随着日前官方确認,小米 MIX Fold3 即将于 8 月 14 日亮相,并明确這款新機将配備能夠讓輕薄折疊和真旗艦兼得的小米龍骨轉軸後,也吸引了外界的衆多關注。據小米方面目前透露的相關信息顯示,這套全新的龍骨轉軸擁有 3 級連杆轉軸、14 個活動關節,共有 198 個零件、設計非常複雜,同時還采用了無孔式設計轉軸浮闆,使得屏幕的平整度大幅提升,并降低折痕對于使用體驗的影響。而且得益于這個全新的轉軸,與現款機型 MIX Fold2 相比,MIX Fold3 屏幕展開後的形态薄了 8.6%、折疊形态下更是薄了 12.5%。
如今對于折疊屏手機來說,轉軸和鉸鏈無疑是整機元器件中極爲關鍵的一個部分,它們對于屏幕的平整程度、整機的耐久度,以及抗摔落等方面有着幾乎決定性的影響。同時這些方面則直接影響到用戶的使用體驗,關系諸如視覺效果、售後維修、使用便捷性等方面。
早期的 U 型鉸鏈雖然有些強行折疊的味道,但其實技術要求較高
此前,折疊屏機型難以普及的一大痛點,無疑就是屏幕展開後的視覺效果難以滿足用戶的需要,而這一點則是直接由轉軸和鉸鏈部分決定。雖然早期折疊屏手機是通過 U 型鉸鏈來實現物理意義上的折疊,也體現了相關廠商在屏幕及玻璃蓋闆方面的 " 硬 " 實力,但由于工藝和材質等方面的限制,同時也會導緻屏幕折痕較爲明顯。
爲防止鉸鏈進灰,三星改進後的 U 型鉸鏈内置有防塵刷毛纖維
而且這種相對簡單的設計還帶來了更多問題,例如可能會導緻屏幕折疊時閉合不緊密、視覺上出現瑕疵。同時也是由于這一原因,可能會導緻轉軸部分的密封性出現問題,一旦灰塵進入後将可能會使得轉軸、乃至屏幕的使用壽命大幅下降。
後續雖然相關廠商通過換用水滴型鉸鏈,将 U 型鉸鏈的 1.5mm 彎折半徑放大至 3mm,并通過放大範圍來分散由于折疊給屏幕帶來的壓力,以增加鉸鏈空間換取視覺體驗的提升,但也隻能相對減輕負面影響、而無法完全消除。不過從總體上來說,改進後的轉軸和鉸鏈使得折疊屏手機逐步進入普及階段,也促使部分消費者開始陸續介紹這一産品形态。
谷歌 Pixel Fold 因爲轉軸設計曾招來諸多差評
在這一階段,谷歌的 Pixel Fold 或許是個反面的例子。爲了确保穩固性,這款機型采用了高摩擦力鉸鏈和剛性材質的轉軸,但這種 " 非此即彼 " 的方案不僅讓屏幕開合存在問題,而且使用一段時間後還有可能會帶來屏幕或轉軸損壞的隐患。由此也足以證明,折疊屏機型在設計之初就需要将轉軸和鉸鏈部分多加考量,否則一旦上市後因此所造成的問題就可能引發産品口碑的崩塌。
典型的水滴型鉸鏈,可以看到這種設計能夠在一定程度上降低對屏幕的壓力
針對以上難點,各大手機廠商也積極對轉軸和鉸鏈部分進行改良。例如對于屏幕折痕明顯的問題,在 U 型鉸鏈和水滴型鉸鏈進行改良後,通過放大彎折半徑的方式來降低由折疊給屏幕帶來的壓力,就可以在一定程度上降低屏幕折痕對用戶視覺所産生的幹擾。
不久前剛剛發布的三星 Galaxy Z Fold5 就在換用了水滴型鉸鏈後,不僅降低了折痕對屏幕視覺效果的影響,同時還使屏幕在折疊狀态下可以達到幾乎完全閉合的狀态。此外值得注意的是,在換用新的鉸鏈和轉軸後,Galaxy Z Fold5 還有效提升了機身的防塵效果,能夠避免因爲灰塵進入鉸鏈部分影響使用壽命的問題。
對于如今折疊屏機型而言,轉軸和鉸鏈部分同時還是影響機身體型的關鍵因素之一,水滴型鉸鏈雖然可以有效降低折痕對于屏幕視覺效果的影響,但由于其需要更多的空間來容納彎折後的屏幕,因此對于機身輕薄設計來說也有一定的不利影響。
榮耀 Magic V2 采用了魯班钛金鉸鏈
以榮耀 Magic V2 系列的魯班钛金鉸鏈爲例,其就采用了無齒輪設計、用同步滑動件來代替齒輪,在一定程度上減少了同步傳動的零件數量,也降低了整個結構的複雜度。同時由于引入 3D 激光打印工藝,因此重量更輕、結構更可靠,在極緻輕薄和可靠性方面找到了一個平衡點。
MIM 工藝适合批量生産小型、複雜,以及有特殊要求的金屬零件
除了結構設計方面之外,鉸鏈、轉軸相關的工藝和材質同樣也成爲了各大廠商的發力點。例如在工藝方面,傳統金屬加工工藝 z 在制造這類精密部件時不僅費時費力,良率也會存在一定問題,因此目前主流的方式是采用 MIM ( Metal Powder Injection Molding Technology、金屬粉末注射成型技術 ) 工藝。據悉,這一工藝具備工序少、無切削或少切削的特性,更适合批量生産小型、複雜,以及具有特殊要求的金屬零部件。
而在材質方面,由于需要兼顧強度和韌性,因此諸如钛合金、锆合金、碳纖維等新材料也被陸續引入到轉軸和鉸鏈中,配合适中的阻尼調校,既保障了折疊屏手機的使用壽命,也使得用戶獲得了最好的體驗。
小米 MIX Fold 2 上的微水滴形态轉軸
根據市場調查機構 Counterpoint Research 不久前發布的相關報告顯示,2023 第一季度全球折疊屏手機出貨量爲 250 萬台、同比增長 64%。随着市場份額的不斷擴大,如今不僅手機廠商爲了提升産品競争力積極尋求對轉軸、鉸鏈的改進,上遊供應鏈也有充足的動力驅使其積極在這一領域進行投入。
例如老牌連接器廠商安費諾 ( Amphenol ) 手中,就握有大量與轉軸、鉸鏈相關的專利,國産廠商諸如統聯精密、精研科技、宜安科技、東睦股份不僅能提供 MIM 制造工藝支持,據稱還在進一步開發液态金屬的應用。而這些上遊供應鏈廠商的動作,也使得終端廠商在打造産品時有了更多的選擇,更有助于進一步推動折疊屏手機的普及。
雖然與早期相比,折疊屏機型的轉軸和鉸鏈相關技術已經較爲成熟,但顯然還沒有達到完美的地步。由于這類零部件不但精密,而且極爲複雜,所以由此帶來的問題也極爲多樣化,畢竟複雜的機械結構對于制造就有着更高的要求。以 OPPO 上代折疊屏機型 Find N 爲例,其鉸鏈部分就共有 136 個零部件,加工精度最高達 0.01mm,成本更是高達 800 餘元。而 vivo 的老款折疊屏手機 X Fold,鉸鏈部分也有着多達 174 個零部件,并使用了六重航空材料,當時的成本甚至達到了 1200 元。
據調研機構 DSCC 公布的相關數據顯示,當前折疊屏手機的人工和原料成本比直闆機型高出了 69%,而這無疑也是促使其售價相對更高。因此對于這類産品來說,未來諸如降低轉軸、鉸鏈設計的複雜程度,減少零件數量,才能達到降低制造難度、節省成本的目的,以進一步推動普及。
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