sikerként, ha a folyamatot kitaláló egyik mérnök vagy tervező elolvassa, így megtudja, mennyire elképesztően zseniális trükknek tartom azt amit kifőztek. Bravó!

Apple Watch gyártás
Koenig itt megjegyzi, hogy ő maga is alumínium részegységeket tervez, de saját bevallása szerint régen feladta már azt, hogy akár csak megközelítőleg olyan kiemelkedő minőségben legyen képes előállítani azokat, mint az Apple. A videó további részében szintén láthatjuk a gépi polírozás fázisát, majd a tökéletesre polírozott felületet szemcseszórással textúrázzák. Ezután jön az eloxálás, amiben régóta nagy mesternek számít az Apple, és valószínűleg ők eloxálják a legtöbb alumíniumot a világon – pont ezért, ehhez a folyamathoz is egészen egyedi rögzítéseket használnak a munkadarabok medencébe merítéséhez. Az eloxálási folyamat ellenállóvá teszi az anyagot a karcolások ellen, valamint gyakorlatilag bármilyen színben meg tudja színezni azt.

Még mielőtt elhagynánk a gyárat és visszatérnénk a lebegő Apple Watch-okat tartalmazó fehér szobához (ami közvetlenül Jony dizájnműhelye mellett található), láthatjuk, amint a Sport modellnél lézerrel vágják ki a digitális korona apró fogazatát. Koenig szerint azért nem lehet ezt a módszert a többi modellnél használni, mivel azoknál a digitális korona polírozott felülete miatt nem használható a lézer – így marad a marás.

Apple Watch gyártás

Végszó

Jony Ive gyakran beszél a törődésről. Koenig ezt úgy értelmezi, hogy a „törődés” szó alatt Ive az anyagok iránt tanúsított tiszteletét érti, valamint azt a kiemelkedő és példa nélküli minőséget, amit sikerült elérnie az Apple-nek a gyártási folyamatai során. Nem foglalkoznak azzal, hogy mennyi befektetés szükséges olyan egészen apró részletek tökéletesre csiszolásához, mint például az Apple Watch Sport mikrofonkivágásának belső éleinek lézerrel történő elsimításához. Ez egy olyan pontja a terméknek, amit valószínűleg soha senki nem fog látni vagy megérinteni, mégis kifejlesztettek egy teljesen új munkafolyamatot hogy egy 0,05 mm-es egyenetlenséget eltüntessenek. Ismételten: a termék belsejéből.

Eddig is nagyon tetszettek nekem az Apple videói a három Apple Watch modell gyártásáról, de így, hogy egy kicsit jobban értem, pontosan mit is látok a nagyjából háromszor két percben, még sokkal inkább lenyűgözőnek találom őket. Talán ez a fajta törődés az, ami a leginkább megkülönbözteti az Apple-t a többi gyártótól. A maximalizmus és a kompromisszumokat nem ismerő perfekcionizmus.

Forrás: Atomic Delights.