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全金屬手機CNC工藝分析點評

來源: 作者: 瀏覽:- 發布日期:2016-05-27 08:44:00 【


此文聊聊當下炙手可熱的全金屬手機的工藝,順便點評一下熱門機型。

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CNC 是什么

說到全金屬,離不開的就是 CNC,這個詞想必大家都耳熟能詳,是數控機床的縮寫:Computer numerical control machine tools,簡單點就是電腦數字化控制的機床。

它的工作原理大致就是:先是電腦繪圖軟件(Pro/E、UG 等)建 3D 模型,編程軟件根據 3D 圖形的特征編寫工序,然后把這些數據導入機床中,裝上工件,開動。

 

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▲MX5 機身

 

編程包括先加工這里再加工那里,用多大的刀具,機床要多少轉速,刀具每一次移動的距離,還有粗加工,半粗加工,半精加工,精加工等等,如圖中的 MX5 機身,每一個都代表一個工站,12 個大的工站,這樣一步一步直到成品。

編程意味著這個產品的整個加工工藝要如何實現,最終效果好壞也取決于編程師傅的經驗,理論和實戰都要過硬,否則就是不斷地試錯。

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▲PRO 5 CNC 加工圖

 



一個產品的結構越復雜,3D 建模的時候越難建,編程的時候工序也會越多且更復雜,其中還有一個很重要的就是所加工的產品如何裝夾,遇到棘手的產品,還要做一些專門的夾具。

別看加工全部是數控機床自動化完成,其實這之前要耗費很大的精力。

總結起來就是:

同一個手機后蓋,精度要求越高的越難加工,例如±0.1 的公差和±0.01,0.01 那個良品率就會低很多。

弧面比平面加工難度大,所以大多數全金屬手機喜歡做一些直角和平面。

結構越復雜越難加工,這個后面會提到哪些結構少哪些結構復雜。

 

何謂 CNC 全金屬一體成型

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▲iPhone

 

CNC 全金屬一體成型的鼻祖就是蘋果,也就是所謂的 Unibody 一體成型機身工藝。先是運用在 iPod 系列和 MacBook 系列中,最終在 iPhone5 這一代產品上得以實現,開始引領全金屬手機的狂潮。

 


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▲iPhone6 iPhone5 機身

 

所謂鋁合金一體成型,就是機身和邊框都是由一整塊鋁合金 CNC(數控機床)加工而成,但是要考慮到手機的射頻信號問題,機身會被分割成幾段,一般在上下兩端選擇注塑等隔斷,所以在手機上面,并沒有純粹的百分百全金屬。

 

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 ▲德國 DMG CNC 加工中心

其實 CNC 加工的成本是挺貴的,好的 CNC 機床一般來自德國和日本,一臺像樣的加工中心動輒上百萬。所以一般都是用來加工航天和汽車等復雜精密部件,人家根本就不用考慮成本問題。但是用到手機這個大眾消費品上面,必須大批量量產,且 CNC 加工相對費時,那就得多買機床,好在這個行業都在前進,CNC 代工廠有量了有錢賺了,才有大批量采購機床的動力,然后臺灣和本土的數控機床價格也不是貴的離譜,十幾二十萬的也有了。

所謂的全金屬手機中,誰良心誰討巧?

現在市場上,全金屬手機一抓一大把,但是這些所謂的全金屬手機,關起燈來是不是全都一個樣。下面我就來談一下對各家全金屬手機的看法。

 

以 iPhone6 為代表的金屬機身

 

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▲iPhone6s plusMX5PRO 5

 

之前 iPhone5 的上下兩端還是是陶瓷玻璃隔斷,到了 iPhone6 上金屬占比更高了,外形方面邊框由直線平面變成弧形,無論是精度控制還是細節處理,我都找不出槽點。就算非常難控制的弧形玻璃到金屬機身的過渡,也沒有出現斷層感,一體感非常強。

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▲iPhone6 拆解圖(圖來自 iFixit)

 

單從外觀看并沒有什么特別,拆開手機后就會看到,屏幕是由卡扣跟機身固定,然后手機的大部分部件都是依附在金屬機身上面,這意味著金屬機身必須由 CNC 加工出安置這些部件的形狀和結構。

 

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iPhone6 機身 CNC 細節

 

卸掉元器件后看得更加清楚,各種 CNC 而出的小結構,有卡扣的倒勾,螺孔,高低差的平面,結構非常復雜,而且這些結構的精度要求都很高,不然主板等元件堆疊起來公差加在一起大了。

這種做工講究和精度要求以及結構復雜度,在其他手機上面從未見過,個人認為 iPhone6 系列是全金屬手機的巔峰。

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▲PRO 5 拆解圖

 

MX5/PRO 5 的結構跟 iPhone 非常類似,屏幕通過卡扣固定的做法真的需要勇氣,卡扣固定很容易就放大公差,至今我還沒見過哪家國產廠商這樣做過,不過國際大廠也沒見幾個這樣做。卡扣固定很容易就放大公差,公差沒控制好就松動,所以還不如用膠水來的踏實。

 

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▲PRO5 內部細節

 

內部 CNC 結構方面,沒有 iPhone6 那么復雜,但也算得上比較復雜了,卡扣螺紋柱什么的都具備。還有 PRO5 背部的弧線也是 CNC 加工的難點,要額外付出更多的打磨時間來保證弧線與背部的平面順滑過渡。

 

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▲拆解圖





一體機身對機器內部的構造要求很嚴格,機身定下來后,里面的主板、電池、天線、揚聲器等等都要根據機身尺寸來搭配。結構都是圍繞金屬機身展開,而且是全 CNC 加工,所以這幾款手機稱得上真正的全金屬手機。

當然,這一類結構擁有更好的手機強度,不過金屬機身的加工難度就要上一個檔次了。手機里有些東西必須拆解才能夠看得出差別,從外面看起來大家都差不多,但是一款好的手機,它應該是表里如一。

 

以 HTC M9 為代表的金屬后蓋

HTC M8/M9、OPPO R7、華為 P8

雖然大家都說是全金屬機身,但是從嚴格的結構上來分類的話,下面幾款我叫他們全金屬后蓋。

HTC 從 M7 開始就做全金屬手機,但是仔細一看邊框仍舊是塑料,所以做出更漂亮的注塑線條也并沒有什么,畢竟邊框有一圈塑料顯然更好利于信號。

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▲HTC ONE M9 拆解圖

 

好在 M9 的全金屬占比更高了,但是拆開一看,我不得不將其歸為全金屬后蓋一類,整機的結構不是圍繞金屬后蓋展開。好在,M9 的后蓋是全 CNC 加工,后蓋上面的刀路明顯可見,大面積弧形加工也挺難,光是要做好背部的弧線,打磨就夠嗆。對于我這個手感黨來說,我對 HTC 在手感方面的堅持表示敬佩。

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▲HTC ONE M9

不過,這也是 HTC 的 ID 決定,背部大弧形,要堆下這么多元器件在金屬機身上面貌似不現實了,大家都知道弧形是最不好堆東西的,所以都堆在屏幕那邊。不過,當我拆過 M9 之后我整個人都跪了,雖然看起來有點亂,不得不佩服雪姨敢做這么復雜的結構,如果真要是壞了,拆開維修的成本太高了,所以光想著怎么把外形做漂亮也不行,還得為自己想想后路。

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 ▲華為 P8 拆解圖

P8 也一樣做成金屬后蓋,P8 下面是注塑條,上面鑲嵌玻璃有利于信號。結構并不是很復雜,非常薄和輕。直來直去的外觀在加工上面難度不大。

 

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PO R7

 

R7 的處理方式就 Low 一些了,上下兩端是塑料貼片。

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R7 拆解圖

跟 P8 沒什么大的區別,我就不評價了。(主板上面撕裂的痕跡是我拆的)

另一種討巧的金屬后蓋

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▲Mate 7 拆解圖

 

再來看看 mate7,中間是金屬,上下兩端是鑲嵌塑料,我認為這樣的處理方式非常粗暴和掉檔次。拆開看后發現中間的金屬后蓋同樣是一個后蓋,跟 HTC 的處理方式如出一轍,仔細分析后,原來這塊鋁合金是沖壓成型,然后內部小部分 CNC 處理。

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▲榮耀 7

 

榮耀 7 也是沖壓后蓋,不過跟 Mate7 不一樣的是上下兩端塑料跟中間的金屬機身進行了融合,但是外在的割裂感仍舊存在。





沖壓的一個直接好處就是省成本,還有量產爬坡很快,幾十秒沖一個(不包括后期細節處理)。要是 CNC 的話,一套流程下來,沒幾個小時搞不定。沖壓的缺點是無法做復雜的內部結構,只能用來做后蓋。相比 CNC 這是很討巧的一種做法,反正從外面看起來我也是金屬呢,不過我認為這算不上全金屬手機。

 

總結:

全金屬手機在未來一兩年仍舊會是手機行業的熱點和趨勢,我們看待全金屬手機不應該只從外表看待,而應該從全金屬至于這個手機的意義去解讀。做全金屬只是為了看起來高大上,還是為更好的結構和機身強度服務。

一樣的全金屬手機,不一樣的精度要求、不一樣的噴砂效果、不一樣的結構復雜度……成本都不一樣。但是好的全金屬工藝,拿到手上一模一看自然心里有底,可能你沒法說清楚它好在哪里。

展望未來,7000 系列鋁合金會成為以后全金屬手機的標配,據說 iPhone 會解決注塑材質的問題,外觀達到金屬的質感的色澤,希望如此。

 

 



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