遥看全球智能手机格局,可以用风云变幻这四个字来形容。有衰退者,有兴起者,也有碌碌无为者……同样的方块,不同的组合;同样的游戏,不同的玩法。我们的手机世界,既同样,又不同样!希望从这一刻起,我们不再相同!

一张雷达图看懂手机外壳材料优缺点!

第四届手机金属与3D玻璃外壳技术与应用论坛暨展示会

国内某知名手机设计师刘兵先生,在手机金属+3D玻璃千人论坛给我们分享了《乱弹手机》,以下截取一页雷达图来讲讲手机外壳材料优缺点比较:

一张雷达图看懂手机外壳材料优缺点!


一、PC/ABS

密度:1.10~1.16(10分)

强度:60 MPa(4分)

刚性:2.32 Gpa(4分)

导热率:0.21 W/m.℃(4分)

覆层耐磨性(泊松比):0.39(UV喷涂)

PC/ABS是由聚碳酸酯(PC)和ABS合金而成的热塑性塑料,是手机塑料外壳最经典的材质。PC/ABS结合了两种材料的优异特性,ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质。

和其他六种材质相比,PC/ABS除了在重量上有优势,其他方面都不太理想,难以满足手机、穿戴设备的外壳需求。一张雷达图看懂手机外壳材料优缺点!

图:Iphone 5C


二、AL6063-t5

密度:2.72(8分)

强度:124 MPa(5分)

刚性:68.9 GPa(7分)

导热率:167 W/m.℃(9分)

覆层耐磨性(泊松比):0.33(阳极氧化)

有人说:铝合金是上帝赐给3C行业的礼物。这是因为铝合金具有密度小、加工性好、表面装饰工艺丰富,满足3C行业量大、外观等要求。但随着手机轻薄化的要求,铝合金的强度问题被逐渐放大。

一张雷达图看懂手机外壳材料优缺点!

图:OPPO R9

6系铝合金是铝材中含有镁和硅两种元素,其特点是:中等强度,具有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是无应力腐蚀开裂倾向,其焊接性优良,耐蚀性及冷加工性好,是一种使用范围广、很有前途的合金。


三、AL7075-t6

密度:2.81(7分)

强度:524 MPa(7分)

刚性:71 GPa(7分)

导热率:130 W/m.℃(8分)

覆层耐磨性(泊松比):0.33(阳极氧化)

6系铝合金的强度问题被逐渐放大,于是人们采用了7系铝合金,如苹果7。

7系铝合金是另外一种常用的合金,它包含有锌和镁。比较常见的铝合金中强度最好的就是7075合金,但是它无法进行焊接,而且它的抗腐蚀性相当差,多用于CNC切割,锌在这系列中是主要合金元素,加上少许镁合金可使材料能受热处理,以达到非常高的强度特性。

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图:苹果7


四、SUS304-3/4

密度:7.93(4分)

强度:520 MPa(7分)

刚性:194 GPa(10分)

导热率:180 W/m.℃(10分)

覆层耐磨性(泊松比):0.3 (PVD)

手机在开始尝试使用金属材料时,不锈钢可能是最先被使用的金属,而大家耳熟能详的是奥氏体304不锈钢。不锈钢应用于手机外壳并不算成功,这是因为其密度较大,强度高引起的加工难度大,以及着色较难(目前主要用PVD着色);因此,手机厂商主要生产不锈钢手机中框,另外双面玻璃/陶瓷手机时代,不锈钢中框也是一个趋势。

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图:小米4


五、钛合金TC4

密度:4.43(6分)

强度:895 MPa(8分)

刚性:110 GPa(8分)

导热率:7.96 W/m.℃(7分)

覆层耐磨性(泊松比):0.34(PVD)

钛金属具备抗磨、抗腐蚀性,而强度方面更是金属之最,更有抗高温抵低温的作用。苹果公司 2001 年曾有钛合金的 Titanium PowerBook G4,除此以外后来再没有钛合金的材质的产品。主要原因是钛合金的材料(约144万元每吨)、加工成本过高!钛合金性能优异,随着科技技术的发展,钛合金的大规模应用也不是没有可能。

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图:Titanium PowerBook G4


六、玻璃

密度:2.5(9分)

强度:1200 MPa(9分)

刚性:72 GPa(7分)

导热率:0.81~0.93 W/m.℃(5分)

覆层耐磨性(泊松比):0.23(本体)

玻璃是当前第三大广泛应用于移动设备的材料。相比金属与塑料,玻璃的硬度是最好的,热导率处于两者之间(但仍较低),但比塑料更具通透感,但缺点在于易碎和弹性有限,因此采用玻璃材质的手机往往更加脆弱。由于5G信号可能即将来临,大猩猩等高铝玻璃性能显著提高,而且玻璃原材料、加工成本相对较低;未来几年可能会是手机后盖的一大趋势。

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图:小米note 2


七、ZrO2/Y2O3陶瓷

密度:6.02(5分)

强度:1500 MPa(10分)

刚性:190 GPa(10分)

导热率:2~3 W/m.℃(6分)

覆层耐磨性(泊松比):0.31(本体或氧化物)

氧化锆陶瓷是目前市场上最为火热的陶瓷之一,具有硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。和玻璃相比的优点有韧性更好、硬度更高,缺点为密度大、加工难度大、良率低。

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图:小米MIX


作者建议:

材料是ID实现和结构件设计实现的基础,通常是多种材料联合使用。外观方面有颜色、图案、光泽、线条,质感方面有手感、粗糙度、寿命,功能方面应关注机械性能、物理性能等。

 中框重点在7系铝和不锈钢(6系铝的弯折门等,ZrO2等的脆性);

盖板重点在康宁五代和蓝宝石,尤其是3D造型;

后盖重点在康宁玻璃和氧化锆陶瓷,尤其是3D造型;

透明保护膜市场应该不小,这种保护膜越薄越好,除具有抗脏污能力以外,如果能增强手机抗跌落能力就更具有魅力了。


感谢刘兵先生对艾邦智造的支持,转载请注明作者以及来源,谢谢!


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始发于微信公众号:艾邦高分子

作者 ab

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