三分鐘看懂iPhone4、 iPhone5 、iPhone6手機(jī)外殼加工工藝

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這里闡述一下我對(duì)iPhone4、iPhone5、Phone6 設(shè)計(jì)和制造工藝上的一些看法。iPhone手機(jī)概括起來(lái)就三個(gè)外觀,下面通過(guò)表格說(shuō)明：

表1：iPhone4、iPhone5、Phone6機(jī)型設(shè)計(jì)比較

現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看，這三代手機(jī)的設(shè)計(jì)幾乎引領(lǐng)了全球手機(jī)設(shè)計(jì)的風(fēng)潮。無(wú)論是材質(zhì)、設(shè)計(jì)還是制造工藝。

一．iPhone 4

iPhone4

先說(shuō) iPhone4，對(duì)于 iPhone 帶來(lái)的驚艷震撼，第一次是 07 年的 iPhone 橫空出世，原來(lái)智能手機(jī)可以這么做；第二次是 iPhone4 的發(fā)布，原來(lái)智能手機(jī)可以做得這么漂亮。

iPhone4不銹鋼邊框

iPhone4 的一個(gè)顯著特點(diǎn)是采用了 CNC 不銹鋼中框，前后配上玻璃，讓整機(jī)有了一種硬朗、堅(jiān)固、簡(jiǎn)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 iPhone4 的不銹鋼中框是整個(gè)手機(jī)構(gòu)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(shí)現(xiàn) ID 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

1.Touch 系列的不銹鋼后蓋

要談?wù)撨@個(gè) iPhone4 的制造工藝之前，先追溯一下它的兄弟產(chǎn)品 Touch 系列。蘋(píng)果對(duì)產(chǎn)品的一體化追求已經(jīng)到了深入骨髓的地步，在 Touch3 上面，就用了壓鑄一體成型的不銹鋼后蓋。

Touch 3后殼

由于 Touch 上面沒(méi)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)要求，能夠做到更加完整的一體性，從內(nèi)部來(lái)看，其實(shí)這個(gè)后蓋的工藝并沒(méi)有 iPhone4 那么復(fù)雜。首先，它是一快鋼板壓鑄成后蓋的樣子，在內(nèi)部固定主板等零件的構(gòu)造上采用單個(gè)不銹鋼小組件，然后通過(guò)激光點(diǎn)焊跟后蓋連接。

Touch 4 后殼

到了跟 iPhone4 同時(shí)期的 Touch4 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(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造。但是在 iPhone 身上，蘋(píng)果的要求顯然比 Touch 要高，并且要考慮到信號(hào)問(wèn)題，做起來(lái)也沒(méi)有 Touch 那樣得心應(yīng)手。

2.iPhone4的中框CNC情況

iPhone4 的不銹鋼邊框的制造難度，無(wú)論是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度還是加工精度，現(xiàn)在看來(lái)依然是頂級(jí)水平，沒(méi)有超越者。在不銹鋼邊框內(nèi)部構(gòu)造上，并沒(méi)有像 Touch 系列一樣通過(guò)點(diǎn)焊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是由 CNC 直接在邊框上切削出形狀，工藝復(fù)雜度可想而知?；貜?fù)“CNC”查看更多

iPhone4金屬中框（如果標(biāo)示有誤，請(qǐng)大家指正）

舉個(gè)例子，上圖中的幾個(gè)紅框標(biāo)示處，上面那兩個(gè)小框框，也就是 CNC 倒鉤，是用來(lái)卡住手機(jī)背部那塊玻璃。中間那個(gè)是螺紋柱，要先在邊框上 CNC 出一個(gè)圓凹槽，然后激光點(diǎn)焊焊接，這么做這個(gè)螺柱是要來(lái)固定屏幕。最下面的紅色長(zhǎng)條框是把中間的不銹鋼片激光電焊連接。

最右那個(gè)是天線隔斷注塑，現(xiàn)在看來(lái)滿(mǎn)大街都是這樣的注塑條，這個(gè)是蘋(píng)果的首創(chuàng)，注塑材料是一種質(zhì)地非常堅(jiān)固的工程塑料，邊框切斷后通過(guò)這種注塑材料來(lái)連接，又能保證信號(hào)。所以，現(xiàn)在滿(mǎn)大街的金屬邊框手機(jī)都要感謝蘋(píng)果在材料學(xué)方面的探索。

iPhone4 的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常高，不銹鋼材質(zhì)本來(lái)就很堅(jiān)固，然后前面板是通過(guò)螺絲固定在不銹鋼邊框上，玻璃背蓋通過(guò)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 iPhone4 上面很少看到塑料件和用膠水粘合的地方。

綜述所述，iPhone4 和Touch 系列加工情況比較，如下圖所示：

表2：iPhone4 和Touch 系列加工情況比較

3.iPhone4 的整體設(shè)計(jì)特點(diǎn)

iPhone4 對(duì)后續(xù)的手機(jī)市場(chǎng)影響非常巨大，以至于消費(fèi)者都有了一種審美慣性，只要是前后玻璃，中間邊框的手機(jī)，都覺(jué)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(méi)有誰(shuí)做到了它在工藝和結(jié)構(gòu)上面的水準(zhǔn)。

蘋(píng)果產(chǎn)品在 ID 和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，不難發(fā)現(xiàn)它遵循的是化繁為簡(jiǎn)，統(tǒng)一、完整、堅(jiān)固、優(yōu)雅。

iPhone4 的三明治設(shè)計(jì)，包括了前面板、不銹鋼邊框、不銹鋼鋼片、玻璃后蓋四個(gè)大組件。顯然，這并不是蘋(píng)果的最終追求，時(shí)過(guò)兩年，蘋(píng)果帶來(lái)了 iPhone5。

二．iPhone5

那晚我也看了發(fā)布會(huì)，也跟著吐槽了蘋(píng)果的創(chuàng)新匱乏，這不就是一個(gè)拍扁拉長(zhǎng)的 iPhone4 么，等了兩年你就這點(diǎn)能耐啊。當(dāng)我后來(lái)漸漸接觸到 iPhone5/S 后，拆也拆了，才發(fā)現(xiàn)，這是迄今為止最精致的 iPhone，沒(méi)有之一。

1.iPhone5的一體成型機(jī)身工藝

在制造工藝上，相比 iPhone4 又有哪些進(jìn)步呢？

iPhone5及其后殼

最大的進(jìn)步是蘋(píng)果終于把 Unibody 技術(shù)運(yùn)用到了手機(jī)上，手機(jī)外殼全 CNC 加工。注：Unibody 技術(shù)為一體成型機(jī)身工藝，一種把鋁合金，擠壓成板材，然后通過(guò)數(shù)控機(jī)床一體成型的機(jī)械加工技術(shù)。

在手機(jī)制造里面，這應(yīng)該是首次這么干。蘋(píng)果牛逼之處就是在于它不用去看別的手機(jī)是怎么做，用什么工藝，它一直在手機(jī)上探索運(yùn)用一些新的工藝，這些工藝并不是突然冒出來(lái)的，之前本來(lái)就有，但是蘋(píng)果卻可以不計(jì)成本的按照設(shè)計(jì)需要來(lái)執(zhí)行，這就是為什么蘋(píng)果一直獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。

初看上去，外觀上面延續(xù)了 4 的風(fēng)格，但是結(jié)構(gòu)和工藝完全變了，Unibody 讓手機(jī)直接變成了兩個(gè)部分：屏幕和外殼。再細(xì)說(shuō)一點(diǎn)就是背部的三段式，上下兩部分是陶瓷玻璃。這符合了蘋(píng)果追求極簡(jiǎn)的風(fēng)格，同時(shí) Unibody 可以讓機(jī)器做得更薄，但也對(duì)機(jī)身內(nèi)部構(gòu)造提出了更大的要求，信號(hào)問(wèn)題也更難處理。

iPhone5

外觀上面相比 4 變得更加精細(xì)，這種精細(xì)體現(xiàn)在無(wú)處不在的高光倒角上面：邊框上下邊倒角、按鍵高光、底部揚(yáng)聲器孔倒角、不銹鋼耳機(jī)和閃電接口倒角，甚至連底部?jī)深w螺絲的密紋高光都不放過(guò)，這些全部通過(guò) CNC 精雕實(shí)現(xiàn)。

背部 LOGO、iPhone 字樣都通過(guò)特殊的陽(yáng)極氧化，加上上下兩端的玻璃，配合蘋(píng)果對(duì)精度的高要求，所以無(wú)論你哪個(gè)角度觀看這部手機(jī)，都透露出一種精致的氣息。

說(shuō)回制造工藝，Unibody 的設(shè)計(jì)必然付出昂貴的 CNC 加工成本，產(chǎn)能也難以提升。需要代工廠購(gòu)置更多的機(jī)床，這方面蘋(píng)果甚至是給代工廠購(gòu)買(mǎi)機(jī)器，扶持對(duì)方實(shí)現(xiàn)自己的產(chǎn)能需求，有時(shí)候?yàn)榱藢?shí)現(xiàn)要求，直接把供應(yīng)商給收購(gòu)。

iPhone5 的兩個(gè)部分：屏幕和外殼

跟 4 的不銹鋼框架不一樣，5 的整體都是圍繞著 Unibody 后蓋來(lái)展開(kāi)，這個(gè)后蓋需要 CNC 出來(lái)安放主板、攝像頭、尾插排線等細(xì)小構(gòu)造，例如屏幕總成則依舊通過(guò)卡口卡在機(jī)身上，做手機(jī)的都知道，卡口是很難控制好精度的地方，大多數(shù)的做法是通過(guò)膠水解決。

在一樣用 Unibody 的 Touch5 和 iPad mini 上面，屏幕是通過(guò)膠水跟機(jī)殼粘合，在 iPhone5 上，蘋(píng)果也可以這樣做，但是這樣做就是對(duì)結(jié)構(gòu)的妥協(xié)，但是大部分廠商都是通過(guò)膠水粘合，即能做到精度又能省事。

2.其他 Unibody 手機(jī)情況

我們?cè)賮?lái)看看 iPhone5 之后其他 Unibody 手機(jī)是怎么做的。

HTC ONE M7內(nèi)部結(jié)構(gòu)

這是 HTC ONE M7，當(dāng)時(shí)風(fēng)靡一時(shí)，通過(guò)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(gè)后蓋，主板等全部依附在屏幕那邊，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上面先比 iPhone5 略遜一籌，說(shuō)白點(diǎn)就是這樣做更簡(jiǎn)單，但是 M7 的背部弧線也是一個(gè) CNC 難點(diǎn)，如何讓弧線平滑過(guò)渡需要付出多一點(diǎn)工時(shí)。

HTC ONE M8 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

再來(lái)看看 ONE 系列的第二代 M8，這一代有了進(jìn)步，變成了全金屬，雖然舍棄膠水改用卡扣，但是仍舊只充當(dāng)后蓋。不過(guò)放眼全球，它也是第二好的 Unibody 設(shè)計(jì)了。

通過(guò)比較iphone 5和HTC ONE M7、HTC ONE M8，可以得到如下表格：

表3：iphone 5、HTC ONE M7和HTC ONE M8外殼加工比較

三.iPhone6

說(shuō)到 iPhone6 了，當(dāng)我看到 iPhone6 的諜照的時(shí)候，我不相信這是蘋(píng)果的設(shè)計(jì)，這粗壯的天線條成了大家集體吐槽的焦點(diǎn)。

iPhone6后殼

1.iPhone6的全金屬外殼外觀

跟 5 對(duì)比發(fā)現(xiàn)，它把 iPhone5 后背的陶瓷玻璃都剔除了，手機(jī)外觀就剩兩個(gè)大組件：屏幕和機(jī)身。原來(lái)這才是真正的全金屬，這也是蘋(píng)果追求一體性的極致體現(xiàn)吧。

iPhone6

蘋(píng)果兩年做一個(gè) ID，這兩年里面，也許出了上百種設(shè)計(jì)，最后選擇這種設(shè)計(jì)，也有它堅(jiān)持的理由，手機(jī)越來(lái)越大，再延續(xù)之前四平八穩(wěn)的 ID，顯然有點(diǎn)不適合持握，現(xiàn)實(shí)生活中我們接觸的物件里面，方正的東西占絕大多數(shù)，這樣的設(shè)計(jì)是更討喜，也更符合人們的心理預(yù)期，但如果蘋(píng)果依舊把 iPhone6 做成 5 的樣子，做更薄，出來(lái)的效果必定會(huì)比現(xiàn)在的樣子好看，但是那樣怎樣，那只是一種保守的設(shè)計(jì)。

所以，蘋(píng)果必須拿出一種全新的設(shè)計(jì)來(lái)挑戰(zhàn)自己。

iPhone6

2.iPhone6的全金屬外殼CNC工藝探討

改變風(fēng)格后的 iPhone，從方到圓，機(jī)身變大，做成弧形的邊框利于握持。這樣還不夠，蘋(píng)果把屏幕也要做成大 2.5D 與邊框相匹配，做到手機(jī)的側(cè)面中心對(duì)稱(chēng)這沒(méi)什么，iPhone4 以來(lái)很多手機(jī)都可以做到，但是在弧形邊框上要做到幾乎完美對(duì)稱(chēng)，目前還沒(méi)發(fā)現(xiàn)比 iPhone6 更好的了。

弧形邊框的 CNC 加工難度比 5 的直面要更難，我覺(jué)得最難的是屏幕的弧形跟邊框弧形的匹配問(wèn)題，要把這條弧線做到不斷層，就是弧線順暢過(guò)度，這對(duì)于組合件來(lái)說(shuō)難度太大了。

iPhone5和iPhone6

沒(méi)有靚眼的高光邊，沒(méi)有了方正的外形，看上去必然是沒(méi)有了 iPhone5 的精致感。更要命的是還有突出的攝像頭、過(guò)粗的注塑條。如果說(shuō) iPhone5 是方正、規(guī)整、閃耀，那么 iPhone6 相對(duì)低調(diào)、內(nèi)斂、華實(shí)。

iPhone6后殼

單論制造難度的話(huà)，iPhone6 的難度是要大過(guò) 5 的，它要克服信號(hào)問(wèn)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(duì)機(jī)身的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)重的考驗(yàn)。

注：NFC英文全稱(chēng)Near Field Communication，近距離無(wú)線通信。其應(yīng)用包括門(mén)禁控制或車(chē)票、電影院門(mén)票售賣(mài)等，使用者只需攜帶儲(chǔ)存有票證或門(mén)控代碼的設(shè)備靠近讀取設(shè)備即可。它還能夠作為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)獲取應(yīng)用，比如公交車(chē)站站點(diǎn)信息、公園地圖信息等。

現(xiàn)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(gè) 2.5D 玻璃，出來(lái)的成果也只是材料的堆疊而已，從來(lái)沒(méi)有哪一部手機(jī)做到了 iPhone6 這樣的渾然感，哪怕兩部手機(jī)的價(jià)錢(qián)一樣。

綜上所述：

這三代產(chǎn)品里，iPhone4 最為堅(jiān)實(shí)，iPhone5 顏值最高，iPhone6 更像是成熟之作。通過(guò)迭代發(fā)現(xiàn)，蘋(píng)果一直在一體化金屬機(jī)身上面前進(jìn)，iPhone4 的邊框到 iPhone5 的金屬機(jī)身，最后 iPhone6 更徹底的全金屬，制約蘋(píng)果的只有信號(hào)問(wèn)題。

最后想說(shuō)的是，當(dāng)外界在夸贊以喬納森為首的蘋(píng)果工業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的同時(shí)，也請(qǐng)給他們優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師和射頻信號(hào)團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)肯定。

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