工艺大跃进 从iPhone4到iPhone6的设计历程解析

　　iPhone成为全球最好的智能手机不仅仅因为其在交互方式上的革新，更因为苹果在不断的运用新的设计和工艺在打造iPhone。作为全球一流的工业设计公司以及经历多代更新的iPhone，每一代都有什么变化？让小编带你一起了解iPhone的设计、制造工艺历程。

　　写这篇文字的初衷是在知乎看到这个问题iPhone4、4S、5、5s和6一路走来工艺有什么进步？又处在同时期的什么水平？ - 苹果公司 （Apple Inc.）这里就阐述一下我对这几个手机在设计和制造工艺上的一些看法。这 5 个型号概括起来就三个外观：

　　iPhone4 的三明治夹心设计。

　　iPhone5 的三段式铝合金一体成型。

　　iPhone6 的全金属一体成型设计。

　　现在回过头来看，这三代手机的设计几乎引领了全球手机设计的风潮。无论是材质、设计还是制造工艺，有些甚至连外观都依葫芦画瓢。

　　先说iPhone 4，对于iPhone带来的惊艳震撼，第一次是07年的iPhone横空出世，原来智能手机可以这么做；第二次是iPhone 4的发布，原来智能手机可以做得这么漂亮。

　　

　　iPhone 4的一个显著特点是采用了CNC不锈钢边框，前后配上玻璃，让整机有了一种硬朗、坚固、简洁之美。虽然第一代iPhone和后面两代都用不锈钢做边框，但是不同的是iPhone 4的不锈钢边框是整个手机构造的核心和骨架，屏幕、电池主板以及其他配件都是固定在骨架上面，是为了实现ID和结构设计的基础。

　　要谈论这个iPhone 4的制造工艺之前，先追溯一下它的兄弟产品Touch系列。

　　苹果对产品的一体化追求已经到了深入骨髓的地步，在Touch 3 上面，就用了压铸一体成型的不锈钢后盖。

　　

　　由于Touch上面没有蜂窝网络要求，能够做到更加完整的一体性，从内部来看，其实这个后盖的工艺并没有iPhone 4那么复杂。首先，它是一快钢板压铸成后盖的样子，在内部固定主板等零件的构造上采用单个不锈钢小组件，然后通过激光点焊跟后盖连接。

　　

　　到了跟iPhone 4同时期的Touch 4上面，依旧是一块不锈钢压铸成型，不一样的是还加入了注塑成型来实现复杂的内部构造。

　　但是在iPhone身上，苹果的要求显然比Touch要高，并且要考虑到信号问题，做起来也没有Touch那样得心应手。

　　iPhone 4的不锈钢边框的制造难度，无论是它的结构复杂度还是加工精度，现在看来依然是顶级水平，没有超越者。

　　在不锈钢边框内部构造上，并没有像Touch系列一样通过点焊来实现，而是由CNC直接在边框上切削出形状，工艺复杂度可想而知。

　　

　　举个例子，上图中的几个红框标示处，上面那两个小框框，也就是CNC倒钩，是用来卡住手机背部那块玻璃。中间那个是螺纹柱，要先在边框上CNC出一个圆凹槽，然后激光点焊焊接，这么做这个螺柱是要来固定屏幕。最下面的红色长条框是把中间的不锈钢片激光电焊连接。

　　最右那个是天线隔断注塑，现在看来满大街都是这样的注塑条，这个是苹果的首创，注塑材料是一种质地非常坚固的工程塑料，边框切断后通过这种注塑材料来连接，又能保证信号。所以，现在满大街的金属边框手机都要感谢苹果在材料学方面的探索，而不是在发布会上哗众取宠说我的注塑比你更好。

　　iPhone 4的结构强度非常高，不锈钢材质本来就很坚固，然后前面板是通过螺丝固定在不锈钢边框上，玻璃背盖通过卡扣卡在不锈钢边框上，主板也依附在中间的不锈钢片上，你在iPhone 4上面很少看到塑料件和用胶水粘合的地方。

　　iPhone 4对后续的手机市场影响非常巨大，以至于消费者都有了一种审美惯性，只要是前后玻璃，中间边框的手机，都觉得好看。最终是，你做到了比它更大，你做到了比它更轻，你做到了比它更薄，但再也没有谁做到了它在工艺和结构上面的水准。

　　苹果产品在ID和结构设计上，不难发现它遵循的是化繁为简，统一、完整、坚固、优雅。

　　iPhone 4的三明治设计，包括了前面板、不锈钢边框、不锈钢钢片、玻璃后盖四个大组件。显然，这并不是苹果的最终追求，时过两年，苹果带来了iPhone 5。

　　那晚我也看了发布会，也跟着吐槽了苹果的创新匮乏，这不就是一个拍扁拉长的iPhone 4么，等了两年你就这点能耐啊。当我后来渐渐接触到iPhone 5/S后，拆也拆了，才发现，这是迄今为止最精致的iPhone ，没有之一。

　　在制造工艺上，相比iPhone 4又有哪些进步呢？

　　

　　最大的进步是苹果终于把Unibody技术运用到了手机上，手机外壳全CNC加工。

　　在手机制造里面，这应该是首次这么干。苹果牛逼之处就是在于它不用去看别的手机是怎么做，用什么工艺，它一直在手机上探索运用一些新的工艺，这些工艺并不是突然冒出来的，之前本来就有，但是苹果却可以不计成本的按照设计需要来执行，这就是为什么苹果一直独领风骚。

　　初看上去，外观上面延续了4的风格，但是结构和工艺完全变了，Unibody让机器直接变成了两个部分：屏幕和外壳。再细说一点就是背部的三段式，上下两部分是陶瓷玻璃。这符合了苹果追求极简的风格，同时Unibody可以让机器做得更薄，但也对机身内部构造提出了更大的要求，信号问题也更难处理。

　　

　　外观上面相比4变得更加精细，这种精细体现在无处不在的高光倒角上面：边框上下边倒角、按键高光、底部扬声器孔倒角、不锈钢耳机和闪电接口倒角，甚至连底部两颗螺丝的密纹高光都不放过，这些全部通过CNC精雕实现。

　　背部LOGO、iPhone 字样都通过特殊的阳极氧化，加上上下两端的玻璃，配合苹果对精度的高要求，所以无论你哪个角度观看这部手机，都透露出一种精致的气息。

　　说回制造工艺，Unibody的设计必然付出昂贵的CNC加工成本，产能也难以提升。需要代工厂购置更多的机床，这方面苹果甚至是给代工厂购买机器，扶持对方实现自己的产能需求，有时候为了实现要求，直接把供应商给收购。

　　

　　跟4的不锈钢框架不一样，5的整体都是围绕着Unibody后盖来展开，这个后盖需要CNC出来安放主板、摄像头、尾插排线等细小构造，例如屏幕总成则依旧通过卡口卡在机身上，做手机的都知道，卡口是很难控制好精度的地方，大多数的做法是通过胶水解决。

　　在一样用Unibody的Touch 5和iPad mini上面，屏幕是通过胶水跟机壳粘合，在iPhone 5上，苹果也可以这样做，但是这样做就是对结构的妥协，但是大部分厂商都是通过胶水粘合，即能做到精度又能省事。

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　　我们再来看看iPhone 5之后其他Unibody手机是怎么做的。

　　

　　这是HTC ONE M7，当时风靡一时，通过拆解可以看到，它的Unibody后盖上面边缘是有一圈注塑，还有胶水，而且，它的后盖就只是一个后盖，主板等全部依附在屏幕那边，在结构复杂度上面先比iPhone 5略逊一筹，说白点就是这样做更简单，但是M7的背部弧线也是一个CNC难点，如何让弧线平滑过渡需要付出多一点工时。

　　

　　再来看看ONE系列的第二代M8，这一代有了进步，变成了全金属，虽然舍弃胶水改用卡扣，但是仍旧只充当后盖。不过放眼全球，它也是第二好的Unibody设计了。

　　说到iPhone 6了，当我看到iPhone 6的谍照的时候，我不相信这是苹果的设计，这粗壮的天线条成了大家集体吐槽的焦点。

　　

　　跟5对比发现，它把iPhone 5后背的陶瓷玻璃都剔除了，手机外观就剩两个大组件：屏幕和机身。原来这才是真正的全金属，这也是苹果追求一体性的极致体现吧。

　　

　　苹果两年做一个ID，这两年里面，也许出了上百种设计，最后选择这种设计，也有它坚持的理由，手机越来越大，再延续之前四平八稳的ID，显然有点不适合持握，现实生活中我们接触的物件里面，方正的东西占绝大多数，这样的设计是更讨喜，也更符合人们的心理预期，但如果苹果依旧把iPhone 6做成5的样子，做更薄，出来的效果必定会比现在的样子好看，但是那样怎样，那只是一种保守的设计。

　　所以，苹果必须拿出一种全新的设计来挑战自己。

　　

　　改变风格后的iPhone ，从方到圆，机身变大，做成弧形的边框利于握持。这样还不够，苹果把屏幕也要做成大2.5D与边框相匹配，做到手机的侧面中心对称这没什么，iPhone 4以来很多手机都可以做到，但是在弧形边框上要做到几乎完美对称，目前还没发现比iPhone 6更好的了。

　　弧形边框的CNC加工难度比5的直面要更难，我觉得最难的是屏幕的弧形跟边框弧形的匹配问题，要把这条弧线做到不断层，就是弧线顺畅过度，这对于组合件来说难度太大了。

　　

　　没有靓眼的高光边，没有了方正的外形，看上去必然是没有了iPhone 5的精致感。更要命的是还有突出的摄像头、过粗的注塑条。如果说iPhone 5是方正、规整、闪耀，那么iPhone 6相对低调、内敛、华实。

　　

　　单论制造难度的话，iPhone 6的难度是要大过5的，它要克服信号问题，6支持的频段比5要多，但是却把5上面的玻璃去掉了，完全的一体金属，还加入了NFC功能，这些对机身的设计提出了严重的考验。

　　现在市面上也有了一大堆把边框做成弧形，正面一样2.5D玻璃，有的也在背面贴个2.5D玻璃，出来的成果也只是材料的堆叠而已，从来没有哪一部手机做到了iPhone 6这样的浑然感，哪怕两部手机的价钱一样。

　　后记：

　　这三代产品里，iPhone 4最为坚实，iPhone 5颜值最高，iPhone 6更像是成熟之作。通过迭代发现，苹果一直在一体化金属机身上面前进，iPhone 4的边框到iPhone 5的金属机身，最后iPhone 6更彻底的全金属，制约苹果的只有信号问题。

　　最后想说的是，当外界在夸赞以乔纳森为首的苹果工业设计团队的同时，也请给他们优秀的结构工程师和射频信号团队一点肯定。

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