深藏不漏 金属手机的工艺之谜

《电脑爱好者》2016年第1期 2016-07-29 10:40专题 标签:金属手机

如今,哪怕是千元级的手机也用上了金属材质机身,冷冰冰的触感更能刺激用户的消费欲望。然而,金属手机虽然看起来都大同小异,但它们的物理结构却可能存在极大差异,唯有掌握其背后的秘密才有机会“眼见为实”。

成本和态度

毫无疑问,金属材质拥有远超塑料(聚碳酸酯)的质感,也是提升手机颜值的不二法宝。然而,赋予一款手机金属元素的工艺有很多种,最常见的就是冲压、压铸与一体化CNC。

冲压:将金属板用冲头压出手机外壳所需的金属片样式。固态到固态,属于材料变形;

压铸:将熔融的液态金属通过压力,充填到模具型腔,冷却,成型。液态到固态,属于材料成型;

CNC:将一整块金属通过数控机床进行切割、钻孔、打磨(图1),最终得到一体化的金属外壳。

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就成本、加工难度、流程耗时、物理强度和品质而言,冲压<压铸<CNC。因此,一款金属手机到底采用了哪种工艺方案,就取决于厂商对成本的诉求以及对消费者的态度了。

金属的后遗症

金属材质虽然手感好,强度高,但它却存在一个致命缺点:信号屏蔽(图2)。因此,一款100%(不算屏幕玻璃的部分)由金属打造的手机是不存在的。为了实现信号的溢出,手机必须让金属材质的部分“透风”,并通过填充其他材质解决金属对信号的屏蔽问题。目前,让金属手机“透风”的方法主要以三段式、开窗式和NMT纳米注塑为主。而冲压、压铸、一体化CNC与三段式、开窗式、NMT纳米注塑的搭配组合,就形成了当前金属手机的“众生相”。

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图2

三段式:入门的选择

所谓三段式是指中间为金属,上下两端为塑料,再将它们拼接在一起的设计方案(图3)。三段式是金属手机中的“廉价货”,而冲压工艺的则是三段式方案的最佳搭档。

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图3

以红米Note3为例,它的金属外壳其实仅是冲压而来的“铁片”(图4),并将其覆盖在以塑料材质为主的中框和骨架之上(图5),并通过喷漆工艺将金属与塑料的部分涂成一个颜色,使其看起来显得更加和谐统一,给人一种整个后盖都是金属的错觉。

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图4

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图5

开窗式:进阶的选择

所谓开窗式,就是在一体化的金属外壳上下两端(或一端)“挖”出一个镂空的“窗口”,再填充进可以透过信号的塑料或玻璃等材质(图6)。需要注意的是,开窗式方案既可以与压铸工艺配合,也能被应用在一体化的CNC工艺身上。

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图6 :华为P8的背盖顶部就用玻璃填充

魅蓝Metal就是压铸工艺+开窗式方案的代表。这款手机将一体化金属背盖的上下两端开了信号天窗(图7),再由注塑工艺填充,并在高光倒角、摄像头外圈还有Home 键边缘用CNC加以抛光(用于提升视觉档次),最后用彩色涂料和喷涂工艺加以覆盖,让纯金属和塑料部分的外观质感相同。

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图7 :网友暴力切割魅蓝Metal的后盖,证实其顶部和底部的边缘部分也都金属,只是天线部分应用了注塑工艺

魅族MX5、OPPO R7、华为Mate S/8等手机则是一体化CNC工艺+开窗式方案的代表。以MX5为例,让一整块金属通过CNC数控机床切割成型(图8),直接钻出用于溢出信号的窗口,再搭配注塑以及喷砂上色等工艺填充美化。

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图8

纳米注塑:极致的选择

开窗式方案虽然不破坏一体化的金属结构,但用于注塑的镂空部分面积较大,从而降低了金属占比的数值。此时,一体化CNC工艺+NMT纳米注塑方案便孕育而生了。

iPhone 6应该是该方案的最佳代言人,它的金属后盖被CNC数控机床切割出了数道细条状的镂空,并通过NMT纳米注塑工艺加以填充(图9),而填充之后的条纹则被用户戏称为“白带”。而类似的“白带”也出现在了乐1 Pro/MAX、vivo X6等手机身上(图10)。好消息是,为了避免这些白色的条纹影响到手机外观的整体性,如何减少条纹数量、缩减条纹宽度就是大家竞争的方向。

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图9

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图10

小结

总之,以金属材质为卖点的手机依旧存在三六九等,它们因工艺和结构的差异,在成本、坚固性和手感等方面会存在极大的差距。比如,899元起的红米Note3固然实惠,但其用料工艺就显得不够高档了。好消息是,并非所有的低价手机都会牺牲工艺,1099元的乐1S就采用了相对高档的一体化CNC工艺+开窗式方案;799元起的青葱metal更是直接选择了一体化CNC工艺+NMT纳米注塑方案,而类似设计的产品只会越来越多。