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      iPhone4到iPhone6設計歷程大揭秘!工藝如何逐漸精進?

      發布時間:2015-06-16 責任編輯:sherry

      【導讀】iPhone成為全球最好的智能手機不僅僅因為其在交互方式上的革新,更因為蘋果在不斷的運用新的設計和工藝在打造iPhone。作為全球一流的工業設計公司以及經歷多代更新的iPhone,每一代都有什么變化?讓小編帶你一起了解iPhone的設計、制造工藝歷程。
        
      寫這篇文字的初衷是在知乎看到這個問題iPhone4、4S、5、5s和6一路走來工藝有什么進步?又處在同時期的什么水平? - 蘋果公司 (Apple Inc.)這里就闡述一下我對這幾個手機在設計和制造工藝上的一些看法。這 5 個型號概括起來就三個外觀:
        
      iPhone4 的三明治夾心設計。
        
      iPhone5 的三段式鋁合金一體成型。
        
      iPhone6 的全金屬一體成型設計。
        
      現在回過頭來看,這三代手機的設計幾乎引領了全球手機設計的風潮。無論是材質、設計還是制造工藝,有些甚至連外觀都依葫蘆畫瓢。
        
      先說iPhone 4,對于iPhone帶來的驚艷震撼,第一次是07年的iPhone橫空出世,原來智能手機可以這么做;第二次是iPhone 4的發布,原來智能手機可以做得這么漂亮。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      iPhone 4的一個顯著特點是采用了CNC不銹鋼邊框,前后配上玻璃,讓整機有了一種硬朗、堅固、簡潔之美。雖然第一代iPhone和后面兩代都用不銹鋼做邊框,但是不同的是iPhone 4的不銹鋼邊框是整個手機構造的核心和骨架,屏幕、電池主板以及其他配件都是固定在骨架上面,是為了實現ID和結構設計的基礎。
        
      要談論這個iPhone 4的制造工藝之前,先追溯一下它的兄弟產品Touch系列。
        
      蘋果對產品的一體化追求已經到了深入骨髓的地步,在Touch 3 上面,就用了壓鑄一體成型的不銹鋼后蓋。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      由于Touch上面沒有蜂窩網絡要求,能夠做到更加完整的一體性,從內部來看,其實這個后蓋的工藝并沒有iPhone 4那么復雜。首先,它是一快鋼板壓鑄成后蓋的樣子,在內部固定主板等零件的構造上采用單個不銹鋼小組件,然后通過激光點焊跟后蓋連接。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      到了跟iPhone 4同時期的Touch 4上面,依舊是一塊不銹鋼壓鑄成型,不一樣的是還加入了注塑成型來實現復雜的內部構造。
        
      但是在iPhone身上,蘋果的要求顯然比Touch要高,并且要考慮到信號問題,做起來也沒有Touch那樣得心應手。
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      iPhone 4的不銹鋼邊框的制造難度,無論是它的結構復雜度還是加工精度,現在看來依然是頂級水平,沒有超越者。
        
      在不銹鋼邊框內部構造上,并沒有像Touch系列一樣通過點焊來實現,而是由CNC直接在邊框上切削出形狀,工藝復雜度可想而知。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      舉個例子,上圖中的幾個紅框標示處,上面那兩個小框框,也就是CNC倒鉤,是用來卡住手機背部那塊玻璃。中間那個是螺紋柱,要先在邊框上CNC出一個圓凹槽,然后激光點焊焊接,這么做這個螺柱是要來固定屏幕。最下面的紅色長條框是把中間的不銹鋼片激光電焊連接。
        
      最右那個是天線隔斷注塑,現在看來滿大街都是這樣的注塑條,這個是蘋果的首創,注塑材料是一種質地非常堅固的工程塑料,邊框切斷后通過這種注塑材料來連接,又能保證信號。所以,現在滿大街的金屬邊框手機都要感謝蘋果在材料學方面的探索,而不是在發布會上嘩眾取寵說我的注塑比你更好。
        
      iPhone 4的結構強度非常高,不銹鋼材質本來就很堅固,然后前面板是通過螺絲固定在不銹鋼邊框上,玻璃背蓋通過卡扣卡在不銹鋼邊框上,主板也依附在中間的不銹鋼片上,你在iPhone 4上面很少看到塑料件和用膠水粘合的地方。
        
      iPhone 4對后續的手機市場影響非常巨大,以至于消費者都有了一種審美慣性,只要是前后玻璃,中間邊框的手機,都覺得好看。最終是,你做到了比它更大,你做到了比它更輕,你做到了比它更薄,但再也沒有誰做到了它在工藝和結構上面的水準。
        
      蘋果產品在ID和結構設計上,不難發現它遵循的是化繁為簡,統一、完整、堅固、優雅。
        
      iPhone 4的三明治設計,包括了前面板、不銹鋼邊框、不銹鋼鋼片、玻璃后蓋四個大組件。顯然,這并不是蘋果的最終追求,時過兩年,蘋果帶來了iPhone 5。
        
      那晚我也看了發布會,也跟著吐槽了蘋果的創新匱乏,這不就是一個拍扁拉長的iPhone 4么,等了兩年你就這點能耐啊。當我后來漸漸接觸到iPhone 5/S后,拆也拆了,才發現,這是迄今為止最精致的iPhone ,沒有之一。
        
      在制造工藝上,相比iPhone 4又有哪些進步呢?
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      最大的進步是蘋果終于把Unibody技術運用到了手機上,手機外殼全CNC加工。
        
      在手機制造里面,這應該是首次這么干。蘋果牛逼之處就是在于它不用去看別的手機是怎么做,用什么工藝,它一直在手機上探索運用一些新的工藝,這些工藝并不是突然冒出來的,之前本來就有,但是蘋果卻可以不計成本的按照設計需要來執行,這就是為什么蘋果一直獨領風騷。
        
      初看上去,外觀上面延續了4的風格,但是結構和工藝完全變了,Unibody讓機器直接變成了兩個部分:屏幕和外殼。再細說一點就是背部的三段式,上下兩部分是陶瓷玻璃。這符合了蘋果追求極簡的風格,同時Unibody可以讓機器做得更薄,但也對機身內部構造提出了更大的要求,信號問題也更難處理。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      外觀上面相比4變得更加精細,這種精細體現在無處不在的高光倒角上面:邊框上下邊倒角、按鍵高光、底部揚聲器孔倒角、不銹鋼耳機和閃電接口倒角,甚至連底部兩顆螺絲的密紋高光都不放過,這些全部通過CNC精雕實現。
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      背部LOGO、iPhone 字樣都通過特殊的陽極氧化,加上上下兩端的玻璃,配合蘋果對精度的高要求,所以無論你哪個角度觀看這部手機,都透露出一種精致的氣息。
        
      說回制造工藝,Unibody的設計必然付出昂貴的CNC加工成本,產能也難以提升。需要代工廠購置更多的機床,這方面蘋果甚至是給代工廠購買機器,扶持對方實現自己的產能需求,有時候為了實現要求,直接把供應商給收購。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      跟4的不銹鋼框架不一樣,5的整體都是圍繞著Unibody后蓋來展開,這個后蓋需要CNC出來安放主板、攝像頭、尾插排線等細小構造,例如屏幕總成則依舊通過卡口卡在機身上,做手機的都知道,卡口是很難控制好精度的地方,大多數的做法是通過膠水解決。
        
      在一樣用Unibody的Touch 5和iPad mini上面,屏幕是通過膠水跟機殼粘合,在iPhone 5上,蘋果也可以這樣做,但是這樣做就是對結構的妥協,但是大部分廠商都是通過膠水粘合,即能做到精度又能省事。
       
      我們再來看看iPhone 5之后其他Unibody手機是怎么做的。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      這是HTC ONE M7,當時風靡一時,通過拆解可以看到,它的Unibody后蓋上面邊緣是有一圈注塑,還有膠水,而且,它的后蓋就只是一個后蓋,主板等全部依附在屏幕那邊,在結構復雜度上面先比iPhone 5略遜一籌,說白點就是這樣做更簡單,但是M7的背部弧線也是一個CNC難點,如何讓弧線平滑過渡需要付出多一點工時。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      再來看看ONE系列的第二代M8,這一代有了進步,變成了全金屬,雖然舍棄膠水改用卡扣,但是仍舊只充當后蓋。不過放眼全球,它也是第二好的Unibody設計了。
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      說到iPhone 6了,當我看到iPhone 6的諜照的時候,我不相信這是蘋果的設計,這粗壯的天線條成了大家集體吐槽的焦點。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      跟5對比發現,它把iPhone 5后背的陶瓷玻璃都剔除了,手機外觀就剩兩個大組件:屏幕和機身。原來這才是真正的全金屬,這也是蘋果追求一體性的極致體現吧。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      蘋果兩年做一個ID,這兩年里面,也許出了上百種設計,最后選擇這種設計,也有它堅持的理由,手機越來越大,再延續之前四平八穩的ID,顯然有點不適合持握,現實生活中我們接觸的物件里面,方正的東西占絕大多數,這樣的設計是更討喜,也更符合人們的心理預期,但如果蘋果依舊把iPhone 6做成5的樣子,做更薄,出來的效果必定會比現在的樣子好看,但是那樣怎樣,那只是一種保守的設計。
        
      所以,蘋果必須拿出一種全新的設計來挑戰自己。
       
      改變風格后的iPhone ,從方到圓,機身變大,做成弧形的邊框利于握持。這樣還不夠,蘋果把屏幕也要做成大2.5D與邊框相匹配,做到手機的側面中心對稱這沒什么,iPhone 4以來很多手機都可以做到,但是在弧形邊框上要做到幾乎完美對稱,目前還沒發現比iPhone 6更好的了。
        
      弧形邊框的CNC加工難度比5的直面要更難,我覺得最難的是屏幕的弧形跟邊框弧形的匹配問題,要把這條弧線做到不斷層,就是弧線順暢過度,這對于組合件來說難度太大了。
       
      沒有靚眼的高光邊,沒有了方正的外形,看上去必然是沒有了iPhone 5的精致感。更要命的是還有突出的攝像頭、過粗的注塑條。如果說iPhone 5是方正、規整、閃耀,那么iPhone 6相對低調、內斂、華實。
      iPhone的設計、制造工藝歷程
      單論制造難度的話,iPhone 6的難度是要大過5的,它要克服信號問題,6支持的頻段比5要多,但是卻把5上面的玻璃去掉了,完全的一體金屬,還加入了NFC功能,這些對機身的設計提出了嚴重的考驗。
        
      現在市面上也有了一大堆把邊框做成弧形,正面一樣2.5D玻璃,有的也在背面貼個2.5D玻璃,出來的成果也只是材料的堆疊而已,從來沒有哪一部手機做到了iPhone 6這樣的渾然感,哪怕兩部手機的價錢一樣。
        
      后記:
        
      這三代產品里,iPhone 4最為堅實,iPhone 5顏值最高,iPhone 6更像是成熟之作。通過迭代發現,蘋果一直在一體化金屬機身上面前進,iPhone 4的邊框到iPhone 5的金屬機身,最后iPhone 6更徹底的全金屬,制約蘋果的只有信號問題。
        
      最后想說的是,當外界在夸贊以喬納森為首的蘋果工業設計團隊的同時,也請給他們優秀的結構工程師和射頻信號團隊一點肯定。
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