Perché iPhone 6 e iPhone 6+ si piegano così facilmente?

Avendo già lavorato in passato su strutture di telefonia mobile, posso dire la mia.

Vorrei chiarire che non mi occupo di ricerca sui materiali, mi limito a progettare strutture per telefoni cellulari, quindi molte cose non hanno basi rigorose. Si tratta semplicemente dell'esperienza dei miei predecessori e delle lezioni apprese dai progetti a cui ho partecipato. Si prega di essere delicati se si riscontrano difetti.

Innanzitutto, vorrei spiegarvi che durante la fase di ricerca e sviluppo di un telefono cellulare (non di un produttore di telefoni imitatori) devono essere condotti molti esperimenti. Solo dopo tutti gli esperimenti si potrà dire che il design del telefono cellulare è completo. Credo che molte persone si siano rese conto che i test sperimentali sui telefoni cellulari sono un argomento così profondo solo dopo aver assistito al dibattito tra Wang Ziru e Lao Luo. In effetti, il numero di esperimenti richiesti durante la fase di verifica della progettazione di un telefono cellulare va oltre ogni immaginazione. Quando sviluppiamo telefoni cellulari, solitamente ne destiniamo almeno qualche centinaio a esperimenti distruttivi. Tra questi esperimenti, ce n'è uno strettamente correlato a questo incidente: l'esperimento della pressione dolce.

Questo esperimento di pressione delicata è un po' come piegare un telefono cellulare con le mani. Ecco un'introduzione al test di pressione morbida dei telefoni cellulari, in cui si afferma che lo standard nazionale è di 250 N esercitati 1000 volte. La forza di presa di un adulto normale è di circa 500 N, il che significa che lo standard nazionale è molto inferiore alla forza di presa di una persona normale. Pertanto, se il tuo telefono cellulare soddisfa a malapena i requisiti degli standard nazionali, sarà sicuramente pessimo nell'uso reale. Ma vi assicuriamo che attualmente nessun produttore tradizionale sta conducendo esperimenti basati su standard nazionali, ma utilizza invece standard molto più elevati.

Ma ecco il problema: non lavoro per Foxconn e non conosco davvero gli standard di compressione software di Apple. Qui si verificano due situazioni. Uno è che l'iPhone 6 non ha superato il precedente standard di compressione software di Apple, e Apple ha abbassato lo standard per motivi di progresso e altri motivi (sarei davvero arrabbiato se ciò accadesse per un telefono cellulare con un ciclo di sviluppo di un anno); l'altra situazione è che ha superato il precedente standard di compressione morbida, ma si è verificata una flessione durante l'uso effettivo, il che significa che lo standard è in ritardo rispetto alla situazione reale.

Ho notato la risposta ufficiale di Apple su questo argomento: "Inoltre, questi telefoni hanno inserti in acciaio inossidabile e titanio per rinforzare le aree ad alto stress. Eseguiamo anche test rigorosi durante tutto il ciclo di sviluppo, tra cui piegatura a tre punti, cicli di punti di pressione, seduta, torsione e ricerca degli utenti. iPhone 6 e iPhone 6 Plus soddisfano o superano tutti i nostri elevati standard di qualità e possono resistere alla prova dell'uso quotidiano quotidiano". Ciò dimostra che Apple ha notato questo problema durante la fase di progettazione e lo ha studiato specificamente. Credo che Apple non stia agendo superficialmente, ma ha fatto queste cose perché pensava che questi studi avessero coperto completamente le normali situazioni di utilizzo degli utenti (si noti che si tratta di normali situazioni di utilizzo).

Tuttavia, la realtà è che nessuno si è lamentato del fatto che gli iPhone 4 e 4S si siano piegati, ma ci sono state segnalazioni di piegamenti degli iPhone 5 e 5S causati da chi vi si è seduto. Per quanto riguarda l'iPhone 6, il problema è stato individuato subito dopo il suo lancio. Posso dirti che non sono strano? Analizziamo di seguito le motivazioni.

Innanzitutto chiariamo una cosa. Quando si dice che un telefono è piegato, si intende che il telefono non riesce a riprendere la sua forma originale dopo essere stato piegato. Non è inclusa la situazione in cui il telefono torna automaticamente alla sua forma originale dopo essere stato piegato (questo dovrebbe essere facile da capire). Questo è molto importante e lo capirai più avanti.

La facilità con cui un telefono cellulare si piega dipende da due fattori chiave: il materiale e la forma.

Innanzitutto parliamo dei materiali. Sulla base dell'esperienza quotidiana, tutti dovrebbero essere in grado di percepire che tra l'acciaio inossidabile, il metallo liquido (lega di zirconio), la lega di alluminio, la lega di magnesio e la plastica comunemente utilizzati nei telefoni cellulari, l'acciaio inossidabile ha le migliori prestazioni complessive in termini di rigidità (capacità di resistere alla deformazione) ed elasticità; la lega di zirconio e la lega di magnesio hanno una buona rigidità ma una scarsa elasticità; la plastica ha scarsa rigidità ma buona elasticità; e l'alluminio ha scarsa rigidità e scarsa elasticità. (Quanto sopra è solo un'introduzione generale, quindi per favore non criticatemi se siete dei professionisti. So che la rigidità del nylon più fibra di vetro non è peggiore di quella del metallo, ma non sto scrivendo una tesi, quindi va bene finché è abbastanza buono)

Il secondo è la forma. Possiamo immaginare il telefono cellulare come una scatola rettangolare con i lati vuoti. In base all'esperienza quotidiana, se le pareti laterali della scatola sono molto basse, la sua resistenza dipende fondamentalmente dal fondo. Se le pareti laterali sono molto alte, sarà difficile piegare il materiale relativamente morbido. Non c'è bisogno di spiegare il principio; tutti sanno per istinto che questa è la risposta giusta. Il rinforzo delle pareti laterali contribuirà sicuramente notevolmente alla resistenza complessiva. Naturalmente è possibile anche aumentare lo spessore del fondo.

Dopo aver compreso quanto sopra esposto, potrete analizzare insieme a me i cambiamenti strutturali di queste tre generazioni di iPhone.

La prima cosa che si nota dell'iPhone 4 e 4S è la spessa e alta piastra in acciaio inossidabile. Si stima che nessuno possa piegare questo anello d'acciaio a mani nude. Inoltre, smontando il telefono, si scopre che all'interno dell'anello d'acciaio è saldata una piastra in acciaio inossidabile, che ha la giusta resistenza. Naturalmente, anche il vetro su entrambi i lati ha dato un grande contributo, il che ha ulteriormente migliorato la rigidità dell'intera macchina (anche se il vetro si rompe facilmente, la rigidità è comunque piuttosto buona).

L'iPhone 5 e 5S erano realizzati in alluminio, il che ha comportato una drastica riduzione della resistenza dell'intero dispositivo. Questo perché l'alluminio è relativamente morbido e troppo soggetto a deformazione plastica (non riesce a tornare alla sua forma originale dopo la deformazione), quindi si piegherà direttamente quando gli viene applicata una forza maggiore (ad esempio quando ci si siede). Applicando la stessa forza all'iPhone 4, innanzitutto l'intero dispositivo risulta robusto e non si piega facilmente. In secondo luogo, la forza è troppo elevata e il vetro si rompe prima. Strutturalmente, lo spessore dell'intera macchina è ridotto e le pareti laterali sono più corte. Rispetto al modello di scatola precedente, la resistenza alla flessione è peggiore.

Come immagino tutti abbiano notato, l'iPhone 6 e l'iPhone Plus sono diventati più sottili e più grandi. Secondo il principio della leva, quando si applica la stessa forza ai bordi superiore e inferiore del telefono, la coppia al centro aumenta notevolmente. Questo spiega anche perché quelli Plus sono quelli che si piegano. Anche la posizione della piega è facile da spiegare. Il pulsante del volume, la posizione del logo e il pulsante di accensione si trovano esattamente nella stessa posizione orizzontale e sono i punti in cui il corpo è scavato, che sono anche le parti più deboli del corpo.

Ormai tutti dovrebbero aver capito che Apple si trova ad affrontare un problema spinoso anche nella progettazione dei telefoni cellulari: la struttura dovrebbe scendere a compromessi con il design industriale o il design industriale dovrebbe scendere a compromessi con la struttura? Al momento sembra che anche Apple stia sfidando i limiti passo dopo passo, ma la tendenza di fondo è quella di ridurre costantemente l'affidabilità strutturale. Perché Apple avrebbe sicuramente potuto aumentare la resistenza dell'intero telefono aumentandone lo spessore (bastano solo 0,5 mm), ma non lo ha fatto. Ci devono essere molte ragioni, ad esempio l'aumento del peso e dello spessore del telefono, che influenzeranno la sensazione al tatto e così via. Trattandosi di un prodotto importante di una grandissima azienda, prima di fare questa scelta è necessario effettuare una valutazione molto attenta. Non devono essere stupidi come dicono alcuni su Internet, o arroganti, o guardare dall'alto in basso i consumatori, ecc. Invece, hanno calcolato i pro e i contro in modo chiaro, credendo che la piegatura sarebbe un evento poco probabile, e che un prodotto sottile e leggero può attrarre più consumatori. In breve, è il risultato di un compromesso: non esiste un giusto o uno sbagliato. (Certo, se la situazione reale è che Jonathan e Cook hanno imitato Steve Jobs e hanno sbattuto il tavolo contro gli ingegneri Apple che lavorano duramente e hanno detto, "Voglio questo design! Fatelo per me!!", allora ignorate semplicemente quello che ho detto sopra...)

Qualcuno potrebbe chiedersi perché i prodotti Apple si piegano sempre (Cook sostiene l'omosessualità??), e non ho mai sentito di prodotti di altri produttori che si piegano così facilmente? Tralasciando l'attualità del marchio (a nessuno importa, anche se il telefono imitato può essere piegato a occhio nudo), la ragione principale è: guardatevi intorno e vedete quale altra azienda utilizzerebbe un design come quello di Apple? Il design generale è una grande struttura a sandwich in plastica, solitamente composta da un guscio anteriore (con inserti in acciaio inossidabile o lega di magnesio), un guscio centrale (o guscio posteriore, solitamente placcato sotto vuoto per renderlo lucido come il metallo) e un coperchio della batteria. Il modello di questo tipo è Samsung. Per non parlare della rigidità della lega di magnesio: la plastica che la riveste ha una buona resilienza. Anche se piegato, rimbalzerà immediatamente indietro, come se non fosse stato piegato affatto.

Naturalmente, esistono i computer all-in-one, generalmente costituiti da un guscio di plastica monoblocco con un telaio interno in acciaio inossidabile o in lega di magnesio, e la loro resistenza è indubitabile. Qualcuno dirà sicuramente M7, anche il retro è in lega di alluminio. Sì, il retro è in lega di alluminio, ma i lati? I lati sono realizzati in plastica spessa, e l'intero telefono è molto spesso, e l'interno della scocca è rinforzato con acciaio inossidabile, quindi dovrebbe essere più che sufficiente (quando vedete che il coperchio della batteria in lega di alluminio sul retro della versione cinese di HTC ONE è rimovibile, dovete sapere che la lega di alluminio sul retro è solo per decorazione). C'è chi parla di telefoni ultrasottili. Vai a vedere quale azienda osa usare la lega di alluminio come telaio principale per i suoi telefoni ultrasottili? Chi ha utilizzato macchine ultrasottili avrà sicuramente notato che una macchina troppo sottile, anche se si utilizza l'acciaio inossidabile per la struttura principale, è comunque meno durevole di una macchina spessa, quindi bisogna sempre stare attenti.

La conclusione è che se Apple insiste nell'utilizzare questo materiale e questa struttura, dovrà naturalmente assumersi i rischi che ne conseguono. Se un difetto di progettazione si riferisce alle carenze intrinseche di una soluzione progettuale, allora l'incidente di flessione può effettivamente essere definito un difetto di progettazione.

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Parte supplementare: Qualcuno mi ha ricordato che anche l'M8 ha una scocca posteriore interamente in lega di alluminio, come l'iPhone 6 (davo per scontato che l'M7 e l'M8 fossero uguali, mi dispiace). Ho esaminato attentamente lo schema di smontaggio ed è effettivamente così. Tuttavia, a prima vista, il design dei due può sembrare simile, ma in realtà ci sono enormi differenze e anche la resistenza è molto diversa. Diamo un'occhiata a due immagini dello smontaggio di Apple:

È diviso in due parti: una è il modulo touchscreen e display full-fit, mentre l'altra è una cover posteriore integrata in lega di alluminio. Sebbene ci sia una sottile piastra di acciaio nella parte inferiore del display, è troppo sottile (il motivo principale) e serve solo a proteggere il display. Un'altra funzione è quella di avere clip più lunghe per fissare il gruppo display. In questo caso, la resistenza dell'intera macchina è data solo dalla cover posteriore in lega di alluminio e dal touch screen. Diamo un'occhiata allo schema di smontaggio M8:

Un'osservazione attenta rivela che la scocca posteriore in lega di alluminio dell'M8 è indipendente, equivalente al coperchio della batteria, mentre l'altra struttura principale è la scocca anteriore in plastica con inserti in acciaio inossidabile al centro del ritratto di famiglia. Inoltre, è spesso 9,35 mm! ! ! Quello di Apple è di 7,1 mm. È opportuno sapere che l'altezza della parete laterale ha un impatto significativo sulla resistenza alla flessione.

Questo confronto può illustrare gli stili di design dei due produttori. Sebbene entrambi abbiano una scocca posteriore in lega di alluminio integrata, l'obiettivo di Apple è di realizzare dispositivi sottili e leggeri, mentre HTC si concentra maggiormente su solidità e affidabilità (naturalmente, potrebbe anche darsi che HTC non riesca a ottenere componenti sottili e leggeri, quindi deve semplicemente adattarsi e progettarli in modo che siano più solidi e spessi).

In breve, la conclusione è sempre la stessa. Apple ha sacrificato parte dell'affidabilità per renderlo più sottile e leggero. (A proposito, se l'iPhone 6 è progettato per essere spesso quanto l'M8, ma non facile da piegare, lo compreresti comunque? Io no.)

Voglio anche dire che spero che non abbiate l'illusione che gli altri telefoni cellulari non possano essere piegati. Voglio solo confrontare se sono facili da piegare in condizioni di utilizzo normale e anche la resistenza relativa di macchine diverse. Non ha senso condurre esperimenti distruttivi senza uno standard ragionevole.

Qualcuno mi ha anche ricordato che l'M8 è più debole. Non so se è perché il test di flessione dell'iPhone 6 in questo video include il confronto tra HTC M8 e Moto X. Ho esaminato più da vicino la situazione di piegatura come mostrato di seguito:

Secondo le tre immagini sopra, l'iPhone 6 è solo leggermente piegato, lo schermo dell'M8 è arcuato verso l'alto e l'iPhone 6 Plus è palesemente piegato. Alcuni studenti potrebbero pensare che questo dimostri che la curvatura dell'iPhone 6 è più piccola di quella dell'M8, il che significa che il design dell'M8 non è molto buono.

Ma vi prego di guardare attentamente il video. Quando lo schermo dell'M8 si gonfia, il bordo della scocca posteriore in lega di alluminio rimane piatto. L'uomo grasso nel video ha anche detto che quando si applica forza, lo schermo si inclina verso l'alto, ma quando si rilascia la presa, lo schermo torna nella sua posizione originale. In base a ciò, ritengo che il design dell'M8 sia più solido e che l'intera macchina sia più solida, ma presenta anche dei difetti, che causano il distacco del nastro biadesivo dello schermo e il rigonfiamento dello schermo quando viene sottoposto a forza.

Ci sono due problemi principali. Innanzitutto, la copertina posteriore presenta un grande arco. Piegandolo con le mani, il centro del telefono si abbasserà facilmente, per poi colpire il gruppo dello schermo e sollevarlo. Una volta lasciato andare, il telefono riprende la sua forma originale, il che significa che si tratta di una deformazione elastica e non si verificano deformazioni importanti, ma la parte centrale della scocca posteriore dovrebbe affondare leggermente. Un altro motivo potrebbe essere che la scocca posteriore in lega di alluminio dell'M8 assomiglia troppo al coperchio della batteria e non è fissata saldamente alla scocca anteriore (naturalmente, questo non rappresenta un problema per l'uso quotidiano).

In generale, penso ancora che la probabilità che l'M8 si pieghi in modo permanente nella vita reale sia molto più bassa di quella dell'iPhone 6 e Plus. Naturalmente, tutti sono benvenuti a darmi uno schiaffo in faccia, imparare insieme e analizzare insieme. (Di nuovo, sono solo una persona empirica, gli accademici non dovrebbero prenderlo troppo sul serio)

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.