2015年03月19日 08:23
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關(guān)于Apple Watch黃金版的材質(zhì)此前就已經(jīng)有不少傳言，它所使用的并不是普通的18k黃金，而是經(jīng)過(guò)特殊加工工藝的處理。Jony Ive在后續(xù)接受外媒采訪時(shí)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(zhì)外殼更加堅(jiān)硬耐磨。而這僅僅是Apple Watch的材質(zhì)和生產(chǎn)加工工藝的一個(gè)縮影。
一如既往，Apple Watch的官方宣傳片著重強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品的生產(chǎn)加工的細(xì)節(jié)，Atomic Delights對(duì)影片中所展示的內(nèi)容條分縷析，為我們帶來(lái)了更多信息。
黃金
Apple Watch Edition上所使用的黃金有兩種顏色，一個(gè)是接近金原色的黃，另外一種是玫瑰金色。兩種款式的材質(zhì)均為合金，在18k金中按照一定的比例混合了銀、銅、鈀，并調(diào)試出相應(yīng)的顏色。視頻中，Jony Ive深情地講述了Apple Watch Edition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(duì)于Edition版手表外殼在硬度和耐磨性上的疑慮。而古往今來(lái)，無(wú)數(shù)的煉金術(shù)師和冶金學(xué)家為了克服和彌補(bǔ)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(jìn)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(nèi)瓦普朗萊烏特(Plan-les-Ouates)設(shè)立了一座室內(nèi)鑄造廠生產(chǎn)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(jīng)找到一種能夠同時(shí)減少黃金的比重降低成本又能增加其耐用性的技術(shù)。視頻顯示，蘋果似乎并沒(méi)有使用什么獨(dú)特的冶金技術(shù)，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(Work Hardening)是金屬加工的專業(yè)術(shù)語(yǔ)：
金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象，又稱冷作硬化。產(chǎn)生的原因是金屬在塑性變形時(shí)，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)錯(cuò)位的纏結(jié)，使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，金屬內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)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(lái)表示。
加工硬化最突出的一個(gè)結(jié)果就是金屬的強(qiáng)度、硬度和耐磨性都會(huì)有大幅度的提高。坦克、拖拉機(jī)的履帶經(jīng)常會(huì)用到加工硬化工藝。視頻中，黃金首先被加工成實(shí)心的金塊，而不是手表的大致輪廓。然后通過(guò)專業(yè)的工具進(jìn)行精細(xì)打磨，剔除瑕疵。
如果你還是感覺(jué)加工硬化過(guò)于抽象的話，可以找一個(gè)長(zhǎng)條狀的金屬片或者是曲別針，抓住兩端來(lái)回掰。你會(huì)發(fā)現(xiàn)在來(lái)回掰動(dòng)的過(guò)程中，要花費(fèi)的力氣會(huì)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(shí)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(guò)程中也發(fā)生了變化。把所花費(fèi)的力氣再增大數(shù)千倍，把金屬片換成價(jià)值5萬(wàn)美元的金塊，這就是蘋果在加工硬化過(guò)程中所做的工作了。
接下來(lái)，蘋果用平面銑刀對(duì)黃金鑄錠進(jìn)行切削，將鑄錠控制在一個(gè)特定的厚度，精確度可以達(dá)到0.01mm。之所以要保證如此的精確度是因?yàn)殍T錠表面的不平整會(huì)直接影響到所加工部件的最終硬度。
接下來(lái)是真正的壓縮加工硬化流程，金屬鑄錠在滾壓機(jī)下方經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)來(lái)回，每次整體的厚度被壓縮幾微米。整個(gè)流程結(jié)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(biāo)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(gè)接近于Apple Watch輪廓的鑄坯。上圖中，鑄坯還有加工過(guò)的痕跡，邊角也更加硬朗。在下面一張用超聲波密度檢測(cè)儀偵測(cè)瑕疵時(shí)，鑄坯的內(nèi)側(cè)邊角上已經(jīng)被打磨出了斜面倒角。也就是說(shuō)蘋果將鑄坯從一臺(tái)數(shù)控銑床(CNC)上挪到另外一臺(tái)上，僅僅是為了給鑄坯切割出倒角？這是從視頻中所發(fā)現(xiàn)的疑問(wèn)，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(diào)整。
接下來(lái)的部分就是用超聲波探測(cè)儀檢測(cè)鑄坯的密度，從而將不合格的產(chǎn)品剔除出去，嚴(yán)格來(lái)講這應(yīng)該叫做超聲浸沒(méi)探傷技術(shù)，對(duì)于一款消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這一步驟常常會(huì)被省略掉，很多高級(jí)腕表也不例外。因?yàn)橄M(fèi)級(jí)的產(chǎn)品往往不需要如此高的精度，只有高強(qiáng)度持續(xù)工作的醫(yī)療植入式器械，以及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件才會(huì)需要嚴(yán)格的探傷檢測(cè)。這一過(guò)程不僅費(fèi)時(shí)，而且需要有專門定制的設(shè)備，并且花費(fèi)巨資。蘋果對(duì)細(xì)節(jié)的苛求在這里可見一斑。
上面的截圖展示的是鑄件通過(guò)中間的小孔被固定住，然后用專門定制的數(shù)控銑床將鑄坯切削出全半徑的邊緣。另外，從圖中可以清晰地看出蘋果采用的是一個(gè)比較高的圓柱形工件夾具，所以極有可能使用的是五軸銑刀，右側(cè)按鍵、Digital Crown(數(shù)字表冠)、麥克風(fēng)孔也會(huì)在這一過(guò)程中切割成形。
隨后的視頻中，蘋果展示了設(shè)計(jì)精巧、鋸齒狀Digital Crown，不過(guò)是已經(jīng)加工完成的產(chǎn)品，并沒(méi)與太多的細(xì)節(jié)。用于切割鋸齒紋路的刀具看起來(lái)像是定制的，刀軸的四周偏軟，用以增加硬度和刀具的使用壽命。
表扣部分的加工流程蘋果更是一帶而過(guò)。Atomic Delights認(rèn)為這一過(guò)程可能遠(yuǎn)比表殼部分更加有意思。蘋果重新設(shè)計(jì)的表扣表面更加復(fù)雜，這也可能是蘋果首次使用表面仿形銑床加工零部件。蘋果在大批量生產(chǎn)的消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中向來(lái)有著出色的品控，這其中一部分原因在于它善于將生產(chǎn)過(guò)程分解為更為簡(jiǎn)單的擠壓或沖壓等2.5D刀具路徑，同時(shí)保持產(chǎn)品的精確性和復(fù)雜度。而如果表扣部件也采用3D銑削的話，會(huì)更加復(fù)雜，同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間。
在最后的拋光部分，蘋果在視頻中成是由人工完成的。反觀前面的視頻內(nèi)容，蘋果的自動(dòng)化加工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，并且滲透到產(chǎn)品的幾乎所有環(huán)節(jié)和幾乎所有部件，我們無(wú)法確認(rèn)整個(gè)的拋光流程是否都是由手工完成，這么做的原因是因?yàn)槿说难劬蛘呤侨说募庸な址〞?huì)比機(jī)器更加精確，亦或者僅僅是為產(chǎn)品增加一點(diǎn)手工制作的高貴氣質(zhì)，我們不得而知。
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