原标题:鱼与熊掌选谁? 金属与塑料机身竞争力分析

在当今手机市场,厂商之间的战争已经慢慢从单一的配置逐渐蔓延到一部手机的各个方面,而产品所具有的“气质”、“手感”、“光泽”这些,则是最难以拿捏的部分。这种主观色彩十分强烈的体验,对于很多习惯了原来拼营销口号而不重视设计的厂家来讲,着实是一个难处。

但是时代在进步,也有许多厂家开始跟进所谓的体验经济。他们开始揣摩自家产品的设计语言,选择不同的手机材料,希望能够打造出独特的产品气质。但是在这 过程中,许多技术上或是市场上的问题都开始显现,他们发现产品的气质并不是那么容易打造的。今天我们就来聊一聊在技术与体验上影响产品气质最大的因素—— 机身材质。

鱼与熊掌选谁?金属与塑料机身竞争力分析

为什么是金属与塑料?

其实就是因为金属和塑料是目前手机上应用最广泛的材料,也是在气质上最为对立的两种材料。笔者希望通过分析这两种材料各自的优势劣势,让大家了解到一些厂家“取”与“舍”之间的权衡过程。

金属与塑料对立因素一览

我们先来大概地盘点一下金属与塑料的对立因素:金属造价昂贵、塑料造价低廉;金属不易加工、塑料易于成型;金属有信号问题、塑料无信号问题;金属质感良 好、塑料廉价感强;金属着色不易、塑料着色容易;金属强度高、塑料强度低;金属修复难度高、塑料配件容易找等等,我们首先从金属材质开始说起。

贵族范儿的金属材质

金属材质的使用并非起源于智能机时代,早在在功能机时代,许多厂家就开始使用各种各样的金属材质了。只不过当时的采用的金属材质主要是“钢”与“镁铝合金”,而后来在iPhone上出现的“阳极氧化铝”则是为了更好的耐磨与着色效果。

1、金属光泽 & 细腻冰凉的手感 & 重

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采用金属材质,最大的好处当然就是能让产品拥有金属独有的光泽与触感。金属独有的冰凉而细腻的触感来自于其良好的导热性与致密的原子排列结构,而美丽的 金属光泽则是因为金属内部的自由电子在吸收外部光线之后,再释放出的光线大部分是可见光。这也就是为什么金属在抛光之后会显得“亮闪闪”的原因了。

金属相较塑料更重一些,但不同金属重的程度也是不同的。比如镁铝合金就在强度接近的情况下就比钢要轻,但是镁铝合金的价格就比钢要贵多了。所以手机要想 在保持强度的情况下尽可能轻薄,那势必就要用到贵一些的镁铝合金。但是到底是轻一些好还是重一些好,每个人恐怕都有自己的见解。笔者自己是比较喜欢轻薄 的,但是笔者的很多朋友却说轻薄的手机没有“手感”,轻飘飘得像个玩具。所以,这个就是个很纠结的问题,看手机厂家怎么去权衡了。

2、高强度& 加工难度高

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小米手机4采用了金属边框增加强度 但是其加工过程也很长

金属材质的一大特点是强度普遍较高,其抗拉,抗压及抗弯能力也是高出塑料一截的。这也就是为什么很多厂商即使不用金属来制作手机外壳,也会采用金属材料 来制作中框,边框又或是背盖的原因了(就如iPhone5c的聚碳酸酯外壳内还有一个金属中框,就是为了加强机身的强度)。目前有许多手机为了在有限的单 手握持宽度内塞入更大的屏幕,不得已只能将边框做得越来越窄,这势必对于边框的强度要求更高,所以高强度的金属材料就成为了窄边框手机的首选。

但是金属材料的强度也不完全等于金属机身的强度。如果认为机身是金属材质就能随便乱用,那万一你的手机被你一屁股坐弯,你可就欲哭无泪了。金属虽然强度是有,但是韧性却较差,一旦发生了形变,想要还原可就很难了(特别是铝合金外壳的手机要注意)。

除此之外,也正是因为强度的原因,金属的加工难度相较塑料更高。一般塑料材质的成型仅需要一个模具就能搞定,而金属材质就需要经过诸多的切割、打磨等一 系列工序。不仅在加工工艺上要求更高,加工时间也远远超过塑料。所以在很多需要快速反应的市场上,费时费力的金属外壳就很难占据优势。

3、高硬度 & 抗刮抗划伤 & 着色难

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iPhone5边框容易掉漆

相比于一般塑料,金属材料的硬度是较强的,所以在抗划伤与抗刮方面,金属机身是占据明显优势的。但是如果机身上有颜色附着的话,颜色还会被刮掉的。

这也是金属面临的一个大问题,就是着色稳定性不好。金属不能像塑料一样直接在成型过程中加入着色剂,只能靠在金属表面进行喷涂或者电镀等工艺来着色。这 样的着色工艺虽然比其塑料更加复杂,成本也更昂贵,但是其附着能力却是远比不上塑料的。唯一的好处就是这些工艺能够在在漂亮的金属光泽上再加上颜色的渲 染,让整机的质感更上一层楼。

苹果是这种工艺的好手,但即便是苹果,也同样在这上面栽过跟头。iPhone5刚发布时饱经诟病的“掉漆 门”事件大家应该还记忆犹新,苹果最后也是不得不在新一代iPhone 5S上让原本的纯黑色降低为浅一些的深空灰,才解决掉这个问题(浅色相比深色的附着能力更强)。所以厂商在选择金属材质的机身时,也同样要考虑到着色的问 题。毕竟市场对于多种颜色的需求,还是很强烈的。

4、金属的导体特性 & 信号问题

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乔布斯曾经为iPhone4的天线门事件伤透脑筋

如果要说制造金属外壳手机最大的难点,自然就是信号问题了。无论你的外壳做得多精致,但手机就是手机,它仍旧是要发射与接受信号的。而恰恰金属的良导体特性会在很大程度上影响手机天线的性能,所以这也是很多厂家不愿采用金属外壳的原因。

目前采用金属外壳(无论是边框,中框还是后盖)的手机,一般都会选择采取用其他非导体介质(如橡胶)来对金属部分进行隔断,从而让信号可以良好通过。但 即便这样能改善信号问题,但是对于隔断材料的选择,隔断宽度、隔断位置等方面的判断也要花费大量的研发成本。即便花了这么大代价,这其中也很容易出现问 题,其中最著名的例子就是iPhone4的“天线门”事件。

iPhone4采用的解决方案是直接将不锈钢边框充当两部分的天线,一部分 是WIFI/GPS/蓝牙天线,另一部分则是3G天线,而中间就是我们很熟悉的那条握住就没信号的“缝”。由于苹果的设计缺陷,一旦用手去握住手机,人体 这个良导体就会将两个原本隔开的“边框天线”短路,从而改变天线工作长度(天线长度很大程度上决定了其谐振频率,所以会影响到信号的发射与接受)。并且由 于人体直接接触到了天线,这会让天线阻抗产生极大的改变,进而产生天线与终端的阻抗适配问题,这也会让整个天线的工作效率大幅下降。所以,“死亡之握”就 成为很自然的事情了。

目前其他厂商采取的解决方案是要么是直接将天线内置,不让人体接触到天线;另外要做外部天线的的话,就要对金属表 面进行阳极氧化处理,形成一层致密的氧化层以消除人手的干扰(氧化层是绝缘的)。当然,也有其他的做法,比如苹果的iPhone 4S就是采用的双天线智能切换和改变“隔断”位置来解决的信号问题。所以我们可以看出,采用金属外壳对于手机的天线设计是有很高要求的。这样的设计成本与 风险,有很多厂家是不愿意去承担的。

价廉物美的塑料材质

塑料材质大家在生活中经常见到,但手机上采用的塑料,和生活中常见的塑料还是有些不同的。就拿最主流的“聚碳酸酯”来讲,其抗冲击性能以及结构强度就比生活中常见的塑料要强很多,这也是“聚碳酸酯”逐渐取代原来的“ABS”塑料成为当今厂商首选塑料材质的原因。

1、价格低廉&易于加工 & 廉价感

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容易加工恐怕是塑料的最占优势的特性了。由于塑料的成型方法主要是注塑、压制等工艺,所以在大规模生产时很占优势,不像某些金属外壳走一个制作流程就要几十个小时。这对于需要短时间内完成巨大供货量的厂家来说,是个不小的诱惑(比如说三星)。

但是,这样的工艺也在很大程度上造成了塑料的廉价感。由于塑料加工的过程中会经历固态到熔融再到固态的过程,这样的收缩性带来的形状变化就很难让塑料制 品保持良好的精细化程度。所以塑料成品到最后,在其边缘或者是接缝处就会产生很多不可控的误差。比如后盖贴合不紧密,边框后毛刺等等问题,这都会对手机的 质感产生很大的影响。在早期,很多厂商在制作塑料手机时就是先开模,大批量冲压出多块外壳部件,最后再“拼”起来。这样生产出来的手机往往机身处就会有很 多的小缝隙,也很容易掉色。所以廉价感的标签就这么贴在了“塑料”的头上。

然而现在的一些厂商(如苹果、诺基亚)也开始用机床来处理塑 料。具体就是将一整块聚碳酸酯彩色塑料用钻头钻出摄像头、扬声器、电源和音量键等需要的开口与空间。这样做就能够保证机身的整体感与精细程度,这也就是为 什么iPhone 5C和诺基亚的Lumia系列虽然也是采用塑料机身,但一点也不给人廉价感的原因了。

2、比金属轻 & 足够的强度与硬度

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塑料材质在整体上相比金属材质是要轻的,但是这个说法并不严谨。因为金属里有“镁铝合金”这种较轻的选手,塑料里也有“聚碳酸酯”这类较重的选手。但总体上,塑料还是要轻一些的。

塑料虽然轻,但是强度也能保持得不错。就拿“聚碳酸酯”来讲,它的硬度就比普通塑料要高得多,强度与耐疲劳性也是上佳(所以诺基亚手机能“砸核桃”的说 法才从功能机时代一直延续到了Lumia时代)。而且塑料另外一项优秀的特性就是拥有一定的弹性,即受到冲击之后恢复原状的能力。而金属在坚硬的同时,却 很难保证拥有绝佳的韧性,一般一摔就是一个坑,又或者是一坐就弯了。塑料能在保持一定韧性的情况下兼具强度,这也是塑料不可多得的优点了。

3、着色容易 & 绝缘 & 对信号影响小

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塑料的另一个优势,就是它能够做出五彩缤纷的色彩。目前塑料着色的方式也有喷涂与混料两种,当然混料是塑料最有优势的着色工艺了。但容易着色是一回事, 能不能做出好看的颜色又是一回事。这对于基底材料的选取,配色微粒的调配,混合时的温度、搅拌均匀程度以及冷却过程都有着很高的要求。如果要生产出 iPhone 5C或者Lumia系列那样鲜艳色彩与微妙光泽并存的美丽外壳,还是有很大的技术难度的。

而塑料的绝缘特性又决定它不会成为天线与信号的拦路虎,这就意味着在寸土寸金的手机内部,天线设计在哪就少了一个限制条件。不要小看这一个限制条件,这或许就意味着节省了巨大的研发成本,所以塑料的低成本也体现在这里。

4、维修简单 & 替换成本低 & 能拆电池

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HTC M8就属于很难维修的类型

严格来讲,这并不是塑料本身的优点,而是它的衍生出来的优点。三星一直不愿意放弃塑料机身,其中一个很大的原因就是塑料做的机身,是可以拆电池的。虽然 目前一体化机身变得越来越流行,但是一旦手机死机了,你下意识得想去拔电池的时候,你就会发现你无电池可拔了。并且移动电源这个东西,不也是一体化机身不 能拆电池之后,才兴起的么?

除了可拆后盖之外,塑料机身由于成本的原因,维修起来也是比较方便的。塑料机身可以采用压扣式的组合方式,所以很多时候拆装起来是很方便的,而金属就比较麻烦。所以在维修这方面,塑料也是占据优势的。

金属高档与塑料廉价的文化原因

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金属与塑料之争,除了在性能与实际观感这些看得见摸得着的“硬原因”之外,也涉及到一部分文化上的“软原因”。

在人类历史上,使用金属、皮革、木头等材料的时间是远远长于塑料、化纤等材料的。由于古代没有像现代这样成熟的冶金工业,金属制品的普及程度也很低,所 以金属制品往往会以稀少、手工、精致、贵族、高档的形象出现,这在文化上就确立了金属“高档材料”的地位。然后再结合金属材料本身的优秀质感,金属即意味 着“高档”的说法也就这么确立了。

而塑料、化纤这类材料是现代化学的产物,并且正好赶上了工业化大规模生产。所以它从一开始的形象就是 大众化的,普及的,廉价的,这既是这类材料的优点,也是让它们档次“上不去”的原因。所以人们在生活水平逐渐提高之后,就慢慢开始嫌弃这类随处可见的材 料,开始追求一些更有“档次”的材料,这也就是为什么很多人不愿意穿人造材料而追求高质量纯棉纯麻的原因之一。

究竟一种材料是因为稀少 而昂贵,还是因为昂贵而稀少,这恐怕是个很难讲的问题。但是作为一个理性的人来讲,材料本身所拥有的价值也是需要通过成型的产品来表现。就像雷军的奥氏体 305不锈钢,虽然价格很便宜,但是经过一连串精密的加工过程之后削掉那多余的290克,剩下的边框怎么看都不像便宜货。所以材料,终归是要人来用的,就 看你怎么去用了。