您好,欢迎来到尼采手机官网! QQ登录 新浪登录 免费注册

手机弯曲的设计思路

如果说库克船长弯了,那只是他自己的事,那iPhone 5开始弯,iPhone 6非常弯,连号称三防的索尼Xperia Z3也挡不住“时尚”的诱惑,玩起了弯曲的艺术,那事情就闹大了。弯曲这个魔咒怎么就降临到手机身上,又是什么的手机,最容易被弯曲门困扰呢?


易弯病因之一:大屏+超薄削弱了机身强度
大屏,超薄,无疑是手机发展的方向,不过,这也成为手机“弯曲门”的原罪。从物理学来看,根据杠杆原理,在较长的手机正反面施力时,因为力臂较长,所以即便是轻轻用劲,手机中部的侧边框架也会承受到较大的力,而随着手机厚度的不断降低,侧边越来越薄,自然也就容易被掰弯了。
而从实际使用场景来看,大多数人会将手机放进裤兜里,当使用者坐下时,大腿和髋部就会挤压手机,而牛仔裤更会压紧手机,这就相当于用很大的力来折弯手机,这也正是大多手机出现弯折的最大原因!

索尼Xperia Z系列也遇上了弯曲门

当大屏超薄手机遇上牛仔裤,弯曲的危险加倍
 
易弯病因之二:金属边框刚性有余而弹性不足
    不少人觉得,想要大屏超薄而不弯,那就用高强度的金属材质,肯定比用塑料好。但你可能没想到,真正不容易变弯的恰好是塑料外壳的手机,例如uBreakiFixCo团队就曾经对铝合金外壳的 iPhone 6 Plus和塑料外壳的Galaxy Note 3进行过弯曲测试,在施加100磅(约合45.35kg)的压力后塑料外壳的Galaxy Note 3中部下沉了4.5mm,较之金属外壳iPhone 6 Plus的3.25mm形变要大不少。但当外力撤销后,Note 3几乎立即恢复原状,而金属外壳iPhone 6 Plus就已经明显弯了。
    这样的测试,也就解释了为什么日常遭遇弯曲门的,都是那些金属外壳的手机,毕竟塑料外壳强度虽然差点,但其韧性要更好,因此,即便外力下被拗弯,一旦外力撤除,它就能恢复原状,当然,塑料材质一旦弯曲到一定程度就会折断,而想要折断金属则需要更大的力量。

在相同力量下,塑料外壳的Note3变形更加严重,但可以自动恢复
   
    抛开过分变形导致的主板、屏幕损坏等问题暂时不谈(意思是:如果变形太大手机无论如何都死定了,完全也得有限度),有高刚性(抵抗变形的能力)和高韧性(变形后在外力撤销后能恢复原形)的材质,无疑是超薄大屏手机的最佳选择。从常用材料来看,不锈钢在这两点上都有不错的表现,但其缺点是密度太大,使用这样的材质,会明显增加手机重量;铝合金则是刚性和弹性都不足,但在加工工艺和成本上的诸多优势,让它反倒成为金属手机中最外常用的材质,而这也成为催生弯曲门的一个主要原因。就拿iPhone来说,4S时代的不锈钢边框几乎没有弯曲现象,而在iPhone 5改用铝合金之后弯曲现象就出现了,在屏幕更大的iPhone 6中终于达到极致,而这一点与前面所说的手机变大变薄更不抗弯也是相辅相成的。


易弯病因之三:机身内部缺乏强化结构
    尽管iPhone 6的弯曲门闹得轰轰烈烈,但说句实话,要拗弯它,还得找对位置才行--顺着音量减小键下拗会事半功倍,实际情况也是如此,几乎每一台弯曲的iPhone 6,其折弯点都在音量键下方。

所有iPhone 6的折弯点都在音量减小键上,而这也正是该机外壳的弱点所在


    弯折点普遍出现在同一部位,那就是这一部位的强度最低。其实从外形上我们也可以做出一些解释——为了预留按键孔位,就必须在侧边上开口,这就破坏了边框的整体性,降低了强度。
    那为什么折弯点只在音量减少键下方,而不是按键的其他位置呢?在拆机后我们发现,为弥补按键开口造成的强度降低,苹果在iPhone 6的按键内部还添加了一块增强板,但这块增强板在音量减小键下方位置开有两面内凹的槽,这里就成为增强板上强度最低的地方。与此同时,iPhone 6的LOGO是在底板上开口并嵌入不锈钢板来完成的,这也就破坏了底板的整体性和承力强度。在另一侧,电源键在侧壁的开口也形成一个薄弱点。最关键的是这三个薄弱点正好连成了一条“死亡线”,这也是iPhone 6折弯点高度一致的原因。

结构强度缺陷,让iPhone6容易在同一部位产生弯曲

延伸阅读:什么样的大屏手机不易弯?
    前文列举了诸多导致大屏手机容易弯曲的原因,那什么样的手机不容易弯呢?其实道理很简单,要抗拒外力导致的弯曲,从手机设计上来讲有两条路可以走,一是以刚克刚,你强我更强;二是以柔克刚,弯了还能自我恢复。


以刚克刚:柱面/弧面机身抗弯强度更高

    举个例子就很好理解了,中国古代的青铜剑由于青铜的刚性不够,所以剑身大都做成8个切面,从而增加剑身的坚固程度,后来到唐代流行钢剑的时候,钢材强度和韧性大大增加,只需要做成4个切面就能保证强度了。
    这其实对于手机也是一样的,就以HTC的M8为例,它的机身背部设计成了弧形,这比同样采用金属机身但背面是平面的iPhone6抗弯折能力强很多。所以,除非材质的强度有了划时代的飞跃,否则弧面背盖一定比平面背盖的抗弯能力更强。


以柔克刚:柔性屏+高韧性背盖,压变形了也能恢复

    这一点似乎不用再讲原理了,LG的G Flex曲面手机就是最好的实例。由于采用了柔性屏+塑料机身,G Flex变得富有弹性,就算是被压平了,也能瞬间恢复。官方提供的数据是按压100次也不会改变物理结构,可谓是手机中以柔克刚的典范了。

    既然原本是弯的G Flex被压平了可以恢复,那采用同样设计的平面手机被掰弯了一样可以恢复,这就是手机以柔克刚抗弯折的设计思路。


本文原创地址:http://www.nicaikj.com/article-1168.html
更多