為何三星手機外殼不用金屬材質? 淺談金屬外殼材質的優缺點

由於各品牌智慧型手機的功能差異性已漸趨近,產品外觀逐漸成為購買的主要考慮因素之一各手機廠商莫不致力於提升產品外觀質感。目前智慧型手機的外殼仍以工程塑膠(聚碳酸酯)、金屬材質(鋁、鎂合金)、玻璃(鋁矽酸鹽玻璃與 Gorilla 玻璃)三大類為主流不同外殼材質特性不同各有擁戴者工程塑膠價格便宜,材質輕不會干擾無線訊號是目前各大廠主要採取的外殼材質其中Samsung Galaxy S  Note 系列、諾基亞的 Lumia 系列、Apple iPhone 5c都是採用聚碳酸酯這類工程塑膠金屬材質外殼則以HTC One系列與Apple iPhone 5S為代表; iPhone5s背板兩段是玻璃材質, SONY Xperia Z系列與華為近期發表的P7則採用兩面都是玻璃的設計 .

日前Samsung 移動設計總監張東勳(Donghoon Chang宣佈辭職外界認為與S5還是採用塑膠殼料外型風評不佳有關義大利科技網站macitynet傳出iPhone6將會採取全金屬機身; Samsung  Galaxy S5 Prime (型號為 SM-G906) 流出照片中機身背蓋上有金屬拉絲紋 , 雖未知是真金屬還是像 Galaxy S3 時代的假金屬拉絲紋膠背蓋不過由於HTC M8的外型頗受好評讓鋁鎂合金一體成形機殼洛陽紙貴,變成各家旗艦手機熱門競逐的外殼材質設計

金屬  

鋁鎂合金機殼除了有金屬質感的優點外也具備防電磁波、散熱性高與機械強度高的優勢但也有些重大缺點讓三星的Galaxy S系列或Galaxy Note系列使用金屬材質僅此於傳聞.  以下淺談手機金屬外殼製程概況與材質本身的缺點供大家參考

1.    智慧型手機金屬外殼材質製程概況
鋁鎂合金成型技術分為兩大類~壓鑄法( Die-Casting)和半凝固成型法( SSF). 壓鑄法可細分為熱室壓鑄法(hot chamber)與冷室壓鑄法(cold chamber);半凝固成型法可細分觸變成型法(Thixomolding)、流變成型法(Rheomolding)、觸變鑄造法(Thixocasting)及流變鑄造法(Rheocasting)。金屬外觀件的製程工藝則包含鋁擠一體成型(鋁擠搭配CNC沖銑)、鋁沖壓、鎂合金沖壓、鎂合金壓鑄等。

由於傳統的金屬外殼手機都由零件拼裝之後在加上外殼,因此零件數量多、重量較重、體積較大,所以旗艦級手機通常會傾向採用一體成型(Unibody)全金屬來設計.一體成型產品是以一整塊鋁合金切削而出的無縫隙外殼,生產程序較傳統簡單,且可以減少使用零件,使產品變的更輕薄。不過一體成型機殼需採用CNC機台,技術難度更高,比過去傳統的壓鑄與沖壓成形技術有更高的進入門檻。

圖片來源: 電子產業研究所

HTC One(M8) 如何設計的影片中可以看到部分一體成形鋁合金的金屬機身造工過程

 

2.    為何三星旗艦機不使用金屬外殼材質(金屬材質的缺點):

A. 使用金屬機殼成本較高且不利量產:

 一體成型的鋁製機殼不但重量減輕幅度有限,成本也較高更重要的是不利大量生產上市時引起一陣風騷的HTC New One就因供應鏈無法滿足需求而錯失商機由於三星Galaxy S系列或Galaxy Note系列機種通常會變形成不少孿生機型(如雙卡機…) , 一體成形的鋁合金機殼只要任何大小或孔位有差異就必須重新設計研發曠日廢時再加上全球具備一體成形鋁合金技術的廠商不多(主要是可成與鴻準鎧勝), 向以大量生產並快速鋪貨的三星旗艦手機避開使用金屬外殼就可不必與Apple與HTC在供應鏈拚個死去活來或為尋找新的供應鏈而傷透腦筋.

 

B.使用金屬機殼,無法拆卸電池摔落時容易造成大螢幕螢幕破損:

 螢幕越大(超過4吋以上), 碎裂的可能性增高三星採用方便拆卸的塑膠外殼,當智慧型手機掉落地面時,塑膠材質的手機背蓋可能與手機分離,但因背蓋分離能吸收衝擊力,將會減少螢幕碎裂的情況。三星Galaxy S系列或Galaxy Note系列機種均使用AMOLED面板,價格較液晶螢幕高。若使用金屬機殼導致螢幕碎裂的情況頻繁出現,將會提高三星的生產及售後服務的成本負擔。

圖片來源: 這裡

 

C.使用金屬機殼,若運用在大尺寸螢幕手機上, 不利輕量化:

金屬材質重量通常會比塑膠重.只要搭載 4.5 吋以上觸控螢幕的智慧型手機以鋁鎂合金材料做為外殼材料就會明顯感覺手機重量有點過重問題,與手機外觀設計朝輕量化設計違背. 

S5重量

 

D. 使用金屬機殼,  影響內部天線收訊且不利導入無線充電設計:

金屬會阻隔無線訊號。不過, HTC One 已經證明,只要切口合適,通暢的訊號和全金屬機身完全可以同時實現。傳言可能採用全金屬機身的iPhone 6 將天線延伸到機身外部,兩段切口將背殼分為 3 段,來克服天線收訊與NFC傳輸問題。不過三星旗艦機大都強調具備無線充電這項技術若是使用金屬外殼, 可能會影響無線充電的功能與效率必須克服

s5背蓋

 

E.一體成形金屬外殼無法拆卸電池及外插記憶卡

三星從不生產一體成型(unibody)設計的手機理由之一是根據消費者回饋的資料, 多數客戶更希望看到能夠拆卸電池和插入記憶卡的手機設計。若採取一體成形的金屬外觀, 勢必犧牲電池可更換及插記憶卡的設計.

 

F. 工程塑膠的進化質感已不輸金屬:

在材料科技的進步之下,其實工程塑膠(聚碳酸酯)的加工與表面處理已經到了新的境界。隨著 3D 輔助建模和注塑科技的革命,越來越多手機設計師相信工程塑膠並不一定比金屬的質感要差。Samsung Note3採用仿皮革的設計就頗受肯定. 另外, 高玻纖機殼(塑膠機殼的玻璃纖維含量達到 50%)的機殼強度和厚薄度都可以做到和金屬機殼不相上下,但成本卻預估只有金屬機殼的三分之一,甚至是四分之一。

 

圖片來源: 這裡

 

三星設計總監張東勳請辭前接受訪問時表示: “三星奉行的設計原則,即一切從消費者出發,同時將未來的需求融合進去。在市場上推出一款產品的最終目標是為消費者提供價值。對於S5來說,我們想要傳達的概念是:時尚、風格、潮流。我們選擇塑料材質就是為了反映出那些概念。”只是S5背面點點的設計看起來好像是OK三星這次對時尚和風格的定義似乎並沒有引起消費者的共鳴。

蘋果在去年的全球開發者大會提到它的設計原則是:每一個是都有一千個否與之對應。這代表蘋果設計理念是自己提出無數個不同的選擇方案,然後從中挑選出最好的方案並不是完全將消費者的意見擺在第一位。三星張東勳走了,代表三星在產品外觀設計上將會認真地做一些嘗試性改變, 或許三星不久後就會推出採用一體成形的金屬外殼手機. 不過, 一體成形的金屬外殼是不是最適合大尺吋旗艦手機外殼材質版主仍抱持保留態度.  但不可諱言的使用一體成形的金屬外殼設計進入技術門檻相當高如同APPLE一直被傳聞在評估使用藍寶石玻璃為外殼材質一樣只有讓設計具備稀少性才能創造出與眾不同的時尚風格凸顯旗艦手機的獨特性

換言之, S5的失敗, 不代表工程塑膠從此退出旗艦級手機外殼設計的選項, 也不代表金屬材質已經確定成為手機外殼設計的霸主. 採取哪種外觀材質還是要根據手機本身功能設計及訴求目標用戶不同而定. 手機外殼材質之爭, 其實是反映目前智慧型手機普遍缺乏創造獨特且具技術門檻的差異, 所以各手機大廠才在外觀材質上假鬼假怪.

畫  

 現在的消費者購買的不只是產品的硬體規格, 而是購買一種全新的體驗與冒險. 手機外觀材質設計, 代表不只是工藝技術或是材質開發的突破,更是代表這家公司的文化與哲學風格.任何工藝技術或材質設計,都是可以輕易被競爭對手快速抄襲複製的. 唯有企業必須更有耐心及決心發展屬於自己的獨特品牌風格, 並更積極地去對消費者溝通, 才有辦法真正帶給消費者感動的體驗.   

 

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