Apple, 사파이어 가공을 위한 레이저 절단 기술 공개

Sep 13, 2023

2월 초에 우리는 Apple의 새로운 사파이어 제조 장비가 사파이어 재료를 처리하기 위해 새로운 애리조나 공장에 도착했다는 사실을 알게 되었습니다. 우리는 며칠 후 Apple의 애리조나 공장이 현재 전 세계 생산량의 두 배에 달하는 합성 사파이어를 생산할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 그리고 이번 달 말, Apple의 CEO인 Tim Cook은 그들의 새로운 사파이어 공장이 iPhone 디스플레이 커버를 만드는 것이 아니라 오히려 비밀 프로젝트를 위해 예약되어 있다고 밝혔습니다. 오늘 우리는 미국 특허청에서 발표한 두 가지 새로운 특허 출원을 통해 Apple의 사파이어 처리 방법 및 시스템에 대해 자세히 알아봅니다. 특허에는 특수 레이저 절단 기술과 특수 용광로가 포함됩니다. 그리고 애리조나 공장은 사파이어 iPhone 디스플레이 커버를 만드는 데 사용되지 않을 수도 있지만, 다른 일부 공장에서는 그렇게 할 것입니다. 표지 그래픽에 표시된 대로 특허가 iPhone과 관련된 공정을 명확하게 설명하기 때문입니다.

Apple의 특허 배경

커런덤은 산화알루미늄의 결정질 형태이며 다양한 색상으로 발견됩니다. 일반적으로 루비로 알려진 붉은 커런덤과 파파라차(padparadscha)로 알려진 분홍빛이 도는 오렌지색 커런덤을 제외하고 모든 색상은 일반적으로 사파이어라고 합니다.

투명한 형태의 커런덤은 보석이나 보석으로 간주됩니다. 일반적으로 커런덤은 9.0 Mohs를 갖는 것으로 정의된 순수 커런덤으로 매우 단단하므로 거의 모든 다른 광물을 긁을 수 있습니다. 본 목적을 위해, 용어 "커런덤" 및 "사파이어"는 일반적으로 산화알루미늄의 결정질 형태를 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 무엇보다도 강옥의 경도 및 투명 특성을 포함한 특정 특성으로 인해 다양한 응용 분야에 유용할 수 있습니다.

그러나 특정 용도에 유익한 동일한 특성은 일반적으로 해당 용도에 맞게 사파이어를 처리하고 준비하는 데 비용과 어려움을 모두 증가시킵니다. 따라서 보석과 관련된 비용 외에도 특정 용도로 커런덤을 준비하는 데 드는 비용은 종종 엄청납니다.

예를 들어, 사파이어의 경도로 인해 기존 가공 기술을 구현할 때 재료를 절단하고 연마하는 것이 어렵고 시간이 많이 걸립니다. 또한, 커터와 같은 기존 가공 도구는 강옥에 사용될 때 상대적으로 빠른 마모를 경험합니다.

Apple, 사파이어와 관련된 레이저 절단 기술 및 기타 공정 발명

Apple은 연마된 단단한 재료 절단과 관련된 시스템 및 방법, 더 구체적으로 연마된 커런덤(사파이어) 절단과 관련된 시스템 및 방법을 발명합니다.

사파이어의 효율적인 처리와 관련된 방법은 응용 분야에 대한 커런덤 제조 속도를 높이고 수수께끼의 사용을 비용 효율적으로 만들 것으로 예상되는 Apple의 특허 출원에서 논의됩니다.

특히, 일 실시예는 표면이 연마된 경질의 투명 재료를 절단하는 방법의 형태를 취할 수 있다. 이 방법은 연마된 표면의 일부를 거칠게 하는 단계, 레이저 빔을 표면의 거친 부분에 지향시켜 녹임으로써 경질 재료를 절단하는 단계를 포함합니다.

다른 실시예는 조면화 장치 및 레이저를 포함하는 커런덤 처리 시스템의 형태를 취할 수 있다. 조면화 장치는 처음에 강옥 부재를 수용하고 강옥 부재의 연마된 표면을 조면화한다. 그런 다음 레이저는 연마된 표면의 거칠어진 부분에 레이저를 지향시켜 커런덤 부재를 절단합니다.

또 다른 실시예는 표면 준비 단계 및 절단 단계를 포함하는 연마된 커런덤을 절단하는 방법의 형태를 취할 수 있습니다. 표면 준비 단계에서는 레이저 에너지의 인커플링을 통해 커런덤 표면의 연마된 부분을 준비하여 후속 절단을 수행합니다. 절단 단계에서는 레이저가 준비된 커런덤의 연마된 표면 부분으로 향하게 됩니다.