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iPhone 十年:为什么说苹果改变了材料行业?附iPhone手机材料进化史

来源:新材料在线|

发表时间:2017-08-24

点击:19456

iPhone与我们的十年


如果你将时间的指针往回拨到2007年1月9日,跨越太平洋来到位于美国旧金山的莫斯康展览中心,你将会在这里目睹一场名为Macworld的盛会。



在会场的舞台中央,一位牛仔裤配黑色长袖T恤演讲者向在场所有人说道:


Today, Apple is going to reinvent thephone

今天,苹果将再次发明手机




他补充道

A widescreen iPod with touch controls

一台具有触控功能的宽屏iPod


A revolutionary mobile phone

一台革命性手机


A breakthrough Internet communicationsdevice

一台互联网通讯设备


These are not three separate devices, this is one device, and we are calling it iPhone

这不是三台不同的设备,而是一台设备,我们称之为iPhone




十年间,iPhone全球销量超过12亿,为苹果公司在全球狂揽2400多亿美元的收益。而iPhone给全世界的变化也不仅仅是手机本身。




首先,iPhone加速了移动互联网的进程,改变了人们工作、生活、娱乐的方式;


其次,iPhone的App Store开创了一个巨大的软件开发市场,打造了一个几乎完美的生态闭环,仅2016年,全球各地的开发者就从中分得200亿美元的收入分成;


更重要的是,iPhone背后的设计制造产业链间接推动了全球科技的发展,包括显示、摄像、芯片处理等在内各项技术,在这十年间迎来了巨大的进步。

下面,小编将带大家从新材料与新工艺的角度来看看,iPhone在这十年间都是怎样改变世界的。



iPhone与新材料、新工艺


iPhone


发布日期:2007.1.9

手机关键词:触控技术、超大屏幕、IOS操作系统

材料关键词:铝合金外壳、康宁玻璃、塑料摄像头与Home键盖板




在第一代iPhone发布的2007年,当时市面上的绝大多数手机还是屏幕+键盘的设计,而iPhone这样一款超大屏幕、多点电容触控、仅有5个物理按键的手机,着实让人惊艳。



iPhone与iPhone 5


第一代iPhone的背面为铝合金,表面有一层铬镀层。但是为了防止金属阻隔信号的发送与接收,其背面底部为塑料材料,整个手机背面呈现出上下结构。在之后的iPhone中,苹果公司都采用了塑料和玻璃的外壳材质,一直到iPhone 5,铝合金外壳才再一次回归。



来源:Youtube


屏幕玻璃和如今一样,仍然是来自康宁,虽然表现足够优异,但当时康宁大猩猩玻璃的抗刮能力和现在相比还是逊色一些。


康宁大猩猩玻璃是全球数十亿电子设备所采用的保护玻璃,它拥有卓越的抗损性能同时帮助保护我们珍爱的电子设备免受日常磨损。



相关阅读:

1、康宁®大猩猩®玻璃为什么如此坚韧

2、手机不再碎屏 康宁推出第四代大猩猩玻璃


来源:Youtube


摄像头和Home键是塑料材质的,抗刮能力也与现在的蓝宝石材料不可同日而语。但不管怎样,这是iPhone的起点,之后的进步都是建立在这个基础上。




iPhone 3G


发布日期:2008.6.9

手机关键词:3G制式、App Store、GPS功能

材料关键词:塑料外壳、液态金属




当第一代iPhone在亮相的时候,不具备3G功能已经遭到不少用户质疑,于是苹果公司在第二年推出了支持3G网络的iPhone 3G。并且在其系统内,还加入了App store这一概念,允许第三方应用载入。人们也慢慢开始认识到,手机不仅仅只是一个通信工具。



铝合金+塑料的iPhone(左一)与全塑料的iPhone 3G(右一)


iPhone3G的外壳材料从第一代的铝合金+塑料变成了全塑料,这在当时让很多人非常失望,还念之前金属外壳营造出来的“高科技感”。但与此同时,塑料外壳也使得制造成本降低。8GB的iPhone 3G在美国的价格为199美元,同样是8GB版本的第一代iPhone退市前的价格为399美元,价格下降了一半,使得iPhone 3G迅速在欧美地区获得不断提升的市场份额。


“黑白双煞”的iPhone 3G与iPhone 4


iPhone3G也是第一款提供不同颜色(黑白两色)选择的iPhone,而这种“黑白双煞”的高冷色彩方案延续了很久,直到iPhone 5才有所改变。




事实上,很多人当时并没有意识到,液态金属这种材料早在这一代iPhone上就已经得到应用,虽然只是用于SIM卡槽的卡针。iPhone 3G发布两年之后的2010年,苹果更是直接买断了液态金属材料供应商Liquidmetal的技术。此后,似乎每一代iPhone在发布之前都会有液态金属外壳的传闻,但到目前为止也还没有实现。


液态金属指的是一种不定型金属,液态金属可看做由正离子流体和自由电子气体组成的混合物。兼具金属的韧性、陶瓷的强度以及塑料的加工成型性能。




相关阅读:

1、一张图看懂液态金属

2、深度解密:液态金属,离iPhone还有多远?


相关公司:

东莞宜安科技股份有限公司,常州世竟液态金属有限公司,东莞帕姆蒂昊宇液态金属有限公司,中科院金属研究所,北京科技大学,中科院物理所



iphone 3GS


发布日期:2009.6.8

手机关键词:视频录制、处理器与内存提升

材料关键词:硬件材料




iPhone 3GS里的“S”代表speed——速度,这同时也是在中国上市的第一款iPhone。遗憾的是iPhone 3GS似乎并没有在外观上面给我们带来太多惊喜,其外观设计依然延续了iPhone 3G的风格,外壳材料也依然是塑料材质。不过这个版本的iPhone将其升级的重心集中到了硬件方面,包括摄像头,处理器等。材料在硬件层面支撑了此次iPhone的升级,整体性能得到大幅度提升。到这里为止,苹果也完成了从一个行业搅局者到一个行业参与者的角色的转换。



iPhone 4


发布日期:2010.6.7

手机关键词:Retina屏幕、iOS系统、多任务处理

材料关键词:三明治结构、前后玻璃、CNC不锈钢边框




2010年的夏天,iPhone 4以一种焕然一新的形象展现在世人面前,时至今日,依然有很多人认为这是iPhone系列跨时代的巅峰之作,而这也是乔布斯身前亲手发布的最后一款手机。



经典的“三明治”结构


iPhone 4的“三明治”结构令人印象深刻,CNC不锈钢边框,前后配上玻璃,整体性非常好,简洁而硬朗。在之后的很多其他手机中,你都能发现这种设计理念的影响。




iPhone 4的结构强度非常高,不锈钢材质本来就很坚固,然后前面板是通过螺丝固定在不锈钢边框上,玻璃背盖通过卡扣卡在不锈钢边框上,主板也依附在中间的不锈钢片上,你在iPhone 4 上面很少看到塑料件和用胶水粘合的地方。



iPhone 4S


发布日期:2011.10.4

手机关键词:Siri语音识别、双核处理器、iCloud云服务

材料关键词:硬件材料




iPhone 4S虽然在外形上延续了iPhone 4的设计风格,但硬件方面的提升却非常明显,整个手机运行的流畅程度也达到了一个新的水平。不过iPhone 4S最大卖点可能还是加入了Siri智能语音助手功能。




发布会的第二天,也就是2011年10月5日,苹果公司的创始人、iPhone的缔造者——史蒂夫·乔布斯因胰腺癌病逝,享年56岁。


与iPhone 3GS一样,材料也是在在硬件层面支撑了此次iPhone的升级,使得整体性能得到大幅度提升。



iPhone 5


发布日期:2012.9.12

手机关键词:4.0英寸屏、

材料关键词:阳极氧化铝合金外壳、Incell屏幕、蓝宝石镜头、Unibody技术





iPhone 4和iPhone 4s将苹果的业绩推向高峰,正式奠定了苹果公司在手机界的领先地位,也正因为这个原因,消费者对iPhone 5的期望也被进一步放大。虽然在发布会之后,很多人对iPhone 5大呼失望,但多年后的今天来看,这也许是技术创新变革最多的一代iPhone。



变“长”的iPhone 5


iPhone 5给人的第一印象应该就是它的4.0英寸屏幕了,苹果公司终于在这一年放下了对3.5英寸屏的执念,扩大了iPhone的屏幕尺寸。



上中下结构的铝合金外壳


iPhone 5采用了经阳极氧化处理的铝合金,这在视觉和手感上与上一代iPhone4S营造出很大的不同。在经历了塑料和玻璃材质的外壳后,苹果又回到了初代iPhone上使用过的铝合金。这次的铝合金外壳仍然也是与其他材质组合的形式,初代iPhone是上部铝合金+下部塑料,iPhone5是顶部微晶玻璃+中部铝合金+底部微晶玻璃。



iPhone5(下)与iPhone4S厚度对比


其实除了屏幕变大以外,与上一代相比iPhone5也在厚度上薄了18%,重量上轻了20%,除了因为外壳材料从玻璃改成铝合金的原因之外,触摸屏采用的In-cell技术的采用也对此做出了较大贡献。


In-cell技术是将触控层和显示层“合并”在一起后,再用OCA(固态光学透明胶)将其和保护层粘在一起的技术。In-cell将触摸面板功能嵌入到显示屏内部的方法,即在液晶显示面板的外层滤光层的下方将触摸传感器嵌入,因而整个屏幕变得更加轻薄。




来源:爱搞机

相关阅读:

1、触摸屏行业及未来发展趋势研究报告

2、触摸屏产业链全景图



iPhone 5在摄像头的镜头前增加了一片蓝宝石镜片,能够保护镜头免受划痕和指纹的伤害,使得iPhone5的镜头拥有了前所未有的防护等级。此外,蓝宝石水晶镜片使得在低亮度的环境下拍摄出非常清晰的照片,提升了拍照效果。这在之后的iPhone中一直沿用。


蓝宝石的高耐磨性和高透光率优点非常突出,虽然没有像很多人预料的那样用于iPhone的屏幕材料,但iPhone的镜头、Home键指纹识别盖板以及近年来其他电子消费产品上都有蓝宝石的身影。




相关阅读:

1、一张图看懂蓝宝石产业链

2、争夺手机屏幕 蓝宝石的未来之战


相关企业:美国Rubicon,韩国STC,天通股份,晶盛机电,露笑科技,水晶光电,天龙光电,奥瑞德等


来源:iLab Factory


虽然外观延续了iPhone 4的风格,但其实iPhone 5整个手机的结构和却发生了很大的变化。这次苹果把原本用在macbook上的Unibody一体成型的机械加工技术运用到了手机上,手机外壳全CNC加工,工艺流程缩短、整体坚固整洁、整机所需的零部件数量也大幅减少。


全金属一体式CNC加工工艺最早由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成,经精密加工先切削成为一体式机身的雏形,随着机身渐渐成形,机身上的键盘形状和各种细微构造均被铣削出来。此过程共包含九道数控铣削工艺,九道工艺之后便获得精密的一体成型外壳。



相关阅读:

1、原来如此,手机金属外壳的CNC加工

2、一张图看懂CNC加工


iPhone 5s/5c


发布日期:2013.9.10

手机关键词:Touch ID指纹识别、

材料关键词:阳极氧化“土豪金”、蓝宝石指纹识别盖板




iPhone 5S与iPhone 5C恐怕是2013年秋天最绚烂的色彩了。这一年,苹果公司似乎也开始尝试在手机颜色的运用上吸引消费的眼球了。



多彩iPhone 5S/5C


iPhone 5S带来了深空灰、银色和金色,其中的金色又被中国消费者称为“土豪金”,一时风光无二。而iPhone5C更进一步,推出了白、粉、黄、蓝、绿5种配色,绚丽至极。




蓝宝石在这一代的iPhone上又有了新的应用。iPhone 5s的Home键设计中引入指纹识别功能,并以蓝宝石作为盖板,避免Home键被磨损和刮伤而影响指纹识别功能的使用。



“土豪金”iPhone 5S


iPhone 5S延续了iPhone 5的铝合金外壳,经阳极氧化的铝合金在色彩的表达上比之前的iPhone更胜一筹。虽然这项技术在iPhone 5上已经使用了,但却是iPhone 5S真正将这种技术在色彩上的可能性展示再世人面前。我们如今非常熟悉的“土豪金”便是从iPhone 5S开始的。


阳极氧化是指在相应的电解液和特定的工艺条件下,外加电流的作用下,在金属制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。这种着色方法特别适合铝合金。



来源:chiliweb

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1、你可以不用苹果,但你要知道阳极氧化

2、阳极氧化,带你领略工艺之美



iPhone 6/6P


发布日期:2014.9.9

手机关键词:4.7与5.5英寸、采用近场通信 技术(NFC)Apple Pay 压力感应触控

材料关键词:全金属外壳




在Android手机阵营不断推出大屏手机之后,苹果终于坐不住了,iPhone 6也因此变成了4.7英寸的屏幕,而iPhone 6 Plus则更进一步,达到了前所未有的5.5英寸。当然,这一代iPhone 6最大槽点还是它凸出的摄像头。




新的iPhone 屏幕上覆盖的玻璃盖板不再是平的,而是2.5D的玻璃,这让iPhone 6的屏幕边缘是弧形的,握感非常优异。


2.5D玻璃和3D玻璃都是带弧度的玻璃面板。2.5D玻璃屏幕是在玻璃的中心有一个平面的区域,然后在平面玻璃的基础上对边缘进行了弧度处理。而3D玻璃无论是中间还是边缘都采用弧形设计。




相关阅读:

1、一张图看懂3D玻璃行业

2、手机3D玻璃产业链全景图


相关企业:

三星、康宁、东莞劲胜、蓝思科技、浙江星星、洛阳新兆等



iPhone 6s/6sP


发布日期:2015.9.10

手机关键词:3D Touch、Live Photos、玫瑰金配色

材料关键词:硬件材料




和历代S系列一样,iPhone 6S性能上的提升大于外观设计上的提升。iPhone 6S屏幕可感应不同压力度的3D Touch触控技术,以及将图片变为1.5秒的动态视频的Live Photos也令人印象深刻。



iPhone SE


发布日期:2016.3.21

手机关键词:复刻版手机





这部iPhone SE引来的众多吐槽,想必也是苹果公司意料之中的事情。外形与iPhone 5S几无差别,而这部复刻板手机的关注度也在推出不久迅速降低。



iPhone 7/7P


发布日期:2016.9.7

手机关键词:双摄像头、触感反馈、无线耳机AirPods

材料关键词:亮黑色版本、7系铝合金、磁流变抛光技术




iPhone 7给人的第一印象应该是一个字——黑。苹果公司在这一代iPhone的视频广告中主打的是高亮黑版本的iPhone,成为一大卖点。此外,iPhone 7plus双摄像头的引入、“不能按的Home键”Taptic Engine触觉反馈装置等改变也确实给消费者带来了很多不一样的体验。无线耳机AirPods后来也并没有像很多人想象中那么容易丢失。



7系铝合金外壳


iPhone 7的外壳材质依旧是铝合金,只不过从之前的6系铝合金变成了强度更高的7系铝合金,避免了出现类似iPhone 6的“弯曲门”。



高亮黑


此次iPhone 7亮光黑的出现是一个突破。这种在金属上营造出黑得发亮、亮得发黑效果的正是磁流变抛光技术


磁流变抛光:磁流体抛光技术是一种新兴的先进加工技术,磁性颗粒、表面活性剂、以及其它一些添加剂按照一定比例分散在基载液中形成悬浊液,通过控制磁场实现抛光。




相关阅读:

1、一文看懂iphone7高亮黑抛光工艺

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苹果公司的藏货



目前,历代iPhone上展现出来的新材料、新工艺并不是苹果的全部。透过苹果公司的专利,我们或许应该对苹果的创新精神保持期待。



离子注入强化蓝宝石屏幕



液态金属Home键



多层复合材料



蓝宝石激光着色技术


以上这些仅仅是冰山一角,在马上就要到了的2017苹果发布会上,我们有理由相信苹果的设计师会将设计、色彩、材质、工艺完美融合,打造出一款十周年里程碑式的iPhone 8。


如果想进一步了解电子产品的设计、工艺、选材等专题,欢迎参加2017国际CMF展览会,此次展会将有200+材料工艺供应商、100+家品牌企业的设计师与采购、20000+行业相关人员前来参展。了解更多详情,不妨点击:苹果、华为、富士康等百团观展!这到底是一个怎样的展会?


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