Chi dovresti scegliere tra il pesce e la zampa d'orso? Analisi della competitività delle carrozzerie in metallo e plastica

Nel mercato attuale della telefonia mobile, la guerra tra produttori si è gradualmente estesa da una singola configurazione a ogni aspetto di un telefono cellulare, e il "temperamento", la "sensazione" e la "lucentezza" del prodotto sono gli aspetti più difficili da comprendere. Questa esperienza altamente soggettiva rappresenta una vera sfida per molti produttori, abituati a concentrarsi sugli slogan di marketing e non sul design.

Ma i tempi vanno avanti e molti produttori hanno iniziato a seguire la cosiddetta economia dell'esperienza. Hanno iniziato a definire il linguaggio di design dei loro prodotti e a scegliere materiali diversi per i telefoni cellulari, nella speranza di creare un prodotto dal carattere unico. Tuttavia, nel corso del processo, cominciarono a emergere molti problemi tecnici o di mercato e scoprirono che il temperamento del prodotto non era così facile da creare. Oggi parleremo del fattore che ha il maggiore impatto sulla qualità del prodotto in termini di tecnologia ed esperienza: il materiale della carrozzeria.

Infatti, il metallo e la plastica sono i materiali più utilizzati nei telefoni cellulari, ma sono anche i due materiali più opposti per temperamento. L'autore spera che analizzando i vantaggi e gli svantaggi di questi due materiali, tutti possano comprendere i compromessi tra "guadagni" e "scarto" di alcuni produttori.

Elenco dei fattori che si oppongono ai metalli e alle plastiche

Innanzitutto, facciamo il punto sui fattori di conflitto tra metallo e plastica: il metallo è costoso, la plastica è economica; il metallo non è facile da lavorare, la plastica è facile da modellare; il metallo ha problemi di segnale, la plastica no; il metallo ha una buona consistenza, la plastica sembra scadente; il metallo non è facile da colorare, la plastica è facile da colorare; il metallo è forte, la plastica è debole; il metallo è difficile da riparare, gli accessori in plastica sono facili da trovare, ecc. Cominciamo con il materiale metallico.

Materiale metallico aristocratico

L'uso di materiali metallici non ha avuto origine nell'era degli smartphone. Già con l'avvento dei feature phone, molti produttori iniziarono a utilizzare vari materiali metallici. L'unica differenza è che i materiali metallici utilizzati a quel tempo erano principalmente "acciaio" e "lega di magnesio-alluminio", mentre l'"alluminio anodizzato" apparso in seguito sull'iPhone serviva per una migliore resistenza all'usura e per ottenere effetti di colorazione migliori.

1. Lucentezza metallica e sensazione delicata e fresca e pesante

Il vantaggio principale dell'utilizzo di materiali metallici è ovviamente la possibilità di conferire al prodotto la lucentezza e il tocco unici del metallo. Il tocco unico, fresco e delicato del metallo deriva dalla sua buona conduttività termica e dalla sua densa struttura atomica, mentre la sua splendida lucentezza metallica è dovuta al fatto che la maggior parte della luce rilasciata dagli elettroni liberi all'interno del metallo dopo aver assorbito la luce esterna è luce visibile. Ecco perché il metallo appare "lucido" dopo la lucidatura.

Il metallo è più pesante della plastica, ma il grado di pesantezza varia da metallo a metallo. Ad esempio, la lega di magnesio e alluminio è più leggera dell'acciaio a parità di resistenza, ma il suo prezzo è molto più elevato dell'acciaio. Pertanto, se si vuole che un telefono cellulare sia il più leggero e sottile possibile, senza rinunciare alla resistenza, si deve utilizzare la più costosa lega di magnesio e alluminio. Ma se sia meglio essere più leggeri o più pesanti, penso che ognuno abbia la sua opinione. Personalmente preferisco i telefoni sottili e leggeri, ma molti miei amici dicono che i telefoni sottili e leggeri non danno alcun "senso del tatto" e sono leggeri come giocattoli. Si tratta quindi di una questione molto complicata. Dipende da come i produttori di telefoni cellulari bilanciano la situazione.

2. Elevata resistenza e alta difficoltà di lavorazione

Xiaomi Mi 4 utilizza una struttura in metallo per aumentarne la resistenza, ma anche il processo di lavorazione è molto lungo.

Una delle caratteristiche principali dei materiali metallici è che sono generalmente robusti e la loro resistenza alla trazione, alla compressione e alla flessione è molto più elevata rispetto alla plastica. Ecco perché molti produttori utilizzano materiali metallici per realizzare la cornice centrale, il bordo o la cover posteriore, anche se non utilizzano metallo per realizzare la scocca del telefono cellulare (proprio come l'iPhone 5c che ha una cornice centrale in metallo all'interno della scocca in policarbonato per aumentare la resistenza della scocca). Per riuscire a incastrare uno schermo più grande nello spazio limitato di un telefono cellulare impugnabile con una sola mano, molti telefoni cellulari devono oggi restringere sempre di più i loro bordi. Ciò richiederà inevitabilmente una maggiore resistenza dei bordi, pertanto i materiali metallici ad alta resistenza sono diventati la prima scelta per i telefoni cellulari con bordi stretti.

Tuttavia, la resistenza dei materiali metallici non è del tutto uguale alla resistenza del corpo metallico. Se pensi di poter usare in modo improprio il telefono solo perché è fatto di metallo, sarai nei guai se il telefono si piega perché ti ci siedi sopra. Sebbene il metallo sia resistente, ha scarsa tenacità. Una volta deformato, è difficile ripristinarlo (soprattutto nel caso dei telefoni cellulari con scocca in lega di alluminio).

Inoltre, a causa della sua resistenza, il metallo è più difficile da lavorare della plastica. In genere, lo stampaggio di materiali plastici richiede un solo stampo, mentre i materiali metallici richiedono una serie di lavorazioni, come il taglio e la lucidatura. Non solo i requisiti di lavorazione sono più elevati, ma anche i tempi di lavorazione sono molto più lunghi rispetto a quelli della plastica. Pertanto, in molti mercati che richiedono una risposta rapida, è improbabile che gli involucri metallici, che richiedono molto tempo e manodopera, possano ottenere un vantaggio.

3. Elevata durezza, antigraffio, antigraffio, difficile da colorare

La cornice dell'iPhone 5 si stacca facilmente

Rispetto alle plastiche comuni, i materiali metallici sono più duri, per cui i corpi metallici presentano evidenti vantaggi in termini di resistenza ai graffi e resistenza alle abrasioni. Tuttavia, se sulla fusoliera è presente del colore, questo verrà graffiato via.

Anche questo è un grosso problema per i metalli: la stabilità della colorazione è scarsa. A differenza della plastica, i coloranti non possono essere aggiunti direttamente ai metalli durante il processo di stampaggio. Possono essere colorati solo tramite spruzzatura o galvanizzazione sulla superficie metallica. Sebbene questo processo di colorazione sia più complicato e costoso di quello della plastica, la sua capacità di adesione è di gran lunga inferiore a quella della plastica. L'unico vantaggio è che questi processi possono aggiungere una resa cromatica alla splendida lucentezza metallica, migliorando ulteriormente la consistenza dell'intera macchina.

Apple è un'esperta in questa tecnica, ma anche lei l'ha già sperimentata in passato. Tutti dovrebbero ancora ricordare il tanto criticato incidente della "vernice scrostata" avvenuto quando venne lanciato per la prima volta l'iPhone 5. Per risolvere questo problema, Apple è stata infine costretta a ridurre il nero puro originale a un grigio siderale più chiaro sulla nuova generazione di iPhone 5S (i colori chiari hanno un'aderenza maggiore rispetto ai colori scuri). Pertanto, quando i produttori scelgono un corpo in metallo, devono considerare anche la questione della colorazione. Dopotutto, la domanda di mercato per colori multipli è ancora molto forte.

4. Proprietà dei conduttori metallici e problemi di segnale

Jobs era preoccupato per il problema dell'antenna dell'iPhone 4

Se dovessimo indicare la difficoltà maggiore nella produzione di telefoni cellulari con involucro metallico, diremmo naturalmente il problema del segnale. Non importa quanto sia raffinato il tuo involucro, un telefono cellulare è pur sempre un telefono cellulare e deve comunque trasmettere e ricevere segnali. Le buone proprietà conduttive del metallo influiscono notevolmente sulle prestazioni delle antenne dei telefoni cellulari, motivo per cui molti produttori sono restii a utilizzare involucri metallici.

Attualmente, i telefoni cellulari con involucro metallico (che si tratti della cornice, della parte centrale o della cover posteriore) scelgono generalmente di utilizzare altri supporti non conduttivi (ad esempio la gomma) per isolare le parti metalliche in modo che il segnale possa passare bene. Ma anche se questo può migliorare il problema del segnale, la scelta dei materiali di partizione, la larghezza della partizione, la posizione della partizione e altri aspetti comporteranno ingenti costi di ricerca e sviluppo. Anche con costi così elevati, i problemi possono facilmente verificarsi. L'esempio più famoso è l'incidente dell'"antenna gate" dell'iPhone 4.

La soluzione adottata dall'iPhone 4 è quella di utilizzare direttamente la cornice in acciaio inossidabile come due antenne: una parte è l'antenna WIFI/GPS/Bluetooth, l'altra è l'antenna 3G e, al centro, c'è il familiare "spazio" che non trasmette alcun segnale quando lo si tiene in mano. A causa di un difetto di progettazione di Apple, quando si tiene in mano il telefono, il corpo umano, in quanto buon conduttore, metterà in cortocircuito le due "antenne di confine" originariamente separate, modificando così la lunghezza utile dell'antenna (la lunghezza dell'antenna determina in larga misura la sua frequenza di risonanza, quindi influirà sulla trasmissione e sulla ricezione dei segnali). E poiché il corpo umano è a contatto diretto con l'antenna, ciò causerà una variazione significativa nell'impedenza dell'antenna, che a sua volta causerà problemi di adattamento dell'impedenza tra l'antenna e il terminale, il che ridurrà significativamente anche l'efficienza di lavoro dell'intera antenna. Quindi la "presa mortale" è diventata una cosa naturale.

Le soluzioni attualmente adottate da altri produttori consistono nel costruire direttamente l'antenna all'interno per impedire il contatto umano con l'antenna; in caso contrario, se si vuole realizzare un'antenna esterna, la superficie metallica deve essere anodizzata per formare uno strato di ossido denso che elimini le interferenze causate dalle mani dell'uomo (lo strato di ossido è isolante). Naturalmente esistono altri metodi. Ad esempio, l'iPhone 4S di Apple utilizza la commutazione intelligente a doppia antenna e la modifica della posizione della "partizione" per risolvere il problema del segnale. Possiamo quindi vedere che l'utilizzo di un involucro metallico impone requisiti molto elevati alla progettazione dell'antenna di un telefono cellulare. Molti produttori non sono disposti a sostenere tali costi e rischi di progettazione.

Materiale plastico economico e di alta qualità

Nella nostra vita quotidiana vediamo spesso materiali plastici, ma la plastica utilizzata nei telefoni cellulari è leggermente diversa dalle plastiche comunemente utilizzate nella vita di tutti i giorni. Prendiamo come esempio il più diffuso "policarbonato". La sua resistenza agli urti e la sua robustezza strutturale sono molto più elevate rispetto alle plastiche comuni. Ecco perché il "policarbonato" ha gradualmente sostituito l'originale plastica "ABS" ed è diventato il materiale plastico preferito dai produttori odierni.

1. Prezzo basso, facile da elaborare e sensazione di economicità

La facilità di lavorazione è probabilmente la proprietà più vantaggiosa delle materie plastiche. Poiché le materie plastiche vengono realizzate principalmente mediante stampaggio a iniezione, pressatura e altri processi, risultano molto vantaggiose nella produzione su larga scala, a differenza di alcuni gusci metallici il cui processo di produzione richiede decine di ore. Si tratta di una grande tentazione per i produttori che hanno bisogno di completare grandi volumi di fornitura in un breve lasso di tempo (come Samsung).

Tuttavia, questo processo conferisce alla plastica un aspetto scadente. Poiché durante la lavorazione la plastica passa dallo stato solido a quello fuso e poi di nuovo allo stato solido, i cambiamenti di forma causati da tale restringimento rendono difficile per i prodotti in plastica mantenere un buon grado di raffinatezza. Pertanto, alla fine, si verificheranno molti errori incontrollabili sui bordi o sulle giunture del prodotto in plastica finito. Ad esempio, la cover posteriore non è ben aderente, ci sono sbavature sul retro della cornice e altri problemi che avranno un grande impatto sulla consistenza del telefono. Nei primi tempi, molti produttori realizzavano telefoni cellulari in plastica realizzando prima gli stampi, stampando in grandi quantità i vari componenti della scocca e poi "assemblandoli" insieme. I telefoni cellulari realizzati in questo modo presentano spesso numerose piccole fessure sulla scocca e tendono a scolorirsi. Quindi alla "plastica" viene attribuita l'etichetta di economicità.

Tuttavia, alcuni produttori (come Apple e Nokia) stanno iniziando a utilizzare macchine utensili per la lavorazione della plastica. Nello specifico, un intero pezzo di plastica colorata in policarbonato viene forato con un trapano per creare le aperture e gli spazi necessari per la fotocamera, l'altoparlante, il pulsante di accensione, il pulsante del volume, ecc. In questo modo si può garantire la sensazione generale e la raffinatezza del corpo, motivo per cui l'iPhone 5C e la serie Lumia di Nokia, sebbene utilizzino anch'essi corpi in plastica, non danno affatto alle persone una sensazione di scarsa qualità.

2. Più leggero del metallo e con resistenza e durezza sufficienti

I materiali plastici sono generalmente più leggeri di quelli metallici, ma questa affermazione non è rigorosa. Perché esistono metalli più leggeri come la "lega di magnesio-alluminio" e plastiche più pesanti come il "policarbonato". Ma nel complesso la plastica è ancora più leggera.

Sebbene la plastica sia leggera, mantiene comunque una buona resistenza. Prendiamo ad esempio il "policarbonato": la sua durezza è molto più elevata di quella della plastica comune e anche la sua robustezza e resistenza alla fatica sono eccellenti (ecco perché il detto secondo cui i telefoni Nokia possono "rompere le noci" è stato tramandato dall'era dei feature phone fino all'era dei Lumia). Un'altra eccellente proprietà della plastica è quella di avere un certo grado di elasticità, cioè la capacità di riprendere la sua forma originale dopo aver subito un urto. Tuttavia, nonostante il metallo sia duro, è difficile garantire che abbia un'eccellente tenacità. In genere, se il veicolo cade si ammacca, mentre se ci si siede sopra si piega. La plastica può avere sia resistenza che tenacia, mantenendo al contempo un certo livello di resistenza, il che rappresenta un raro vantaggio della plastica.

3. Facile da colorare e isolare e impatto minimo sul segnale

Un altro vantaggio della plastica è che può essere realizzata in diversi colori. Attualmente esistono due metodi per colorare la plastica: a spruzzo e con miscelazione. Naturalmente, la miscelazione è il processo di colorazione più vantaggioso per le materie plastiche. Ma essere facili da colorare è una cosa, essere in grado di produrre colori gradevoli alla vista è un'altra. Ciò pone requisiti molto elevati nella selezione dei materiali di base, nella miscelazione delle particelle di colore corrispondente, nella temperatura di miscelazione, nel grado di uniformità dell'agitazione e nel processo di raffreddamento. Dal punto di vista tecnico è ancora molto difficile produrre una scocca bella, con colori vivaci e una lucentezza delicata come quella della serie iPhone 5C o Lumia.

Le proprietà isolanti della plastica fanno sì che questa non diventi una barriera tra l'antenna e il segnale, il che significa che c'è una restrizione in meno nella progettazione dell'antenna all'interno di un telefono cellulare, dove ogni centimetro di spazio è prezioso. Non sottovalutate questa restrizione, potrebbe significare risparmiare enormi costi di ricerca e sviluppo, quindi il basso costo della plastica si riflette anche qui.

4. Facile manutenzione e bassi costi di sostituzione e batteria rimovibile

HTC M8 è il tipo che è difficile da riparare

In senso stretto, questo non è un vantaggio della plastica in sé, ma un vantaggio che ne deriva. Samsung è stata riluttante a rinunciare alle scocche in plastica. Uno dei motivi principali è che la batteria, alloggiata in un corpo di plastica, può essere rimossa. Sebbene i corpi integrati stiano diventando sempre più popolari, quando il telefono si blocca e inconsciamente si desidera scollegare la batteria, ci si accorge che non c'è alcuna batteria da scollegare. E il power bank mobile non è diventato popolare solo dopo che la batteria è diventata un dispositivo integrato che non poteva essere rimosso?

Oltre alla cover posteriore rimovibile, anche la scocca in plastica è relativamente facile da riparare per motivi economici. Il corpo in plastica può essere montato premendo un pulsante, quindi è molto comodo da smontare e montare in molti casi, mentre quello in metallo è più problematico. La plastica presenta quindi anche un vantaggio in termini di manutenzione.

Motivi culturali per cui il metallo è di alta qualità e la plastica è economica

La battaglia tra metallo e plastica coinvolge non solo le tangibili "ragioni concrete" di prestazioni e aspetto effettivo, ma anche alcune "ragioni sobrie" culturali.

Materiali come la plastica e le fibre chimiche sono prodotti della chimica moderna e hanno appena raggiunto la produzione industriale su larga scala. Per questo motivo, fin dall'inizio la sua immagine è stata quella di essere popolare, comune ed economico, il che costituisce sia il vantaggio di questo tipo di materiale sia il motivo per cui la sua qualità non può essere migliorata. Quindi, man mano che gli standard di vita delle persone migliorano, queste cominciano lentamente ad avere antipatia per questo genere di materiali onnipresenti e a cercare materiali più "di alta qualità". Questo è uno dei motivi per cui molte persone non sono disposte a indossare materiali artificiali e preferiscono cotone e lino puri di alta qualità.

Probabilmente è difficile dire se un materiale è costoso perché è raro o raro perché è costoso. Ma come persona razionale, anche il valore del materiale stesso deve essere espresso attraverso il prodotto finito. Proprio come l'acciaio inossidabile austenitico 305 di Lei Jun, sebbene sia molto economico, dopo una serie di precisi processi di lavorazione per tagliare i 290 grammi in più, il telaio rimanente non sembra affatto un prodotto economico. Quindi, in ultima analisi, i materiali sono destinati all'uso umano: dipende solo da come li si usa.

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.