iPhone6与iPhone6+为啥那么容易被掰弯?

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访客:25697  发表于:2014-09-29 10:39:16

【导读】手机是否容易折弯,有两个关键因素,一个是材料,另一个是形状。

iPhone6与iPhone6+为啥那么容易被掰弯?

作为之前做过手机结构的,我还是有一点发言权的。

首先,给大家说明一下,手机研发阶段要做很多实验(非山寨机厂),只有过了所有的实验,才能说明这个手机在设计上是完备的。相信很多人看了王自如和老罗的辩论,才知道原来手机实验测试也是一门大学问。确实,手机的设计验证阶段,需要经历的实验超过你的想象,我们开发手机一般至少要预留几百台机器用在破坏性实验上。而这些实验中,有一项实验是和本次事件密切相关的,那就是软压实验。

这个软压实验有点类似于用手掰手机,这里有个手机软压测试介绍,里面提到国标是250N按压1000次。正常成年人的握力是500N左右,也就是说国标是远远低于正常人的握力的,因此如果你的手机只是勉强达到国标要求,那么实际使用中肯定很惨的。不过大家请放心,目前主流厂商没有人是依据国标进行实验的,而是使用远远高于国标的标准。

但是问题就来了:我不是富士康的,我真心不知道苹果的软压标准。这里存在两种情况,一是iPhone6没有通过苹果之前的软压标准,苹果为了进度等原因降低了标准;另一种情况是通过了之前的软压标准,但是实际使用中却出现了压弯的情况,这就是标准落后于实际情况了。

我注意到苹果官方关于此事的回应,“此外,这些手机还拥有不锈钢和钛嵌入件以加固高应力部位。我们还在整个开发周期中进行了严格测试,包括三点弯曲、压力点循环、坐压、扭曲和用户研究等。iPhone 6和iPhone 6 Plus达到或超过了我们的所有高质量标准,可经受日常日用的考验。”这说明在设计阶段,苹果就注意到了这个问题,而且专门研究了这个问题,我相信这不是苹果在敷衍,而是他们真的做了这些事情,以为这些研究已经完全涵盖了用户的普通使用情况(请注意,是普通使用情况)。

但是,现实情况是,iPhone4和4S没人投诉手机会弯,iPhone5和5S已经有被坐弯的新闻了,到了iPhone6,刚发售就爆出来了。我会告诉你我一点都不奇怪吗?下面来分析一下原因。

首先明确一个问题,大家所说的手机弯了是指手机被掰弯后不能回弹到原有形状,不包括手机被折弯后自动回弹到原有形状的情况(这个应该好理解吧)。这一点很重要,后面会明白。

手机是否容易折弯,有两个关键因素,一个是材料,另一个是形状。

首先是材料,根据日常经验,大家应该可以感觉到,在手机常用的不锈钢,液态金属(锆合金)铝合金,镁合金,塑料中,不锈钢是刚性(抵抗变形的能力)和弹性综合性能最佳的;锆合金和镁合金是刚性好,弹性差;塑料是刚性差但弹性好;铝则是刚性差,弹性差。(以上只是一个笼统的介绍,专业人员就不要喷了,我知道尼龙加玻璃纤维的刚性不比金属差,但是我这不是写论文啊,差不多就行了)

其次是形状,大家可以把手机想象成一个面是空的长方形盒子。那么根据日常经验,如果这个盒子的侧壁很矮,那么它的强度基本就只能靠底部的板了,而如果侧壁很高,明明比较软的材料你却很难掰动。原理就不用解释了,大家凭感觉就知道这是没错的。增强侧壁,肯定对整体的强度有很大贡献,当然你去增加底部的厚度也是可以的。

了解了以上知识,大家就可以和我一起分析一下这三代iPhone的结构变化了。

iPhone4和4S,首先大家看到的就是那一圈又厚又高的不锈钢板了,只是这个钢圈,估计就没人能徒手掰弯的,而且拆机可以发现,钢圈里面是焊接了一块不锈钢板的,这强度就刚刚的了。当然两面的玻璃也做了很大的贡献,使得整机的刚性再度提升(玻璃虽然容易碎,但是刚性还是挺好的)。

iPhone5和5S,把材质换成了铝,这个就导致了整机强度的急剧下降,因为铝比较软,又太容易产生塑性变形了(即变形后不能回复原来的形状),所以大一点的力(一屁股坐下去)施加上去,就直接弯了。而相同的力施加到iPhone4上,首先是整机强度好,不容易被弯折,其次,力实在太大,也是玻璃先裂。结构上,整机厚度减薄,侧壁变矮,参照前面的盒子模型,抗弯性能更差了。

iPhone6和Plus,估计大家也看出来了,又减薄了,而且又变大了,这样根据杠杆原理,同样的力施加到手机上下边缘,对中心的力矩大大增加,这也可以解释为什么变弯的都是plus。变弯的位置也很好解释,音量键,logo位置,和电源键,刚好在同一水平位置,而这都是对机身进行镂空的地方,也就是机身最薄弱的地方。

写到这里大家应该也明白了,苹果也是面临着手机设计上一个艰难的问题,是结构向工业设计妥协还是工业设计向结构妥协?目前看来,苹果也是一步步的向极限挑战,但是基本趋势是不断降低了结构可靠性。因为苹果肯定是可以通过增加手机厚度(最小只需0.5mm即可)来增强整机强度的,但是他没有这样做,原因肯定是多方面的,比如整机重量会增加,厚度会增加,会影响手感等等。作为一个超级大公司的重要产品,在做出这个选择前,肯定是进过了很慎重的评估了,肯定不会像网上说的脑残了,或者傲慢,轻视消费者等等,而是把利弊都计算清楚了,认为折弯会是小概率事件,而产品轻薄可以吸引更多的消费者。总之就是一种权衡的结果,无所谓对错。

也许有人会问,怎么老是苹果的东西会弯,其他厂商也没听说过谁的产品那么容易被折弯啊?抛开品牌话题性(山寨机就算用眼能看弯也没人关心啊),关键原因在于你看看还有哪家会用苹果这样的设计?一般的设计都是三明治大塑料结构,一般都是前壳(带不锈钢或者镁合金嵌件),中壳(或者叫后壳,一般都搞点真空镀神马的看起来像金属一样亮),电池盖,此种典范当属大三星了,镁合金刚性就不说了,四周的塑料回弹又好,就算把它掰弯了,马上回弹,跟没弯一样。

当然还有一体机,一般都是一体的塑料壳,内包不锈钢或镁合金骨架,强度也没得说。有人肯定要说M7呢,他们背面也是铝合金啊。对,他们背面是铝合金,侧面呢?侧面可是厚厚的塑料啊,而且整机那么厚,机身里面又有不锈钢板加固,肯定绰绰有余啊(看到HTC ONE的国行版本背部铝合金电池盖可以拆卸,你就应该知道它背面的铝合金就一装饰作用)。有人说超薄机,你去看看谁家的超薄机敢用铝合金做主体骨架?而且用过超薄机的应该有体会,太薄的机器,就算你是用不锈钢做主体结构,一样比厚的机器不耐操,总是要小心翼翼。

结论就是,苹果非要用这种材料和这种结构,自然要承担相应的风险。如果说设计缺陷指某种设计方案天生带有的不足,那么折弯事件确实可以称作设计缺陷。

(来源:创事记,作者:贾伟强,前手机结构工程师,现在在做更大的仪器。)

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