真材实料说设计:手机为何会弯？

2014-11-12 17:32:24
类型：原创
来源：电脑报
报纸编辑：黎坤
作者：

【电脑报在线】如果说库克船长弯了，那只是他自己的事，那iPhone 5开始弯，iPhone 6非常弯，连号称三防的索尼Xperia Z3也挡不住“时尚”的诱惑，玩起了弯曲的艺术，那事情就闹大了。弯曲这个魔咒怎么就降临到手机身上，又是什么的手机，最容易被弯曲门困扰呢？

如果说库克船长弯了，那只是他自己的事，那iPhone 5开始弯，iPhone 6非常弯，连号称三防的索尼Xperia Z3也挡不住“时尚”的诱惑，玩起了弯曲的艺术，那事情就闹大了。弯曲这个魔咒怎么就降临到手机身上，又是什么的手机，最容易被弯曲门困扰呢？

易弯病因之一：大屏+超薄削弱了机身强度
大屏，超薄，无疑是手机发展的方向，不过，这也成为手机“弯曲门”的原罪。从物理学来看，根据杠杆原理，在较长的手机正反面施力时，因为力臂较长，所以即便是轻轻用劲，手机中部的侧边框架也会承受到较大的力，而随着手机厚度的不断降低，侧边越来越薄，自然也就容易被掰弯了。
而从实际使用场景来看，大多数人会将手机放进裤兜里，当使用者坐下时，大腿和髋部就会挤压手机，而牛仔裤更会压紧手机，这就相当于用很大的力来折弯手机，这也正是大多手机出现弯折的最大原因！

索尼Xperia Z系列也遇上了弯曲门

当大屏超薄手机遇上牛仔裤，弯曲的危险加倍

易弯病因之二：金属边框刚性有余而弹性不足
不少人觉得，想要大屏超薄而不弯，那就用高强度的金属材质，肯定比用塑料好。但你可能没想到，真正不容易变弯的恰好是塑料外壳的手机，例如uBreakiFixCo团队就曾经对铝合金外壳的 iPhone 6 Plus和塑料外壳的Galaxy Note 3进行过弯曲测试，在施加100磅（约合45.35kg）的压力后塑料外壳的Galaxy Note 3中部下沉了4.5mm，较之金属外壳iPhone 6 Plus的3.25mm形变要大不少。但当外力撤销后，Note 3几乎立即恢复原状，而金属外壳iPhone 6 Plus就已经明显弯了。
这样的测试，也就解释了为什么日常遭遇弯曲门的，都是那些金属外壳的手机，毕竟塑料外壳强度虽然差点，但其韧性要更好，因此，即便外力下被拗弯，一旦外力撤除，它就能恢复原状，当然，塑料材质一旦弯曲到一定程度就会折断，而想要折断金属则需要更大的力量。

在相同力量下，塑料外壳的Note3变形更加严重，但可以自动恢复

抛开过分变形导致的主板、屏幕损坏等问题暂时不谈（意思是:如果变形太大手机无论如何都死定了，完全也得有限度），有高刚性（抵抗变形的能力）和高韧性（变形后在外力撤销后能恢复原形）的材质，无疑是超薄大屏手机的最佳选择。从常用材料来看，不锈钢在这两点上都有不错的表现，但其缺点是密度太大，使用这样的材质，会明显增加手机重量；铝合金则是刚性和弹性都不足，但在加工工艺和成本上的诸多优势，让它反倒成为金属手机中最外常用的材质，而这也成为催生弯曲门的一个主要原因。就拿iPhone来说，4S时代的不锈钢边框几乎没有弯曲现象，而在iPhone 5改用铝合金之后弯曲现象就出现了，在屏幕更大的iPhone 6中终于达到极致，而这一点与前面所说的手机变大变薄更不抗弯也是相辅相成的。

易弯病因之三：机身内部缺乏强化结构
尽管iPhone 6的弯曲门闹得轰轰烈烈，但说句实话，要拗弯它，还得找对位置才行－－顺着音量减小键下拗会事半功倍，实际情况也是如此，几乎每一台弯曲的iPhone 6，其折弯点都在音量键下方。

所有iPhone 6的折弯点都在音量减小键上，而这也正是该机外壳的弱点所在

弯折点普遍出现在同一部位，那就是这一部位的强度最低。其实从外形上我们也可以做出一些解释——为了预留按键孔位，就必须在侧边上开口，这就破坏了边框的整体性，降低了强度。
那为什么折弯点只在音量减少键下方，而不是按键的其他位置呢？在拆机后我们发现，为弥补按键开口造成的强度降低，苹果在iPhone 6的按键内部还添加了一块增强板，但这块增强板在音量减小键下方位置开有两面内凹的槽，这里就成为增强板上强度最低的地方。与此同时，iPhone 6的LOGO是在底板上开口并嵌入不锈钢板来完成的，这也就破坏了底板的整体性和承力强度。在另一侧，电源键在侧壁的开口也形成一个薄弱点。最关键的是这三个薄弱点正好连成了一条“死亡线”，这也是iPhone 6折弯点高度一致的原因。

结构强度缺陷，让iPhone6容易在同一部位产生弯曲

延伸阅读：什么样的大屏手机不易弯？
前文列举了诸多导致大屏手机容易弯曲的原因，那什么样的手机不容易弯呢？其实道理很简单，要抗拒外力导致的弯曲，从手机设计上来讲有两条路可以走，一是以刚克刚，你强我更强；二是以柔克刚，弯了还能自我恢复。

以刚克刚：柱面/弧面机身抗弯强度更高

举个例子就很好理解了，中国古代的青铜剑由于青铜的刚性不够，所以剑身大都做成8个切面，从而增加剑身的坚固程度，后来到唐代流行钢剑的时候，钢材强度和韧性大大增加，只需要做成4个切面就能保证强度了。
这其实对于手机也是一样的，就以HTC的M8为例，它的机身背部设计成了弧形，这比同样采用金属机身但背面是平面的iPhone6抗弯折能力强很多。所以，除非材质的强度有了划时代的飞跃，否则弧面背盖一定比平面背盖的抗弯能力更强。