Apple testuje výrobu hliníkových dílů pomocí 3D tisku, která výrazně snižuje množství odpadu i náklady. Technologie se má nejprve objevit u Apple Watch, později může proniknout i do iPhonů a Maců.
Počáteční cena 599 dolarů (přestože na českém trhu je o něco dražší – ceny u nás startují na úrovni 16 990 korun) za MacBook Neo s hliníkovým šasi je něco, čeho lze dosáhnout jen díky výrobním kouzlům, nebo jde přinejmenším o rozhodnutí společnosti Apple použít novější přístup, který jí umožňuje ušetřit co nejvíce surovin, aby byl její nejnovější přenosný Mac dostupný pro masy. Po léta se Apple spoléhal na CNC obrábění – v podstatě vyřezávání těla notebooku z masivního bloku hliníku – což je proces, který je sice přesný, ale nesmírně neekonomický. Většina tohoto bloku končí jako hobliny, které se musí sbírat, recyklovat a znovu zpracovávat. S modelem Neo Apple údajně přechází na metodu, která je materiálově mnohem úspornější, a další krok v tomto vývoji je ještě radikálnější: 3D tisk hliníkových dílů namísto jejich vyřezávání z desky.
Pokud vám to zní jako specifická, okrajová a v mnoha směrech experimentální technologie, stojí za to připomenout, že Apple se touto cestou již vydal s titanem. Společnost ve svém dodavatelském řetězci v tichosti testuje kovové součásti vyrobené 3D tiskem a nyní se podle nové zprávy chystá rozšířit toto know-how na hliník – kov, který určuje vzhled většiny moderních Maců a iPadů.
3D tisk se bude zpočátku podílet na výrobě krytů pro Apple Watch
V nejnovějším vydání zpravodaje Marka Gurmana „Power On“ se zdá, že Apple přechází od titanu tištěného 3D tiskem k hliníku tištěnému 3D tiskem. Již dříve bylo oznámeno, že se cupertinská firma uchýlí k této výrobní metodě, protože výrazně snižuje náklady na komponenty a může zkrátit dobu potřebnou k přechodu od návrhu k hotovému dílu. Vzhledem k tomu, že Apple dodává výrobky v milionových objemech, může i malé snížení plýtvání materiálem nebo času obrábění znamenat obrovské úspory.
Zpočátku nebude mít 3D tisk z hliníku tak velký dopad na hospodářský výsledek společnosti Apple, protože bude využíván pouze pro pouzdra hodinek Apple Watch. Hodinky Apple Watch jsou relativně malý výrobek, což z něj dělá ideální testovací zařízení: méně materiálu, menší tiskárny a menší riziko, pokud se něco pokazí. Pokud se však proces ukáže jako spolehlivý, mohla by být tato technologie nakonec použita pro budoucí iPhony, iPady, a dokonce i pro počítače Mac.
„Apple pracuje na 3D tištěném hliníkovém tlačítku pro budoucí produkty. MacBook Neo spoléhá na nový výrobní proces z hliníku, jehož cílem je ušetřit co nejvíce kovu. Tento přístup snižuje náklady a urychluje výrobu. To je však teprve začátek. Výrobní konstrukční tým společnosti – spolu s provozním oddělením – pracuje na způsobech 3D tisku hliníku, který by prý přinesl větší efektivitu při výrobě krytů Apple Watch a jednoho dne možná i krytů iPhonů. Jde o pokračování titanu tištěného 3D tiskem, který se objevuje v hodinkách Apple Watch Ultra 3.“
Jak 3D tisk z kovu ve skutečnosti funguje
3D tisk kovu zní futuristicky, ale základní myšlenka je jednoduchá: místo odřezávání materiálu se díl vytváří vrstvu po vrstvě.
Při průmyslovém 3D tisku kovů se k tomu obvykle používá jemný kovový prášek a výkonný laser nebo elektronový paprsek. Tiskárna rozprostře tenkou vrstvu hliníkového prášku a poté laser selektivně roztaví oblasti, které se mají stát pevnými. Na ni se nanese další vrstva prášku, laser roztaví další průřez a proces se opakuje, dokud nevznikne celý 3D tvar. Nespotřebovaný prášek lze často shromáždit a znovu použít, což výrazně snižuje množství odpadu ve srovnání s tradičním obráběním.
Pro společnost Apple to znamená, že může vytvářet složité vnitřní struktury – například voštinové vzory nebo duté profily – které je téměř nemožné nebo velmi nákladné opracovat. Díky těmto strukturám může být zařízení lehčí, aniž by to bylo na úkor pevnosti, což je u notebooku nebo hodinek, které nosíte celý den, velmi důležité.
Zdroj: Youtube.com
Apple už s tímto přístupem experimentuje. V roce 2023 společnost použila pro některá pouzdra Apple Watch Series 9 a Ultra 2 z nerezové oceli proces 3D tisku zvaný „binder jetting“, než přešla na konvenčnější metody pro masovou výrobu. Binder jetting vytiskne součást pomocí tekutého pojiva a kovového prášku a poté ji spéká (peče) v peci, aby se kov spojil dohromady. Nová snaha o použití hliníku je pravděpodobně evolucí těchto dřívějších pokusů, ale je aplikována na lehčí kov, který je v nabídce společnosti Apple běžnější.
Proč na tom společnosti Apple tolik záleží
Existují tři hlavní důvody, proč Apple prosazuje 3D tištěný hliník: náklady, flexibilita a udržitelnost.
Náklady a efektivita
Tradiční CNC obrábění těla MacBooku začíná tlustým hliníkovým blokem. Velká část tohoto bloku se odfrézuje, aby vznikla tenká skořepina, kterou vidíme v konečném produktu. I když Apple tyto hobliny recykluje, musí zaplatit za odlití, přepravu a opětovné roztavení všeho toho přebytečného kovu. Musí také investovat do drahých víceosých CNC strojů a věnovat čas každému dílu, zatímco řezné nástroje odvádějí svou práci.
Při 3D tisku může Apple použít jen tolik hliníkového prášku, kolik díl skutečně potřebuje. Vzniká tak méně odpadu, řezné nástroje se méně opotřebovávají a potenciálně je méně kroků mezi surovinou a hotovým krytem. Tak získáte MacBook Neo za 599 dolarů s plně hliníkovým šasi, aniž byste z něj udělali levný stroj s plastovým tělem.
Gurman poznamenává, že MacBook Neo již využívá „nový výrobní proces z hliníku, jehož cílem je ušetřit co nejvíce kovu“. Ačkoli neupřesňuje každý technický detail, pravděpodobně to zahrnuje efektivnější odlévání, chytřejší způsoby obrábění a možná i brzké použití tištěných dílů nebo dílů s téměř čistým tvarem – součástek, které vycházejí z procesu již velmi blízko svému konečnému tvaru a potřebují jen minimální dokončovací úpravy.
Flexibilita designu
3D tisk dává průmyslovým designérům společnosti Apple také větší volnost. Namísto toho, aby byli omezeni tím, kam dosáhne řezný nástroj, mohou navrhovat vnitřní žebra, křivky a dutiny, které by nebylo možné obrábět z pevného bloku. To může vést k tenčím rámečkům, lehčím zařízením nebo dokonce k novému uspořádání antén, které zlepšuje výkon bezdrátových sítí.
Pro hodinky Apple Watch to může znamenat kompaktnější vnitřní struktury, které uvolní místo pro větší baterii nebo další senzory. U budoucích iPhonů by 3D tištěný hliník mohl umožnit složitější vnitřní rámy, které lépe ochrání obrazovku a moduly fotoaparátu při pádu, aniž by zvětšily jejich objem.
Udržitelnost a ekologické cíle společnosti Apple
Společnost Apple velmi hlasitě hovoří o svých ekologických cílech, včetně závazku, že do roku 2030 bude každý produkt uhlíkově neutrální. Hliník je toho velkou součástí. Výroba „primárního“ hliníku ze surové bauxitové rudy je energeticky nesmírně náročná, a proto Apple již několik let přechází na recyklovaný hliník a spolupracuje s dodavateli na čistších technologiích tavení.
Přechodem na procesy, při nichž se v první řadě používá méně kovu, může Apple snížit celkovou energetickou stopu každého zařízení. Méně odpadu znamená méně energie vynaložené na tavení a opětovné tavení šrotu. A protože 3D tisk může být lokálnější a flexibilnější, může také snížit potřebu převážet těžké bloky kovu po celém světě, než se z nich stanou hotové výrobky.
Společnost Apple se již chlubí tím, že mnoho jejích produktů používá ve svých krytech 100% recyklovaný hliník. Spojení tohoto postupu s 3D tiskem, který minimalizuje množství odpadu, je dalším logickým krokem ke snížení celkového dopadu každého Macu, iPhonu a Apple Watch na životní prostředí.
Od hodinek přes iPhone až po Mac
Apple zatím postupuje opatrně a krok za krokem. Jako první ve velkém měřítku použila společnost 3D tištěný kov u titanových součástek v řadě Apple Watch Ultra. Titan je pevný, lehký a drahý, což z něj dělá vhodného kandidáta pro proces, který dokáže ušetřit materiál a umožňuje složité tvary. Gurman říká, že hodinky Apple Watch Ultra 3 již obsahují díly z titanu vytištěné 3D tiskem a společnost Apple nyní aplikuje stejný způsob uvažování na hliník.
Začít s pouzdry Apple Watch dává smysl. Součástky jsou malé, výrobní objemy jsou vysoké, ale zvládnutelné, a relativně jednoduchý tvar hodinek dobře odpovídá současným možnostem 3D tisku. Pokud se společnosti Apple podaří prokázat, že tištěná hliníková pouzdra splňují její standardy pevnosti, povrchové úpravy a dlouhodobé odolnosti, otevře to dveře k větším a složitějším produktům.
Budoucí iPhony jsou zřejmým dalším krokem. Apple již experimentoval s různými materiály rámů – od nerezové oceli po titan – a 3D tištěný hliník by mohl nabídnout střední cestu: je lehčí než ocel, levnější než titan a snadněji se recykluje ve velkém měřítku. Vytištěný vnitřní rám by také mohl integrovat montážní body, kabelové kanály a anténní struktury přímo do kovu, čímž by se snížil počet samostatných částí uvnitř telefonu.
Kromě toho by Apple mohl stejné techniky nakonec použít i u iPadů a Maců. Kryt MacBooku vytištěný na 3D tiskárně by mohl být lehčí, tužší a rychleji vyrobitelný než dnešní unibody konstrukce obráběné na CNC strojích. Mohlo by to také Applu umožnit vytvořit vnitřní mřížkové struktury, které zlepší odvod tepla a pomohou chladit budoucí křemíkové čipy Apple, aniž by se musel uchylovat k tlustším konstrukcím nebo hlasitějším ventilátorům.
Zlepší se tím výdrž a kvalita použitých materiálů?
Jednou z velkých otázek kolem 3D tištěného hliníku je, zda se může vyrovnat odolnosti a prvotřídnímu pocitu ze současných unibody konstrukcí společnosti Apple. Spotřebitelé jsou zvyklí na MacBooky, které působí jako pevné kovové desky, neprohýbají se a mají velmi specifický kartáčovaný povrch. Jakákoli změna ve výrobě musí tuto zkušenost zachovat.
Teoreticky může být 3D tištěný hliník stejně pevný – nebo dokonce pevnější – než obráběný hliník, záleží na přesné slitině a procesu tisku. Protože vnitřní strukturu lze přizpůsobit, mohou konstruktéři zesílit místa namáhání a přidat materiál pouze tam, kde je to potřeba. Vytištěné díly však mohou mít také mikroskopické póry nebo nesrovnalosti, pokud není proces dokonale kontrolován, což je důvod, proč Apple pravděpodobně věnuje hodně času testování a zajištění kvality, než se tato technologie rozšíří.
Další výzvou je povrchová úprava. Díly, které vycházejí z 3D tiskárny, obvykle vyžadují následné zpracování: obrábění, broušení a eloxování (elektrochemický proces, který hliníku Apple dodává barvu a odolnost proti poškrábání). Apple již má vyspělou anodizační technologii, takže hlavním úkolem je zajistit, aby vytištěné díly mohly být dokončeny na stejné úrovni jako ty tradiční.
Při pohledu na cenovou dostupnost MacBooku Neo je zřejmé, že Apple může s využitím 3D tištěného hliníku snížit ceny svých produktů vyšší třídy, nebo alespoň udržet cenovou hranici, zatímco náklady na komponenty a pracovní sílu porostou. Ale to bude diskuse na pozdější dobu, až uvidíme, jak rychle dokáže Apple tuto technologii rozšířit za hranice hodinek.
Co by to mohlo znamenat pro budoucí počítače Mac a iPhony
Pokud Apple úspěšně převede více svých hliníkových dílů na 3D tisk, dopad by mohl přesáhnout pouhé zlevnění zařízení:
- Zrychlení výrobních cyklů: Apple by mohl rychleji vylepšovat interní návrhy, protože změna vytištěného dílu nevyžaduje přestavbu celé výrobní linky.
- Větší přizpůsobení: V dlouhodobém horizontu 3D tisk otevírá dveře variantám specifickým pro daný region nebo dokonce pro uživatele – například mírně odlišnému vnitřnímu uspořádání pro různé trhy nebo konfigurace.
- Nové tvarové faktory: Návrháři společnosti Apple by mohli experimentovat s tvary a strukturami, které dnes nejsou praktické.
- Potenciálně lepší opravitelnost: V závislosti na tom, jak Apple technologii využije, by tištěné struktury mohly buď usnadnit otevírání a opravy zařízení (méně lepených držáků, více integrovaných montážních bodů), nebo by mohly být monolitičtější a uzavřenější. To budou zastánci práva na opravu bedlivě sledovat.
Prozatím se soustředí na hodinky Apple Watch a efektivnější zpracování hliníku u MacBooku Neo. Zda tento přístup zajistí stejnou odolnost a dlouhodobou spolehlivost celé řady, zatím není jasné, ale Apple má silnou motivaci nedělat kompromisy v kvalitě provedení – zvlášť když je jeho pověst postavena na zařízeních, která působí pevně a vydrží roky.
Budeme i nadále sledovat, jak se bude vyvíjet snaha společnosti Apple o 3D tisk, zejména při přechodu od malých nositelných zařízení k větším a složitějším plášťům iPhonů a Maců. Očekávejte, že se objeví další podrobnosti, jakmile se dodavatelé rozrostou a Apple začne veřejně mluvit o výrobě své další vlny hardwaru.
Windows 10 končí, ale Google přichází s elegantním řešením
AI gigant v podezření: Altmanův pakt s armádou bez transparentnosti
Budoucnost je jasná: Apple míří do světa chytrých brýlí
Mac se po 49 dnech bez vypnutí chová jako prehistorické Windows 95
Dům, který inspiroval Cluedo, existuje: A je blízko Londýna
Zmizelé ostrovy existují: Jeden se právě vynořil v Antarktidě
Revoluce na střeše: Solární tašky, které nikdo nepozná
Návrat z vesmíru: Skutečná výzva pro astronauty Artemis II začíná až po přistání
Vesmírná podívaná po 170 000 letech: Nenechte si ji ujít
