unibody,翻譯成中文,意思為:一體成型;一體化;一體成型機身。對這種工藝的了解,百度百科上的解釋為:一種把鋁合金,擠壓成闆材,然後通過數控機床一體成型的機械加工技術。這是主要針對一塊金屬材料(尤其鋁合金)通過cnc加工出具有一體化結構特征的零件。這樣的一個零件,具有整體性特征,既充當了一個産品的大部分外觀,同時也充當了内部零件固定的架構。

而我的了解為,不單單是針對金屬零件,也可以針對其他材料,如塑膠,通過一體注塑成型工藝(uni moulding),可以制造出一體化的外殼零件,這種外殼零件如按傳統注塑工藝無法正常出模,需要通過拆分多個零件最後組裝成一個整體。然而,如果采用一體注塑成型工藝,可得到非常簡潔的外觀形态,同時零件數量減少,減少兩個零件之間的接縫。
是以,unibody一體成型工藝大緻分為:
1、金屬unibody
2、塑膠unibody
3、陶瓷unibody
其中金屬unibody應用最廣泛,是以如沒特殊注明,unibody一般特指金屬unibody,unibody的技術的發展還是歸功于蘋果公司,是他首次把這種一體化機身成型技術應用在消費類電子産品上,得到大量好評後,其他公司紛紛跟進,金屬一體化外殼手機成了當時各家手機共同點。
由于鋁合金具有良好的機械加工性能,且通過陽極氧化着色後可得到多種不同顔色的漂亮外觀,鋁合金陽極氧化unibody一體成型機身成為了蘋果當時全系列産品設計的主基調,時至今日還在沿用。
然而,當時首次把這種一體化機身成型技術應用在消費類電子産品上并不是iphone手機,而是macbook air,一款薄到可以裝進檔案袋的筆記本電腦。
2008年macbook air釋出會
macbook air的顯示屏與主機身均采用unibody一體成型機身設計,絕大部分零件通過螺絲固定到具有高精度的一體化鋁合金機身上,這樣做的好處正如蘋果前首席設計官喬納森·艾維(jony ive)所說:“當你面對不同的部件,除了尺寸和重量的增加外,還提高了潛在的失誤發生率。而這次重大突破,就是我們把所有的那些零部件,隻用一個部件代替,那就是unibody。”
喬納森·艾維:unibody一體成型機身設計的介紹
智能手機機身采用鋁合金陽極氧化unibody一體成型機身,是從2012年蘋果釋出iphone 5開始,當然iphone 5是(半)unibody鋁合金機身,還不算是全unibody鋁合金機身,因為為了避免信号被金屬層屏蔽,iphone 5 和 後面的5s 都将機身後面的上下兩段镂空,替換成玻璃蓋闆,形成了三段式的結構。
到了iphone 6,蘋果把 iphone 5 後背的玻璃蓋闆去掉了,手機從外觀上看就剩兩個大元件:螢幕和機身。在手機領域,這在一定意義上算是真正的全金屬機身了。
當然,由于出于對天線信号的考慮,蘋果不得不在鋁合金機身後蓋上通過納米注塑鑲嵌四段塑膠條,雖然觸覺上已經處理得非常完美并趨于一體化,在金屬與塑膠之間幾乎感覺不到間隙和段差,但是這幾條「白帶」對于視覺的影響,甚至比原來iphone 5和5s 的「金屬+玻璃」的三段式結構更甚,以至于當時一釋出就被大量吐槽。
當時人們對于 iphone 6 銀色版本的吐槽會更少些,因為這個款式的天線條顔色,會更接近于後蓋原本的配色,而不會像金色和玫瑰金那麼明顯突兀。
至于為什麼不把塑膠天線條的顔色做到跟機身接近呢?
首先,納米注塑可采用的塑膠一般有pps、pbt、pa6、pa66、ppa等這幾種工程塑膠,工程塑膠本色的着色性不好,難以做出鮮豔的顔色,同時噴塗的附着力也不強。
還有一點可能是基于工業設計的考慮,因為金屬和塑膠是兩種不同的材質,做到顔色、質感一模一樣的是非常難的,當然,做到差不多接近也是可以,隻不過當時蘋果的決策估計是不允許這種差不多的效果呈現出來,既然是因技術限制暫時做不到一樣,那就索性做出明顯的分界,明确告訴你白色塑膠帶是天線條。比如早期的iphone 3g和上一代iphone 5和5s,不同材質的兩個相鄰的零件都是顔色相差很大的,用以明确區分。
但是,這隻是追求全金屬一體化上不得不做出來的妥協,雖然,在實體層面上已經做到了一體化,但在視覺上,對于消費者而言仍然是分割的,蘋果公司不可能不知道消費者的審美需求,可能也是這麼認為,這種做法隻是當時的一種妥協政策,并不值得贊美和推崇,應該往更好的方向去努力、去追求。是以,到了iphone 7時,在内部天線數量不減少的基礎上,白帶條線條的數量比上一代少了,隻留下了上下邊角的兩條,這樣的效果看起來就會比上一代舒服很多。
同時,也在其他方向進行嘗試,比如以下黑色款和亮黑款,以及後面的紅色款,在一體化追求上又進了一步。
全金屬機身的手機都存在需要解決天線信号溢出的問題,行業上通常有以下幾種方式:
1、全cnc+nmt+陽極氧化(天線白帶設計)
典型代表為iphone 6到 iphone 8 系列手機,其大緻過程為:首先對一鋁合金塊進行cnc加工出整體的結構件,并切出天線槽,再通過納米注塑把塑膠填充到對應的天線槽,使得金屬和塑膠連接配接在一起,最後經過噴砂、陽極氧化、着色等處理。
2、鍛壓+cnc+nmt+陽極氧化(三段式設計)
典型代表oppo r7,其天線的處理有點類似iphone 5的處理,采用背面三段式結構,oppo r7上下天線蓋采用的是普通塑膠,塑膠的顔色可以做到與機身相近,通過雙面膠固定到機身上。相比iphone 5,前期通過鍛壓來取得較厚的結構件粗型,這樣做的目的是可以減少cnc加工的時間,進而降低成本,同時所采用的金屬材料為可進行陽極氧化的鋁合金,後期可做成具有金屬質感的一體化外觀,但是上下塑膠部分即便試圖通過噴塗噴漆處理降低視覺差異,但色差問題肯定是存在的,最終在視覺效果上對整體性造成一定的破壞。
3、壓鑄+cnc+nmt+噴塗烤漆(整體噴漆設計)
典型代表魅藍metal,這種方式比鍛壓更加節省成本,因為通過鋁合金壓鑄成型後,手機機身上的大部分結構基本已經在這一步做出來,比如天線槽的注塑區域,後續隻對一些有高精度要求的區域進行局部cnc即可。
接着對上下天線槽位進行納米注塑,如下圖上下白色區域。
最後進行噴塗烤漆,由于機身采用的是壓鑄鋁合金,含矽量高,不适合陽極氧化,魅藍metal采用整體噴塗金屬漆處理(即在漆料中會加入珠光粉或者鋁粉),最終可實作多種顔色的一體化機身。
魅藍這種整體噴漆處理方式,既能保證一體化金屬機身,又不影響天線信号,達到視覺效果與觸感的雙重優秀,是值得贊賞的,雖說噴漆工藝使得機身沒有陽極氧化的那種純金屬質感那樣明顯,但能夠很好的隐藏天線注塑,避免視覺上的突兀。在這種千元機上同時兼顧了成本以及外觀工藝,個人認為也是一種很好的選擇。
在這裡可能大家有個疑問:既然最後是進行整體噴漆,那跟直接做成塑膠機身有什麼分别?
答:視覺跟質感上可能差别不大,采用一體化金屬機身的原因主要在于取得機身厚度輕薄的同時保證手機機身的強度足夠,這也是當時各家都采用金屬一體化機身的原因之一。
但這種方式有一個風險點,就是在外觀上看很像全金屬,實際上不全是,且魅族在營銷上大肆宣傳全金屬這個賣點,甚至連手機名字都帶金屬意思(metal),在不出現問題時,消費者可能會預設,但是一旦出現品質問題,比如以下這些,消費者可能就會覺得不是全金屬機身,甚至是塑膠機身,隻不過通過噴漆方法僞裝成全金屬機身,這個問題如果蔓延開來,對品牌的影響是巨大的。
回到蘋果手機的介紹,随着無線充電的引入,手機上采用全金屬一體化結構已經不能适應用當時的需求,是以iphone 8 系列也成為了蘋果公司全金屬一體化 iphone 的最後版本,後續的iphone 4重新回到iphone 4 時代類似的「金屬中框+玻璃後蓋」的形态。
但是在其他品類産品上,也一直在基于unibody一體化機身的理念設計,
比如imac:
比如airpods max:
比如mac mini :
還有很多,這裡就不一一介紹了。
總結:蘋果公司這麼執着堅持多年在其很多産品上采用金屬unibody工藝,可見,金屬unibody工藝具有不可替代性的優點:
1、提高外觀整體性,簡潔美觀
unibody最直覺的優勢就是提高了産品外觀的整體性,減少了不必要的細節,讓産品觀感更整潔更美觀,提升産品格調。
2、 減少零件、螺絲和裝配工序
金屬工件自身的結構剛性和塑性,大大減少了加強筋、骨位的設計,以及鑲嵌、焊接、粘貼等組裝工序,優化了大量工位和流通環節。
3、沒有接縫、分模線,不需要拔模角
注塑件無可避免的拆件裝配間隙、模具的夾線以及拔模斜角嚴重降低産品美觀度和設計還原度,unibody可以很好的規避這類問題。
5、避免模具常見的外觀缺陷
除設計外,注塑工藝存在技術性缺陷,比如縮水、氣紋、流痕、熔接痕等。
6、外觀設計自由度更高,可以突破注塑工藝的外觀限制
由于擺脫了模具的一些限制,可以在造型上突破或嘗試更多的變化和風格。特别是多軸多頭裝置逐漸普及,cnc在大部分場景中的造型能力甚至能媲美3d列印。
7、利于回收再利用,符合環保要求
因為減少了零件和連接配接工藝的使用,是以unibody機身包含的材料盡可能的減少,更利于廢棄物的分類回收及再利用。同時也減少了有毒有害物質的使用和排放,環保屬性優良
同時金屬unibody工藝也存在缺點:成本高
1、cnc加工對裝置精度要求極高,加工工時也比注塑沖壓等工藝長得多,前期需要比較高的裝置投入,隻有形成規模化量産才能均攤成本,是以,一般的小公司或加工廠是沒有能力去購置大量的裝置,隻有大廠才能玩得起。
2、與其他減材工藝類似,全cnc對材料消耗比較大,是以在材料成本上也比其他成型工藝(壓鑄、沖壓等)高,所幸的是cnc廢料可以回收利用。
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