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铝业技术小节从土豪金玫瑰金钢琴黑再到中国

2019年04月10日 栏目:网络

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9月8日苹果发布了一代iPhone7,和上两代iPhone类似,此代挤牙膏似的更新仍然被批评创新的苹果正在死掉,相信苹果也早已习以为常。但是,苹果在这几代产品中运用的新技术不能算是挤牙膏,起码在铝合金外壳工艺上,苹果还是下了苦工的。今天我们就从iPhone的迭代中了解铝合金生产处理技术的进步。

虽然早在2007年发布的代iPhone中,苹果就已经采用了阳极氧化铝外壳,并且在其笔记本电脑产品线Macbook全面推广,但是要说到苹果开始将阳极氧化铝技术发扬光大,甚至玩出花来,还得从2012年发布的iPhone5说起。

iPhone5

2012年9月,苹果正式发布了后乔布斯时代的部iPhone5。该放弃了苹果沿用两代的不锈钢+玻璃外壳,改用阳极氧化铝+玻璃外壳,而且阳极氧化铝所占比例相当高。

直观的体现就是,新一代iPhone变轻了。在屏幕增大,功能增强的前提下,iPhone5比上一代变得更轻,上手后的重量感也不复存在,变得更为轻巧,长时间握持也不会感觉疲劳。在当时,虽然新iPhone的外观并未得到太多认可,但对于新的阳极氧化铝外壳,大家还是赞誉颇多的。

苹果在阳极氧化上主要采用染色法,先把铝合金放入酸性槽液中,通过控制电压、电流密度、槽液成分及浓度等参数,可以获得孔径尺寸在10~100nm,厚度几个m,孔密度范围10的九次方~10的十一次方个/平方厘米的多孔膜,然后在这些孔里电沉积金属(金属氧化物)或者吸附染料,封孔,可以获得耐蚀、耐磨、具有丰富色彩的表面防护及装饰层。

此外,苹果还在上开创了unibody一体成型技术在上的应用。Unibody技术为一体成型机身工艺,一种把铝合金,挤压成板材,然后通过数控机床一体成型的机械加工技术。Unibody让直接变成了两个部分:屏幕和外壳。

再细说一点就是背部的三段式,上下两部分是陶瓷玻璃。这符合了苹果追求极简的风格,同时Unibody可以让机器做得更薄,但也对机身内部构造提出了更大的要求,信号问题也更难处理。但是苹果做到了,所有的技术都令iPhone5在当时即使不是看的,但一定是精致的。

但是,由于技术不成熟的原因,iPhone5在上市后形成了大规模的掉漆事件。由于阳极氧化技术当时在领域的不成熟,导致着色层不牢固,使一些微小的外力就能将外壳的着色层刮掉。

不幸的是当时苹果对此也是一筹莫展转向拉杆批发
,况且当时大量成品已经整装待发,所以并没有实行太过有效的解决方法。而且由于阳极氧化技术的着色剂比较缺乏,所以能呈现的颜色也并不多,这一代仍然只有黑白两色。

iPhone5S

在iPhone5的掉漆问题引起轩然大波后,苹果就潜下心来专心研发更稳定的阳极氧化涂层以防掉漆事件再次发生。经过一年的修炼,iPhone5S如期面世。除了内部配置的提升之外,上一代饱受诟病的掉漆问题也得到了改进,并且还带来了新颜色金色。

苹果针对掉漆的问题,增加了iPhone5S的外壳着色工序。通过多次阳极氧化增加了氧化镀层的厚度,据测iPhone5S的阳极氧化镀层的厚度达到了12微米金属工件表面处理
,相比iPhone5厚了不少。上市时也曾经有人用刀去刮iPhone5S,其镀层也十分牢固,并没有掉色。

同时新着色剂的使用也使iPhone5S有了新的颜色金色。这是苹果用订单倒逼供货商提升技术的又一个范例,苹果往往通过大订单去迫使供货商提升生产技术,甚至自行为供货商购置器材,这种商业模式在世界上都是相当罕见的。在大量iPhone生产出来的同时,用阳极氧化铝技术也在飞速发展,成本急速下降,其他厂商也乘着这股潮流,大量生产阳极氧化铝外壳的,然后苹果再次创造一种潮流,再次重复这种循环。这也使苹果总是能引领业界潮流。

iPhone6

两代机型阳极氧化铝的使用令苹果尝到了甜头,从而令其做出更加大胆的尝试。2014年9月发布的机型iPhone6就干脆取消了机背上下的两块玻璃,完全使用阳极氧化铝。

这代iPhone放弃了棱角分明的设计,而回归了3GS时代的圆润设计,这也是阳极氧化铝外壳的一个新挑战。事实证明苹果交出了一份十分的答卷。

iPhone6相比两个前辈,手感上有了质的飞跃,完全没有了前两代割手的感觉,与此同时,喷砂阳极氧化铝外壳的使用和圆润机身的结合可谓是绝配。而即使在机身尺寸大幅增大的情况下,iPhone6上手的重量感不但没有增加反而还有了减轻,即使外观上争议很大,但是光从上手感觉而言,iPhone6在当时是所有对手的。

但是,正当苹果为这两个问题的解决而暗自高兴时,新一个问题又再出现。很多人发现iPhone6的机身强度不足,很容易被坐弯,这是由于iPhone采用的6000系列铝合金强度不足导致的,该种合金只能保证在30磅的力作用下不发生形变,而人的重量远高于这个数目,因而被坐弯也是很平常的事情的。这是iPhone6在世界热卖的背后一个难以回避的缺陷,也让苹果在余下的一年里再次潜心研究改进的方法。

iPhone6S

在一年的研发中,2015年9月,苹果交出了答卷。iPhone6S除了3DTouch的运用以外似乎乏善可陈,连外观也并未有明显的改变。苹果也被外界批评挤牙膏。但其实苹果在看不见的地方也下了不少的工夫,外壳工艺上就可见一斑。

这次iPhone6S带来了新配色玫瑰金,这也表示阳极氧化着色技术已经发展到了一个比较成熟的阶段,可以造出更多的颜色。而上一代饱受批评的坐弯门,苹果也做出了改变。

iPhone6S此次放弃使用6000系列铝合金,改为使用7000系列铝合金。7000铝合金也可称为铝镁锌铜铝合金或者超硬铝,根据含量的不同,标号也有差异。

此次iPhone6S使用的主要是7075合金,这种铝材主要用于航空航天以及军工产业,近年来随着航空航天技术在民用领域的推广,该材料开始在有较高设计要求的消费级电子产品中出现。7000铝可以称得上是工业用铝合金中强度的一类了,其强度甚至达到了我们所说的钢筋(工业上称之为A3钢)的2/3左右,这样的表现也是它倍受青睐的重要原因之一。

但是7000铝合金仍然有其自身的弱点。它的高强度会增加CNC加工的难度,从而造成制造成本的提升。此外7000铝合金的表面附着力相对6000铝合金会稍低一些,从而会存在掉漆的风险。

好在苹果已经有了经验,加厚了抗氧化层解决了这一个问题,同时7000铝合金抗腐蚀性也会差一些,抗氧化层的加入,可以让iPhone免受诸如汗液等带氧化性液体的侵蚀,使得新iPhone拥有始终如一的外观及质感。

iPhone7

iPhone7已经在2016年9月8日正式发布。新机除了保留原有了四种颜色外,还增加了钢琴黑的新颜色。黑色的金属市面上有很多,阳极氧化铝更是数不胜数,但是要把这两者结合起来,加上镜面抛光工艺,iPhone7是个。

虽然钢琴黑本身仍然是黑色,但是通过抛光工艺的使用,能令其表面产生类似镜面的效果,使其能保留金属的质感,但同时又能显露出玻璃、陶瓷般的视觉感。苹果这次真的是把阳极氧化铝技术玩出花来了。

钢琴黑工艺主要是这样的:先将金属机身CNC加工后,先进行一次打磨抛光处理,做到镜面一样光滑。然后再使用饱和度极高的黑色涂料进行阳极氧化着色。在阳极氧化后再次进行打磨抛光。

根据苹果官方站的介绍,此过程一共经过了九道精密工序。苹果对外观革新的执着可见一斑,也让喷砂阳极氧化工艺在已经高度普及的今天又再生出一种新玩法。

可以预见的是,iPhone7之后将会有众多厂商选择跟随,不久后此种工艺的将会充斥于市场,这也是苹果的魔力所在。

科技以换壳为本

到了今天已经演变成了科技以换色为本。设计没什么变化不要紧,推出个新的颜色照样当新品卖。去年iPhone7的黑色成了当季的颜色,而今年苹果貌似要推出全新的中国红配色。从目前上流传的渲染图我们可以看到珍珠鸡价格
,黑红配色的iPhone7简直颜值爆表。而今天微博上爆出了一张疑似是苹果内部新品的发布政策,其表示iPhone7和iPadPro都将有新款。iPhone7将推出中国红定制版。

总结

从这几年的iPhone迭代过程中,我们可以知道铝合金外壳生产处理技术的飞跃进步,也了解了苹果用大量订单倒逼生产商提升生产技术,甚至自行为生产商提供设备的这种模式事实上是相当成功的。

事实证明,来自客户的压力比任何帮扶和资助方式都有用。相信随着像苹果这样的客户和铝合金生产厂商不断地在此领域耕耘,创新,铝合金还会迸发出无限可能。

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