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解密:苹果Apple Watch的制作工艺(图)

科技来源:爱范儿时间:2015/3/19 责任编辑:yuanpan

Apple Watch Edition上所使用的黄金有两种颜色,一个是接近金原色的黄,另外一种是玫瑰金色。两种款式的材质均为合金,在18k金中按照一定的比例混合了银、、钯,并调试出相应的颜色。

关于Apple Watch黄金版的材质此前就已经有不少传言,它所使用的并不是普通的18k黄金,而是经过特殊加工工艺的处理。JonyIve在后续接受外媒采访时也印证了这一消息,表示特殊的加工工艺使得金原子的聚合更加紧密,从而使Apple Wacth Edition版的金质外壳更加坚硬耐磨。而这仅仅是Apple Watch的材质和生产加工工艺的一个缩影。

一如既往,Apple Watch的官方宣传片着重强调了产品的生产加工的细节,Atomic Delights对影片中所展示的内容条分缕析,为我们带来了更多信息。

黄金

AppleWatchEdition上所使用的黄金有两种颜色,一个是接近金原色的黄,另外一种是玫瑰金色。两种款式的材质均为合金,在18k金中按照一定的比例混合了银、铜、钯,并调试出相应的颜色。视频中,JonyIve深情地讲述了AppleWatchEdition所采用的18k黄金的与众不同之处:它有着两倍于普通黄金的硬度,这就打消了人们对于Edition版手表外壳在硬度和耐磨性上的疑虑。而古往今来,无数的炼金术师和冶金学家为了克服和弥补黄金固有的缺陷几乎将它和元素周期表上的所有金属元素进行了一轮排列组合,以获得具有某种特性的合金。

劳力士在日内瓦普朗莱乌特(Plan-les-Ouates)设立了一座室内铸造厂生产此类贵金属;宇舶(Hublot)则在2011年研制出了防刮耐磨的“魔力金”。苹果的专利则显示它已经找到一种能够同时减少黄金的比重降低成本又能增加其耐用性的技术。视频显示,苹果似乎并没有使用什么独特的冶金技术,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)是金属加工的专业术语:

金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,会发生强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象,又称冷作硬化。产生的原因是金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现错位的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面显微硬度的比值和硬化深度来表示。

Apple Watch 3

加工硬化最突出的一个结果就是金属的强度、硬度和耐磨性都会有大幅度的提高。坦克、拖拉机的履带经常会用到加工硬化工艺。视频中,黄金首先被加工成实心的金块,而不是手表的大致轮廓。然后通过专业的工具进行精细打磨,剔除瑕疵。

如果你还是感觉加工硬化过于抽象的话,可以找一个长条状的金属片或者是曲别针,抓住两端来回掰。你会发现在来回掰动的过程中,要花费的力气会稍微有些增大,直到金属片最后断为两段。但在这其中的一段时间里,你所作的工作可以称之为加工硬化,金属的某些特性在这一过程中也发生了变化。把所花费的力气再增大数千倍,把金属片换成价值5万美元的金块,这就是苹果在加工硬化过程中所做的工作了。

接下来,苹果用平面刀对黄金铸锭进行切削,将铸锭控制在一个特定的厚度,精确度可以达到0.01mm。之所以要保证如此的精确度是因为铸锭表面的不平整会直接影响到所加工部件的最终硬度。

Apple Watch 4

接下来是真正的压缩加工硬化流程,金属铸锭在滚压机下方经过数个来回,每次整体的厚度被压缩几微米。整个流程结束后,剩下的就是一块平整的高密度合金铸坯,硬度和厚度也都控制在了目标水平上。

Apple Watch 5

之后,苹果在视频中省略了不少的流程,直接展示了一个接近于AppleWatch轮廓的铸坯。上图中,铸坯还有加工过的痕迹,边角也更加硬朗。在下面一张用超声波密度检测仪侦测瑕疵时,铸坯的内侧边角上已经被打磨出了斜面倒角。也就是说苹果将铸坯从一台数控铣(CNC)上挪到另外一台上,仅仅是为了给铸坯切割出倒角?这是从视频中所发现的疑问,也不排除仅仅是为了视频拍摄的需要,苹果把流程做了一些调整。

Apple Watch 6

Apple Watch 7

接下来的部分就是用超声波探测仪检测铸坯的密度,从而将不合格的产品剔除出去,严格来讲这应该叫做超声浸没探伤技术,对于一款消费级的产品来说,这一步骤常常会被省略掉,很多高级腕表也不例外。因为消费级的产品往往不需要如此高的精度,只有高强度持续工作的医疗植入式器械,以及飞机发动机中的旋转部件才会需要严格的探伤检测。这一过程不仅费时,而且需要有专门定制的设备,并且花费巨资。苹果对细节的苛求在这里可见一斑。

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