V?e za?alo témě? nereálnou my?lenkou: Co kdyby se 3D tisk, obvykle pou?ívany k?vytvá?ení prototyp?, dal vyu?ít k?vyrobě milion? identickych pouzder z?vysoce kvalitního recyklovaného kovu podle p?esnych konstruk?ních standard? Applu?
?Nejednalo se o?jen tak ledajaky nápad?– jednalo se o?nápad, ktery si doslova ?íkal o?to, aby se stal skute?ností,“ vysvětluje Kate?Bergeron, viceprezidentka Applu pro design produkt?. ?Jakmile jsme si tu otázku polo?ili, okam?itě jsme za?ali s?testováním. Prost?ednictvím neustálého vytvá?ení prototyp?, optimalizace proces? a?shroma??ování nesmírného mno?ství dat jsme museli dokázat, ?e tato technologie splní vysoké standardy kvality, které máme.“
Letos byla pouzdra v?ech hodinek Apple?Watch?Ultra?3 a?titanovych Apple?Watch?Series?11 vyrobena pomocí 3D tisku ze 100% recyklovaného titanového prá?ku letecké kvality, co? je něco, co jsme d?íve pova?ovali ve velkém mě?ítku za nemo?né. Za tuto spole?nou ambici se postavily v?echny tymy Applu. Le?těny zrcadlovy povrch hodinek Series?11 musel byt bezchybny. Hodinky Ultra?3 si musely zachovat svou odolnost a?lehkost, aby i?nadále vyhovovaly pot?ebám ka?dodenních dobrodruh?. Oba modely se zároveň musely stát ?etrněj?ími k?planetě, ani? by to mělo negativní dopad na jejich vykon, a?musely byt vyrobeny ze stejnych nebo kvalitněj?ích materiál?.
?Ka?dy tym Applu pova?uje ochranu ?ivotního prost?edí za zcela zásadní,“ uvádí Sarah?Chandler, viceprezidentka Applu pro ?ivotní prost?edí a?inovaci dodavatelského ?etězce. ?Věděli jsme, ?e 3D tisk má nesmírny potenciál z?hlediska efektivity materiál?, co? je zásadní pro dosa?ení cíl? programu Apple?2030.“
Program Apple?2030 má za cíl dosáhnout do konce desetiletí uhlíkové neutrality nap?í? celou uhlíkovou stopou spole?nosti, co? zahrnuje vyrobní dodavatelsky ?etězec a?cely ?ivotní cyklus jednotlivych produkt?. Ji? dnes pochází ve?kerá energie pot?ebná pro vyrobu hodinek Apple?Watch z?obnovitelnych zdroj?, jako jsou větrné a?solární elektrárny.
Pomocí aditivního procesu 3D tisku se tiskne vrstva po vrstvě, dokud objekt nedosáhne co nejbli??ího kone?ného tvaru. Historicky je obrábění kovanych díl? subtraktivní?a?vy?aduje odstraňování velkych kus? materiálu. P?echod na 3D tisk umo?ňuje ve srovnání s?p?edchozími generacemi spot?ebovávat p?i vyrobě pouzder hodinek Ultra?3 a?titanovych Series?11 pouze polovinu surovin.
?Pokles o?50?procent je obrovsky úspěch?– ze stejného mno?ství materiálu vlastně doká?ete vyrobit dva kusy,“ vysvětluje Sarah?Chandler. ?Kdy? si to pak spo?ítáte, úspory pro planetu jsou obrovské.“
Apple odhaduje, ?e díky tomuto novému procesu u?et?í jen letos p?es 400?metrickych tun surového titanu.
V?posledních deseti letech Apple experimentoval s?3D tiskem, zatímco toto odvětví samotné za?alo nabírat na obrátkách. Léka?i v?nemocni?ních laborato?ích za?ali pou?ívat první 3D ti?těné protézy a?umělé orgány. Rychlost a?jednoduchost 3D tisku d?le?itych nástroj? pak objevili také astronauti na palubě Mezinárodní vesmírné stanice.
?Dlouho jsme sledovali, jak se tato technologie vyvíjí a?viděli jsme, jak se 3D ti?těné prototypy stávaly stále více reprezentativními pro na?e návrhy,“ popisuje Dr.?J?Manjunathaiah, viceprezident Applu pro vyrobní design Apple?Watch a?Vision. ?Na?ím záměrem v?dy bylo vyu?ívat p?i vyrobě na?ich produkt? méně materiálu. Ale proto?e v?minulosti jsme pomocí 3D tisku nebyli schopni vyrábět kosmetické díly ve velkém mě?ítku, za?ali jsme experimentovat s?3D tiskem kosmetickych díl? z?kovu.“
Pro Apple je zcela zásadní funk?nost, esteti?nost a?odolnost. K?tomu p?idejte ?kálovatelnost, p?ísné testování spolehlivosti, vykonnost a?pr?lomy v?materiálovych vědách, a?nakonec nezapomeňte, ?e je v?e pod?ízeno cíl?m v?oblasti dekarbonizace, kterych hodláme dosáhnout do roku 2030.
P?i pohledu na cely proces shora p?ipomínají ?ady blok? bílé mrakodrapy z?Lega, které se ty?í nad zemí a?hem?í se ?ivotem dnem i?nocí. Zde vidíte 3D tiskárny, které vyrábějí titanová pouzdra pro hodinky Apple?Watch?Ultra?3 a?Series?11.
Ka?dá tiskárna disponuje galvanometrem s??esti lasery, které sou?asně tisknou vrstvu po vrstvě?(kterych je p?es 900) a?postupně tak vytvá?ejí finální pouzdro. Ale je?tě p?ed tím, ne? m??e tiskárna za?ít tisknout, je t?eba surovy titan rozemlít na prá?ek, co? je proces, p?i kterém dochází k?úpravě obsahu kyslíku za ú?elem potla?ení vlastností titanu, které jej p?i vystavení teplu ?iní vybu?nym.
?Navrhnout cely proces bylo extrémně komplikované,“ popisuje Bergeron.
?Pr?měr jednotlivych ?ástic prá?ku musí dosahovat 50?mikron?, co? je zhruba stejná hodnota jako v?p?ípadě velmi jemného písku,“ vysvětluje Manjunathaiah. ?Kdy? pak do těch ?ástic vyst?elíte laser, jejich chování bude záviset na tom, zda obsahují kyslík, nebo ne. Museli jsme tudí? vymyslet, jak udr?et obsah kyslíku co nejni??í.“
?Aby měla ka?dá vrstva p?esně 60?mikron?, musíme ten prá?ek velmi opatrně sbírat stěrkou,“ doplňuje Bergeron. ?Musíme pracovat co nejrychleji, aby se dal cely proces ?kálovat, ale zároveň co nejpomaleji, abychom byli co nejp?esněj?í. Díky tomu m??eme pracovat efektivně, ale stále naplňovat cíle, které máme stanovené.“
Jakmile tiskárny dotisknou, obsluha vyluxuje p?ebyte?ny prá?ek z?tiskového plátu. Tomuto procesu se ?íká hrubé odstraňování prá?ku. Vzhledem k?tomu, ?e jsou pouzdra ti?těna v?témě? finální podobě, aby jednotlivé tvary správně seděly, m??e se zbyly prá?ek zachycovat také v?r?znych záhybech a?prohlubních ti?těnych pouzder. Tento p?ebyte?ny prá?ek se z?pouzder odstraňuje pomocí ultrazvukové t?epa?ky v?rámci fáze odstraňování prá?ku.
Během procesu oddělování jednotlivych kus? se mezi jednotlivymi pouzdry pro?ezává tenky elektrifikovany drát, zatímco je na proces st?íkáno kapalné chladivo, aby ?ezání neprobíhalo p?i p?íli? vysokych teplotách. Automatizovany systém pro vizuální kontrolu pak ka?dé pouzdro změ?í a?zkontroluje, zda rozměry a?vzhled odpovídají zadanym parametr?m. Toto je posledním krokem procesu kontroly kvality, ktery zaji??uje, ?e jsou pouzdra p?ipravena k?finálním úpravám.
?Pokud pot?ebujete vy?e?it nějaky hlavolam, zeptejte se strojního in?enyra,“ dodává Bergeron. ?Dostanou základní desku, obrazovku, baterii?– a?spoustu dal?ích věcí, které je pot?eba do pouzdra vměstnat?– a?zkrátka je tam vměstnají. V?pr?běhu celého procesu v?e testujeme, abychom zajistili, ?e budou hodinky fungovat. Pak nahrajeme software a?necháme hodinky chvíli bě?et, abychom zkontrolovali, ?e odpovídají na?im po?adavk?m.“
Dal?ím pozitivním p?ínosem 3D tisku je mo?nost tisknout textury na místa, která byla d?íve v?rámci procesu kování nep?ístupná. V?p?ípadě Apple?Watch jsme tak mohli vylep?it proces zabezpe?ování antén v?modelech s?mobilním p?ipojením proti po?kození vodou. V?pouzdrech model? s?mobilním p?ipojením figuruje p?eděl vyplněny plastem, ktery umo?ňuje fungování antén. A?díky mo?nosti tisknout specifické textury na vnit?ní povrch kovu se poda?ilo dosáhnout mnohem lep?ího spojení mezi plastem a?kovem.
Kdy? v?echny ty dílky skláda?ky poskládáte dohromady, vznikne vám několikaletá cesta, která za?ala ?adou ukázek a?studií proveditelnosti pro vyladění celého procesu?– od konkrétního poměru slitin a? po samotny proces tisku. Po otestování technologie v?mnohem men?ím mě?ítku u?p?edchozích generací produkt? nabyl tym dostate?ného sebevědomí, aby byl schopen vy?e?it jedine?né vyzvy, které se pojí s?prací s?titanem.
?V?dy se sna?íme dělat nejprve malé kr??ky, které nám postupně umo?ní udělat ten velky krok,“ ?íká Bergeron. ?V?tomto p?ípadě se nám v?rámci designu otev?ely mo?nosti je?tě vět?í flexibility, ne? jaké jsme měli d?íve. Te?, kdy? jsme skute?ně udr?itelnym zp?sobem dosáhli tak zásadního pr?lomu ve velkém mě?ítku?na ky?ené kosmetické i?strukturální úrovni, dal?í mo?nosti jsou nekone?né.“
Tato designová flexibilita p?inesla je?tě jednu vyhodu, která jde nad rámec hodinek?Apple?Watch: USB-C port na novém iPhonu?Air. Vytvo?ili jsme zbrusu novy port s?titanovym tělem, které je rovně? 3D vyti?těno z?recyklovaného titanového prá?ku. A?díky tomu jsme mohli proměnit neuvě?itelně tenkou, ale p?esto nesmírně odolnou konstrukci ve skute?nost.
A?p?esně toho m??ete dosáhnout, kdy? skloubíte pochopení fyzikálních zákon?, inovace v?oblasti materiálu, bezkonkuren?ní design a?neochvějny závazek k??ivotnímu prost?edí.
?Systémové změny jsou pro nás alfou a?omegou,“ popisuje Sarah?Chandler. ?Nikdy neděláme nic, co nelze udělat více ne? jednou. Sna?íme se měnit cely systém. Na?ím hlavním cílem v?dy bylo navrhovat produkty, které jsou lep?í pro lidi i?pro planetu. A?kdy? se spojíme, abychom nekompromisně inovovali na?e designové postupy, vyrobu a?environmentální cíle, p?ínosy budou exponenciálně vět?í, ne? jsme si kdy dokázali p?edstavit.“
Sdílet ?lánek
Media
-
Text tohoto ?lánku
-
Média pou?itá v?tomto ?lánku