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解密:蘋果Apple Watch的制作工藝(圖)
2015/3/20 8:34:59 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示: Apple Watch Edition上所使用的黃金有兩種顏色,一個是接近金原色的黃,另外一種是玫瑰金色。兩種款式的材質均為合金,在18k金中按照一定的比例混Apple Watch Edition上所使用的黃金有兩種顏色,一個是接近金原色的黃,另外一種是玫瑰金色。兩種款式的材質均為合金,在18k金中按照一定的比例混合了銀、銅、鈀,并調試出相應的顏色。
關于Apple Watch黃金版的材質此前就已經有不少傳言,它所使用的并不是普通的18k黃金,而是經過特殊加工工藝的處理。JonyIve在后續接受外媒采訪時也印證了這一消息,表示特殊的加工工藝使得金原子的聚合更加緊密,從而使Apple Wacth Edition版的金質外殼更加堅硬耐磨。而這僅僅是Apple Watch的材質和生產加工工藝的一個縮影。
一如既往,Apple Watch的官方宣傳片著重強調了產品的生產加工的細節,Atomic Delights對影片中所展示的內容條分縷析,為我們帶來了更多信息。
黃金
AppleWatchEdition上所使用的黃金有兩種顏色,一個是接近金原色的黃,另外一種是玫瑰金色。兩種款式的材質均為合金,在18k金中按照一定的比例混合了銀、銅、鈀,并調試出相應的顏色。視頻中,JonyIve深情地講述了AppleWatchEdition所采用的18k黃金的與眾不同之處:它有著兩倍于普通黃金的硬度,這就打消了人們對于Edition版手表外殼在硬度和耐磨性上的疑慮。而古往今來,無數的煉金術師和冶金學家為了克服和彌補黃金固有的缺陷幾乎將它和元素周期表上的所有金屬元素進行了一輪排列組合,以獲得具有某種特性的合金。
勞力士在日內瓦普朗萊烏特(Plan-les-Ouates)設立了一座室內鑄造廠生產此類貴金屬;宇舶(Hublot)則在2011年研制出了防刮耐磨的“魔力金”。蘋果的專利則顯示它已經找到一種能夠同時減少黃金的比重降低成本又能增加其耐用性的技術。視頻顯示,蘋果似乎并沒有使用什么獨特的冶金技術,而是多了一道“加工硬化”工序,也就是增加18k金的硬度。
加工硬化(WorkHardening)是金屬加工的專業術語:
金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時,會發生強度和硬度升高,而塑性和韌性降低的現象,又稱冷作硬化。產生的原因是金屬在塑性變形時,晶粒發生滑移,出現錯位的纏結,使晶粒拉長、破碎和纖維化,金屬內部產生了殘余應力。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面顯微硬度的比值和硬化深度來表示。
加工硬化最突出的一個結果就是金屬的強度、硬度和耐磨性都會有大幅度的提高。坦克、拖拉機的履帶經常會用到加工硬化工藝。視頻中,黃金首先被加工成實心的金塊,而不是手表的大致輪廓。然后通過專業的工具進行精細打磨,剔除瑕疵。
如果你還是感覺加工硬化過于抽象的話,可以找一個長條狀的金屬片或者是曲別針,抓住兩端來回掰。你會發現在來回掰動的過程中,要花費的力氣會稍微有些增大,直到金屬片最后斷為兩段。但在這其中的一段時間里,你所作的工作可以稱之為加工硬化,金屬的某些特性在這一過程中也發生了變化。把所花費的力氣再增大數千倍,把金屬片換成價值5萬美元的金塊,這就是蘋果在加工硬化過程中所做的工作了。
接下來,蘋果用平面銑刀對黃金鑄錠進行切削,將鑄錠控制在一個特定的厚度,精確度可以達到0.01mm。之所以要保證如此的精確度是因為鑄錠表面的不平整會直接影響到所加工部件的最終硬度。
接下來是真正的壓縮加工硬化流程,金屬鑄錠在滾壓機下方經過數個來回,每次整體的厚度被壓縮幾微米。整個流程結束后,剩下的就是一塊平整的高密度合金鑄坯,硬度和厚度也都控制在了目標水平上。
之后,蘋果在視頻中省略了不少的流程,直接展示了一個接近于AppleWatch輪廓的鑄坯。上圖中,鑄坯還有加工過的痕跡,邊角也更加硬朗。在下面一張用超聲波密度檢測儀偵測瑕疵時,鑄坯的內側邊角上已經被打磨出了斜面倒角。也就是說蘋果將鑄坯從一臺數控銑床(CNC)上挪到另外一臺上,僅僅是為了給鑄坯切割出倒角?這是從視頻中所發現的疑問,也不排除僅僅是為了視頻拍攝的需要,蘋果把流程做了一些調整。
接下來的部分就是用超聲波探測儀檢測鑄坯的密度,從而將不合格的產品剔除出去,嚴格來講這應該叫做超聲浸沒探傷技術,對于一款消費級的產品來說,這一步驟常常會被省略掉,很多高級腕表也不例外。因為消費級的產品往往不需要如此高的精度,只有高強度持續工作的醫療植入式器械,以及飛機發動機中的旋轉部件才會需要嚴格的探傷檢測。這一過程不僅費時,而且需要有專門定制的設備,并且花費巨資。蘋果對細節的苛求在這里可見一斑。
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