Phone 5c在上市之前曾被認為是面向中國市場的低價版本。但實際接觸後卻發現,這款手機完全沒有樹脂産品的廉價感。這次,就讓我們來探尋一下iPhone 5c在制造方式上的秘密。
如果用一句話來簡單概括iPhone 5c的設計特點,那就是從正面挑戰大多數人對于塑料殼的偏見。
iPhone 5c拿在手上的觸感很好,表面像剝了殼的煮雞蛋一樣光滑,仿佛吸在手上一般。放進口袋時也非常順滑。即便是對準光線觀察反光,也幾乎看不到任何形變。iPhone 5c上找不出任何常規塑料産品上常見的缺陷。其主要通過考慮模具的研磨與成型方法,實現了完美無瑕的表面,通過靜電塗裝形成均勻的透明塗層。
樹脂機殼煞費苦心
iPhone 5c的亮點是樹脂機殼。産品設計師、東京大學生産技術研究所教授山中俊治這樣評價iPhone 5c的機殼:“并非單純采用樹脂,在設計過程中不惜多花成本。”
5c的機殼在射出成型時并沒有開孔,而是後來通過切削加工形成用于按鍵和連接器的開孔。一般情況下,射出成型加工容易使孔的邊緣部分等産生變形。“這種變形會讓人感到‘果然是樹脂品’”(山中教授)。蘋果此次選擇的加工方法不容易讓人感到樹脂品的廉價感(下圖)。與削減機殼成本相比,該公司更注重高質感。
圖:看起來不像“樹脂”的5c背殼
廉價感的原因在于加工方法
一般來說,在誇贊一樣東西的時候,很少會說“像塑料産品”。在不少人的印象裡,一提到塑料,就會聯想到因為粗放式大量生産而顯得廉價的産品,例如模具拼接處的接縫、光照下非常明顯的表面凸凹等,但這絕對不能怪塑料。
圖:白色樹脂制造的包裝盒的表面同樣富有光澤、沒有形變。能夠感受到蘋果對于包裝的重視。
山中教授解釋說,材料之所以會有金屬風格的精緻高檔感、像瓷器一樣的有光澤的質感、玻璃一般的平滑,或塑料樣的廉價感等“特色”,“與其說是材料本身的性質,其實更主要的原因在于加工方法”。
塑料質感不好并不是因為塑料廉價,問題其實是出在注塑成型等使塑料成型技術的使用方法。
簡單來講,注塑成型就将受熱熔化的粘稠樹脂材料用高壓注入模具中,然後使其固化成型的方法。這種加工方法非常簡單,隻要制造出模具,基本上任何造型都不在話下。因為能夠自由加工形狀,在使用注塑成型法制造樹脂外殼時,一般會把外殼必需的所有元素都集中到1次加工中。例如,在外殼内側鑲嵌名為“肋闆”的加固闆,同時還要在外殼上加工出用來固定内部部件的螺絲孔。
鑲嵌攝像頭鏡頭的小孔也會事先準備好,可以說,在1次成型中形成幾乎所有元素是制造樹脂外殼的“常識”。這樣可以簡化制造工序,降低外殼的制造成本。
iPhone 3GS的PC後殼
另一方面,注塑成型也存在缺點,把所有元素都集中在一起成型的時候,模具會變得複雜,而外殼變形也就越容易變形。即使表面平整,如果背面的厚度不同,脫模冷卻時,外殼就會受到多餘的外力而發生形變,從而對表面産生影響。山中教授解釋說,倘若在注塑成型工序中形成開孔,“表面就會沿孔的周圍發生變形”。通過對着光線觀察表面反射等方式,消費者會敏銳地察覺到細微的翹曲和變形,在無意識中産生廉價感。
花工夫使之呈現光澤
以注塑成型制造樹脂産品時,很多企業都意識到了這個問題,并探尋出了解決之道。例如,精工愛普生通過反複研究如何制造像鋼琴一樣具有光澤的打印機,發現了表面形變的原因是注塑成型時樹脂的亂流。于是,該公司采取了嚴格挑選材料、采用使樹脂容易流動的肋闆構造,以及考慮樹脂的闆厚等措施。不僅是精工愛普生,各公司都在努力消除樹脂的廉價感,并積累了獨特的技術經驗。
螺絲孔和肋闆與樹脂一體成型,各部位厚度不同是造成表面形變的原因。蘋果采用的方式是先制造平闆狀的殼體,然後再通過粘接和焊接金屬部件的方式制造螺絲孔和肋闆。
但山中教授說,蘋果制造iPhone5c使用的是具有一定強度,“但在樹脂中比較不容易成型”的聚碳酸酯。即使加熱到高溫,聚碳酸酯依然會保持高粘度,在模具内的流動性差。無法判斷是否能借助小技巧制造出完美的表面。
為此,蘋果設計出了在注塑成型的工序中不在外殼上形成螺絲孔和肋闆,隻制造平闆狀殼體的方法。維持強度所需的肋闆和組裝産品所需的螺絲孔是在成型之後,通過粘接或焊接金屬部件的方式補充上去的。另外,造成表面形變的另一個原因——安裝按鈕和攝像頭鏡頭的小孔則是在安裝金屬部件、确保強度之後,通過切削加工開孔,由此消除了形變。
以下為iPhone 5C的官方宣傳片,從中可以看到iPhone 5C的大概制造過程:
注塑→粘貼金屬支架→CNC外觀孔洞(攝像頭、耳機孔等)→打磨→噴塗透明漆硬塗層。
努力的成果就是下面這張照片,在光澤的表面上,幾乎看不到形變。與HTC的HTC J butterfly和三星電子的GALAXY 4S的背闆相比,差别一目了然。
圖:iPhone5c背殼,觀察光線的反射,看不到任何形變,令人吃驚。
圖:HTC J butterfly的背闆。仔細觀察就可以看到映射出的線條彎彎曲曲,在孔洞周圍,面的形變明顯。
圖:GALAXY S4的背闆,因為表面有花紋所以陰影不明顯,但即使排除花紋的幹擾,陰影依然彎曲嚴重,表面明顯存在形變。
不過,iPhone 5c的樹脂外殼也絕非完美無瑕。《日經設計》購買的軟銀黃色iPhone 5c的尺寸精度存在問題,屏幕玻璃闆與外殼之間出現了0.5毫米左右的縫隙和形變。山中教授指出,出現形變的地方是“距離注射樹脂的‘澆口’最遠的地方,也是最容易出現問題的地方”。這可能是模具的溫度管理出了問題,或者是樹脂流動不暢的原因。
圖:玻璃闆與外殼之間存在明顯縫隙。縫隙之大,簡直不像是出自厭惡縫隙的蘋果之手。在外殼的表面,圈起的部分也出現了彎曲。
鑒于《日經設計》看到的另幾個外殼沒有出現同類問題,所以可能隻是運氣不好,碰到了尺寸精度不佳的産品。但是,剛剛上市的蘋果新款産品存在不少這樣的問題。精通外裝部件開發的一位技術人員解釋說:“一般來說,需求量大的産品最初的批次有時會為了确保産量而略微降低品質标準。”像蘋果這樣在上市時尤其需要大量備貨的企業恐怕更是如此。
而且,在此次分析中我們發現,iPhone 5c一反蘋果産品的常态,在看不到的地方有些“偷工減料”。比如對按鈕和揚聲器部分切削加工的小孔的處理。雖然肉眼看不到,但放大觀察,能夠看到許多切削留下的碎屑。
圖:處理松懈的揚聲孔。通過切削加工開孔後沒有進行任何處理,明顯存在細微的切屑。但肉眼幾乎看不到。
由此看來,蘋果在設計産品時,從外到内都一絲不苟,但在超出肉眼分辨能力的地方,也是要考慮成本的。
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