從iPhone的迭代中了解鋁合金生產(chǎn)處理技術(shù)的進步
作者：jscopper 發(fā)布時間：2016-09-28 瀏覽次數(shù)：1809
蘋果發(fā)布的iPhone 7和上兩代iPhone類似，此代“擠牙膏”似的更新仍然被批評“創(chuàng)新的蘋果正在死掉”，相信蘋果也早已習(xí)以為常。但是，蘋果在這幾代產(chǎn)品中運用的新技術(shù)絕對不能算是“擠牙膏”，起碼在鋁合金外殼工藝上，蘋果還是下了苦工的。今天我們就從iPhone的迭代中了解鋁合金生產(chǎn)處理技術(shù)的進步。
雖然早在2007年發(fā)布的第一代iPhone中，蘋果就已經(jīng)采用了陽極氧化鋁外殼，并且在其筆記本電腦產(chǎn)品線Macbook全面推廣，但是要說到蘋果開始將陽極氧化鋁技術(shù)發(fā)揚光大，甚至玩出花來，還得從2012年發(fā)布的iPhone 5說起。
iPhone 5
2012年9月，蘋果正式發(fā)布了后喬布斯時代的第一部手機--iPhone 5。該手機放棄了蘋果沿用兩代的不銹鋼+玻璃外殼，改用陽極氧化鋁+玻璃外殼，而且陽極氧化鋁所占比例相當(dāng)高。
最直觀的體現(xiàn)就是，新一代iPhone變輕了。在屏幕增大，功能增強的前提下，iPhone 5比上一代變得更輕，上手后的重量感也不復(fù)存在，變得更為輕巧，長時間握持也不會感覺疲勞。在當(dāng)時，雖然新iPhone的外觀并未得到太多認(rèn)可，但對于新的陽極氧化鋁外殼，大家還是贊譽頗多的。
蘋果在陽極氧化上主要采用染色法，先把鋁合金放入酸性槽液中，通過控制電壓、電流密度、槽液成分及濃度等參數(shù)，可以獲得孔徑尺寸在10~100nm，厚度幾個μm，孔密度范圍10的九次方~10的十一次方個/平方厘米的多孔膜，然后在這些孔里電沉積金屬(金屬氧化物)或者吸附染料，最后封孔，可以獲得耐蝕、耐磨、具有豐富色彩的表面防護及裝飾層。
此外，蘋果還在手機上開創(chuàng)了unibody一體成型技術(shù)在手機上的應(yīng)用。Unibody 技術(shù)為一體成型機身工藝，一種把鋁合金，擠壓成板材，然后通過數(shù)控機床一體成型的機械加工技術(shù)。Unibody 讓手機直接變成了兩個部分：屏幕和外殼。再細說一點就是背部的三段式，上下兩部分是陶瓷玻璃。這符合了蘋果追求極簡的風(fēng)格，同時 Unibody 可以讓機器做得更薄，但也對機身內(nèi)部構(gòu)造提出了更大的要求，信號問題也更難處理。但是蘋果做到了，所有的技術(shù)都令iPhone5在當(dāng)時即使不是最好看的手機，但一定是最精致的手機。
但是，由于技術(shù)不成熟的原因，iPhone 5在上市后形成了大規(guī)模的掉漆事件。由于陽極氧化技術(shù)當(dāng)時在手機領(lǐng)域的不成熟，導(dǎo)致著色層不牢固，使一些微小的外力就能將外殼的著色層刮掉。不幸的是當(dāng)時蘋果對此也是一籌莫展，況且當(dāng)時大量成品已經(jīng)整裝待發(fā)，所以并沒有實行太過有效的解決方法。而且由于陽極氧化技術(shù)的著色劑比較缺乏，所以能呈現(xiàn)的顏色也并不多，這一代仍然只有黑白兩色。
iPhone 5S
在iPhone 5的掉漆問題引起軒然大波后，蘋果就潛下心來專心研發(fā)更穩(wěn)定的陽極氧化涂層以防掉漆事件再次發(fā)生。經(jīng)過一年的“修煉”，iPhone 5S如期面世。除了內(nèi)部配置的提升之外，上一代飽受詬病的掉漆問題也得到了改進。并且還帶來了新顏色--金色。蘋果針對掉漆的問題，增加了iPhone 5S的外殼著色工序。通過多次陽極氧化增加了氧化鍍層的厚度，據(jù)測iPhone 5S的陽極氧化鍍層的厚度達到了12微米，相比iPhone5厚了不少。上市時也曾經(jīng)有人用刀去刮iPhone 5S，其鍍層也十分牢固，并沒有掉色。
同時新著色劑的使用也使iPhone 5S有了新的顏色金色。這是蘋果用訂單倒逼供貨商提升技術(shù)的又一個范例，蘋果往往通過大訂單去迫使供貨商提升生產(chǎn)技術(shù)，甚至自行為供貨商購置器材，這種商業(yè)模式在世界上都是相當(dāng)罕見的，在大量iPhone生產(chǎn)出來的同時，手機用陽極氧化鋁技術(shù)也在飛速發(fā)展，成本急速下降，其他廠商也乘著這股潮流，大量生產(chǎn)陽極氧化鋁外殼的手機，然后蘋果再次創(chuàng)造一種潮流，再次重復(fù)這種循環(huán)。這也使蘋果總是能引領(lǐng)業(yè)界潮流。
iPhone 6
兩代機型陽極氧化鋁的使用令蘋果嘗到了甜頭，從而令其做出更加大膽的嘗試。2014年9月發(fā)布的最新機型iPhone 6就干脆取消了機背上下的兩塊玻璃，完全使用陽極氧化鋁。
這代iPhone放棄了棱角分明的設(shè)計，而回歸了3GS時代的圓潤設(shè)計，這也是陽極氧化鋁外殼的一個新挑戰(zhàn)。事實證明蘋果交出了一份十分優(yōu)秀的答卷。iPhone6相比兩個前輩，手感上有了質(zhì)的飛躍，完全沒有了前兩代割手的感覺，與此同時，噴砂陽極氧化鋁外殼的使用和圓潤機身的結(jié)合可謂是絕配。而即使在機身尺寸大幅增大的情況下，iPhone6上手的重量感不但沒有增加反而還有了減輕，即使外觀上爭議很大，但是光從上手感覺而言，iPhone6在當(dāng)時是領(lǐng)先所有對手的。
但是，正當(dāng)蘋果為這兩個問題的解決而暗自高興時，新一個問題又再出現(xiàn)。很多人發(fā)現(xiàn)iPhone6的機身強度不足，很容易被“坐彎”，這是由于iPhone采用的6000系列鋁合金強度不足導(dǎo)致的，該種合金只能保證在30磅的力作用下不發(fā)生形變，而人的重量遠高于這個數(shù)目，因而被坐彎也是很平常的事情的。這是iPhone6在世界熱賣的背后一個難以回避的缺陷，也讓蘋果在余下的一年里再次潛心研究改進的方法。
iPhone6S
在一年的研發(fā)中，2015年9月，蘋果交出了答卷。iPhone6S除了3DTouch的運用以外似乎乏善可陳，連外觀也并未有明顯的額改變。蘋果也被外界批評“擠牙膏”。但其實蘋果在看不見的地方也下了不少的工夫。外殼工藝上就可見一斑。
這次iPhone6S帶來了新配色玫瑰金，這也表示陽極氧化著色技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個比較成熟的階段，可以造出更多的顏色。而上一代飽受批評的“坐彎門”，蘋果也做出了改變。
iPhone6S此次放棄使用6000系列鋁合金，改為使用7000系列鋁合金。7000鋁合金也可稱為鋁鎂鋅銅鋁合金或者超硬鋁，根據(jù)含量的不同，標(biāo)號也有差異。此次iPhone6S使用的主要是7075合金，這種鋁材主要用于航空航天以及軍工產(chǎn)業(yè)，近年來隨著航空航天技術(shù)在民用領(lǐng)域的推廣，該材料開始在有較高設(shè)計要求的消費級電子產(chǎn)品中出現(xiàn)。7000鋁可以稱得上是工業(yè)用鋁合金中強度最高的一類了，其強度甚至達到了我們所說的鋼筋(工業(yè)上稱之為A3鋼)的2/3左右，這樣的表現(xiàn)也是它倍受青睞的重要原因之一。
但是7000鋁合金仍然有其自身的弱點。它的高強度和高強度會增加CNC加工的難度，從而造成制造成本的提升。此外7000鋁合金的表面附著力相對6000鋁合金會稍低一些。從而會存在掉漆的風(fēng)險。好在蘋果已經(jīng)有了經(jīng)驗，加厚了抗氧化層解決了這一個問題。同時7000鋁合金抗腐蝕性也會差一些，抗氧化層的加入，可以讓iPhone免受諸如汗液等帶氧化性液體的侵蝕，使得新iPhone擁有始終如一的外觀及質(zhì)感。
iPhone7
iPhone7已經(jīng)在2016年9月8日正式發(fā)布。新機除了保留原有了四種顏色外，還增加了鋼琴黑的新顏色。黑色的金屬手機市面上有很多，陽極氧化鋁手機更是數(shù)不勝數(shù)，但是要把這兩者結(jié)合起來，加上鏡面拋光工藝，iPhone7是第一個。
雖然鋼琴黑本身仍然是黑色，但是通過拋光工藝的使用，能令其表面產(chǎn)生類似鏡面的效果，使其能保留金屬的質(zhì)感，但同時又能顯露出玻璃、陶瓷般的視覺感。蘋果這次真的是把陽極氧化鋁技術(shù)玩出花來了。
鋼琴黑工藝主要是這樣的：先將金屬機身CNC加工后，先進行一次打磨拋光處理，做到鏡面一樣光滑。然后再使用飽和度極高的黑色涂料進行陽極氧化著色。在陽極氧化后再次進行打磨拋光。根據(jù)蘋果官方網(wǎng)站的介紹，此過程一共經(jīng)過了九道精密工序。蘋果對外觀革新的執(zhí)著可見一斑，也讓噴砂陽極氧化工藝在已經(jīng)高度普及的今天又再生出一種新“玩法”。
可以預(yù)見的是，iPhone7之后將會有眾多手機廠商選擇跟隨，不久后此種工藝的手機將會充斥于市場，這也是蘋果的“魔力”所在。
總結(jié)
從這幾年的iPhone迭代過程中，我們可以知道鋁合金手機外殼生產(chǎn)處理技術(shù)的飛躍進步，也了解了蘋果用大量訂單倒逼生產(chǎn)商提升生產(chǎn)技術(shù)，甚至自行為生產(chǎn)商提供設(shè)備的這種模式事實上是相當(dāng)成功的。事實證明，來自客戶的壓力比任何幫扶和資助方式都有用。相信隨著像蘋果這樣的客戶和鋁合金生產(chǎn)廠商不斷地在此領(lǐng)域耕耘，創(chuàng)新，鋁合金還會迸發(fā)出無限可能。
雖然早在2007年發(fā)布的第一代iPhone中，蘋果就已經(jīng)采用了陽極氧化鋁外殼，并且在其筆記本電腦產(chǎn)品線Macbook全面推廣，但是要說到蘋果開始將陽極氧化鋁技術(shù)發(fā)揚光大，甚至玩出花來，還得從2012年發(fā)布的iPhone 5說起。
iPhone 5
2012年9月，蘋果正式發(fā)布了后喬布斯時代的第一部手機--iPhone 5。該手機放棄了蘋果沿用兩代的不銹鋼+玻璃外殼，改用陽極氧化鋁+玻璃外殼，而且陽極氧化鋁所占比例相當(dāng)高。
最直觀的體現(xiàn)就是，新一代iPhone變輕了。在屏幕增大，功能增強的前提下，iPhone 5比上一代變得更輕，上手后的重量感也不復(fù)存在，變得更為輕巧，長時間握持也不會感覺疲勞。在當(dāng)時，雖然新iPhone的外觀并未得到太多認(rèn)可，但對于新的陽極氧化鋁外殼，大家還是贊譽頗多的。
蘋果在陽極氧化上主要采用染色法，先把鋁合金放入酸性槽液中，通過控制電壓、電流密度、槽液成分及濃度等參數(shù)，可以獲得孔徑尺寸在10~100nm，厚度幾個μm，孔密度范圍10的九次方~10的十一次方個/平方厘米的多孔膜，然后在這些孔里電沉積金屬(金屬氧化物)或者吸附染料，最后封孔，可以獲得耐蝕、耐磨、具有豐富色彩的表面防護及裝飾層。
此外，蘋果還在手機上開創(chuàng)了unibody一體成型技術(shù)在手機上的應(yīng)用。Unibody 技術(shù)為一體成型機身工藝，一種把鋁合金，擠壓成板材，然后通過數(shù)控機床一體成型的機械加工技術(shù)。Unibody 讓手機直接變成了兩個部分：屏幕和外殼。再細說一點就是背部的三段式，上下兩部分是陶瓷玻璃。這符合了蘋果追求極簡的風(fēng)格，同時 Unibody 可以讓機器做得更薄，但也對機身內(nèi)部構(gòu)造提出了更大的要求，信號問題也更難處理。但是蘋果做到了，所有的技術(shù)都令iPhone5在當(dāng)時即使不是最好看的手機，但一定是最精致的手機。
但是，由于技術(shù)不成熟的原因，iPhone 5在上市后形成了大規(guī)模的掉漆事件。由于陽極氧化技術(shù)當(dāng)時在手機領(lǐng)域的不成熟，導(dǎo)致著色層不牢固，使一些微小的外力就能將外殼的著色層刮掉。不幸的是當(dāng)時蘋果對此也是一籌莫展，況且當(dāng)時大量成品已經(jīng)整裝待發(fā)，所以并沒有實行太過有效的解決方法。而且由于陽極氧化技術(shù)的著色劑比較缺乏，所以能呈現(xiàn)的顏色也并不多，這一代仍然只有黑白兩色。
iPhone 5S
在iPhone 5的掉漆問題引起軒然大波后，蘋果就潛下心來專心研發(fā)更穩(wěn)定的陽極氧化涂層以防掉漆事件再次發(fā)生。經(jīng)過一年的“修煉”，iPhone 5S如期面世。除了內(nèi)部配置的提升之外，上一代飽受詬病的掉漆問題也得到了改進。并且還帶來了新顏色--金色。蘋果針對掉漆的問題，增加了iPhone 5S的外殼著色工序。通過多次陽極氧化增加了氧化鍍層的厚度，據(jù)測iPhone 5S的陽極氧化鍍層的厚度達到了12微米，相比iPhone5厚了不少。上市時也曾經(jīng)有人用刀去刮iPhone 5S，其鍍層也十分牢固，并沒有掉色。
同時新著色劑的使用也使iPhone 5S有了新的顏色金色。這是蘋果用訂單倒逼供貨商提升技術(shù)的又一個范例，蘋果往往通過大訂單去迫使供貨商提升生產(chǎn)技術(shù)，甚至自行為供貨商購置器材，這種商業(yè)模式在世界上都是相當(dāng)罕見的，在大量iPhone生產(chǎn)出來的同時，手機用陽極氧化鋁技術(shù)也在飛速發(fā)展，成本急速下降，其他廠商也乘著這股潮流，大量生產(chǎn)陽極氧化鋁外殼的手機，然后蘋果再次創(chuàng)造一種潮流，再次重復(fù)這種循環(huán)。這也使蘋果總是能引領(lǐng)業(yè)界潮流。
iPhone 6
兩代機型陽極氧化鋁的使用令蘋果嘗到了甜頭，從而令其做出更加大膽的嘗試。2014年9月發(fā)布的最新機型iPhone 6就干脆取消了機背上下的兩塊玻璃，完全使用陽極氧化鋁。
這代iPhone放棄了棱角分明的設(shè)計，而回歸了3GS時代的圓潤設(shè)計，這也是陽極氧化鋁外殼的一個新挑戰(zhàn)。事實證明蘋果交出了一份十分優(yōu)秀的答卷。iPhone6相比兩個前輩，手感上有了質(zhì)的飛躍，完全沒有了前兩代割手的感覺，與此同時，噴砂陽極氧化鋁外殼的使用和圓潤機身的結(jié)合可謂是絕配。而即使在機身尺寸大幅增大的情況下，iPhone6上手的重量感不但沒有增加反而還有了減輕，即使外觀上爭議很大，但是光從上手感覺而言，iPhone6在當(dāng)時是領(lǐng)先所有對手的。
但是，正當(dāng)蘋果為這兩個問題的解決而暗自高興時，新一個問題又再出現(xiàn)。很多人發(fā)現(xiàn)iPhone6的機身強度不足，很容易被“坐彎”，這是由于iPhone采用的6000系列鋁合金強度不足導(dǎo)致的，該種合金只能保證在30磅的力作用下不發(fā)生形變，而人的重量遠高于這個數(shù)目，因而被坐彎也是很平常的事情的。這是iPhone6在世界熱賣的背后一個難以回避的缺陷，也讓蘋果在余下的一年里再次潛心研究改進的方法。
iPhone6S
在一年的研發(fā)中，2015年9月，蘋果交出了答卷。iPhone6S除了3DTouch的運用以外似乎乏善可陳，連外觀也并未有明顯的額改變。蘋果也被外界批評“擠牙膏”。但其實蘋果在看不見的地方也下了不少的工夫。外殼工藝上就可見一斑。
這次iPhone6S帶來了新配色玫瑰金，這也表示陽極氧化著色技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個比較成熟的階段，可以造出更多的顏色。而上一代飽受批評的“坐彎門”，蘋果也做出了改變。
iPhone6S此次放棄使用6000系列鋁合金，改為使用7000系列鋁合金。7000鋁合金也可稱為鋁鎂鋅銅鋁合金或者超硬鋁，根據(jù)含量的不同，標(biāo)號也有差異。此次iPhone6S使用的主要是7075合金，這種鋁材主要用于航空航天以及軍工產(chǎn)業(yè)，近年來隨著航空航天技術(shù)在民用領(lǐng)域的推廣，該材料開始在有較高設(shè)計要求的消費級電子產(chǎn)品中出現(xiàn)。7000鋁可以稱得上是工業(yè)用鋁合金中強度最高的一類了，其強度甚至達到了我們所說的鋼筋(工業(yè)上稱之為A3鋼)的2/3左右，這樣的表現(xiàn)也是它倍受青睞的重要原因之一。
但是7000鋁合金仍然有其自身的弱點。它的高強度和高強度會增加CNC加工的難度，從而造成制造成本的提升。此外7000鋁合金的表面附著力相對6000鋁合金會稍低一些。從而會存在掉漆的風(fēng)險。好在蘋果已經(jīng)有了經(jīng)驗，加厚了抗氧化層解決了這一個問題。同時7000鋁合金抗腐蝕性也會差一些，抗氧化層的加入，可以讓iPhone免受諸如汗液等帶氧化性液體的侵蝕，使得新iPhone擁有始終如一的外觀及質(zhì)感。
iPhone7
iPhone7已經(jīng)在2016年9月8日正式發(fā)布。新機除了保留原有了四種顏色外，還增加了鋼琴黑的新顏色。黑色的金屬手機市面上有很多，陽極氧化鋁手機更是數(shù)不勝數(shù)，但是要把這兩者結(jié)合起來，加上鏡面拋光工藝，iPhone7是第一個。
雖然鋼琴黑本身仍然是黑色，但是通過拋光工藝的使用，能令其表面產(chǎn)生類似鏡面的效果，使其能保留金屬的質(zhì)感，但同時又能顯露出玻璃、陶瓷般的視覺感。蘋果這次真的是把陽極氧化鋁技術(shù)玩出花來了。
鋼琴黑工藝主要是這樣的：先將金屬機身CNC加工后，先進行一次打磨拋光處理，做到鏡面一樣光滑。然后再使用飽和度極高的黑色涂料進行陽極氧化著色。在陽極氧化后再次進行打磨拋光。根據(jù)蘋果官方網(wǎng)站的介紹，此過程一共經(jīng)過了九道精密工序。蘋果對外觀革新的執(zhí)著可見一斑，也讓噴砂陽極氧化工藝在已經(jīng)高度普及的今天又再生出一種新“玩法”。
可以預(yù)見的是，iPhone7之后將會有眾多手機廠商選擇跟隨，不久后此種工藝的手機將會充斥于市場，這也是蘋果的“魔力”所在。
總結(jié)
從這幾年的iPhone迭代過程中，我們可以知道鋁合金手機外殼生產(chǎn)處理技術(shù)的飛躍進步，也了解了蘋果用大量訂單倒逼生產(chǎn)商提升生產(chǎn)技術(shù)，甚至自行為生產(chǎn)商提供設(shè)備的這種模式事實上是相當(dāng)成功的。事實證明，來自客戶的壓力比任何幫扶和資助方式都有用。相信隨著像蘋果這樣的客戶和鋁合金生產(chǎn)廠商不斷地在此領(lǐng)域耕耘，創(chuàng)新，鋁合金還會迸發(fā)出無限可能。