隨著日前官方確認,小米 MIX Fold3 即將于 8 月 14 日亮相,并明確這款新機將配備能夠讓輕薄折疊和真旗艦兼得的小米龍骨轉(zhuǎn)軸后,也吸引了外界的眾多關(guān)注。據(jù)小米方面目前透露的相關(guān)信息顯示,這套全新的龍骨轉(zhuǎn)軸擁有 3 級連桿轉(zhuǎn)軸、14 個活動關(guān)節(jié),共有 198 個零件、設(shè)計非常復雜,同時還采用了無孔式設(shè)計轉(zhuǎn)軸浮板,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(zhuǎn)軸,與現(xiàn)款機型 MIX Fold2 相比,MIX Fold3 屏幕展開后的形態(tài)薄了 8.6%、折疊形態(tài)下更是薄了 12.5%。
如今對于折疊屏手機來說,轉(zhuǎn)軸和鉸鏈無疑是整機元器件中極為關(guān)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著幾乎決定性的影響。同時這些方面則直接影響到用戶的使用體驗,關(guān)系諸如視覺效果、售后維修、使用便捷性等方面。
此前,折疊屏機型難以普及的一大痛點,無疑就是屏幕展開后的視覺效果難以滿足用戶的需要,而這一點則是直接由轉(zhuǎn)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(xiàn)物理意義上的折疊,也體現(xiàn)了相關(guān)廠商在屏幕及玻璃蓋板方面的 " 硬 " 實力,但由于工藝和材質(zhì)等方面的限制,同時也會導致屏幕折痕較為明顯。
而且這種相對簡單的設(shè)計還帶來了更多問題,例如可能會導致屏幕折疊時閉合不緊密、視覺上出現(xiàn)瑕疵。同時也是由于這一原因,可能會導致轉(zhuǎn)軸部分的密封性出現(xiàn)問題,一旦灰塵進入后將可能會使得轉(zhuǎn)軸、乃至屏幕的使用壽命大幅下降。
后續(xù)雖然相關(guān)廠商通過換用水滴型鉸鏈,將 U 型鉸鏈的 1.5mm 彎折半徑放大至 3mm,并通過放大范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,但也只能相對減輕負面影響、而無法完全消除。不過從總體上來說,改進后的轉(zhuǎn)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(xù)介紹這一產(chǎn)品形態(tài)。
在這一階段,谷歌的 Pixel Fold 或許是個反面的例子。為了確保穩(wěn)固性,這款機型采用了高摩擦力鉸鏈和剛性材質(zhì)的轉(zhuǎn)軸,但這種 " 非此即彼 " 的方案不僅讓屏幕開合存在問題,而且使用一段時間后還有可能會帶來屏幕或轉(zhuǎn)軸損壞的隱患。由此也足以證明,折疊屏機型在設(shè)計之初就需要將轉(zhuǎn)軸和鉸鏈部分多加考量,否則一旦上市后因此所造成的問題就可能引發(fā)產(chǎn)品口碑的崩塌。
針對以上難點,各大手機廠商也積極對轉(zhuǎn)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后,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產(chǎn)生的干擾。
不久前剛剛發(fā)布的三星 Galaxy Z Fold5 就在換用了水滴型鉸鏈后,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態(tài)下可以達到幾乎完全閉合的狀態(tài)。此外值得注意的是,在換用新的鉸鏈和轉(zhuǎn)軸后,Galaxy Z Fold5 還有效提升了機身的防塵效果,能夠避免因為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(zhuǎn)軸和鉸鏈部分同時還是影響機身體型的關(guān)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后的屏幕,因此對于機身輕薄設(shè)計來說也有一定的不利影響。
以榮耀 Magic V2 系列的魯班鈦金鉸鏈為例,其就采用了無齒輪設(shè)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(shù)量,也降低了整個結(jié)構(gòu)的復雜度。同時由于引入 3D 激光打印工藝,因此重量更輕、結(jié)構(gòu)更可靠,在*輕薄和可靠性方面找到了一個平衡點。
MIM 工藝適合批量生產(chǎn)小型、復雜,以及有特殊要求的金屬零件
除了結(jié)構(gòu)設(shè)計方面之外,鉸鏈、轉(zhuǎn)軸相關(guān)的工藝和材質(zhì)同樣也成為了各大廠商的發(fā)力點。例如在工藝方面,傳統(tǒng)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(shù) ) 工藝。據(jù)悉,這一工藝具備工序少、無切削或少切削的特性,更適合批量生產(chǎn)小型、復雜,以及具有特殊要求的金屬零部件。
而在材質(zhì)方面,由于需要兼顧強度和韌性,因此諸如鈦合金、鋯合金、碳纖維等新材料也被陸續(xù)引入到轉(zhuǎn)軸和鉸鏈中,配合適中的阻尼調(diào)校,既保障了折疊屏手機的使用壽命,也使得用戶獲得了*好的體驗。
根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu) Counterpoint Research 不久前發(fā)布的相關(guān)報告顯示,2023 *季度全球折疊屏手機出貨量為 250 萬臺、同比增長 64%。隨著市場份額的不斷擴大,如今不僅手機廠商為了提升產(chǎn)品競爭力積極尋求對轉(zhuǎn)軸、鉸鏈的改進,上游供應(yīng)鏈也有充足的動力驅(qū)使其積極在這一領(lǐng)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(zhuǎn)軸、鉸鏈相關(guān)的專利,國產(chǎn)廠商諸如統(tǒng)聯(lián)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(jù)稱還在進一步開發(fā)液態(tài)金屬的應(yīng)用。而這些上游供應(yīng)鏈廠商的動作,也使得終端廠商在打造產(chǎn)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(zhuǎn)軸和鉸鏈相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較為成熟,但顯然還沒有達到*的地步。由于這類零部件不但精密,而且極為復雜,所以由此帶來的問題也極為多樣化,畢竟復雜的機械結(jié)構(gòu)對于制造就有著更高的要求。以 OPPO 上代折疊屏機型 Find N 為例,其鉸鏈部分就共有 136 個零部件,加工精度*高達 0.01mm,成本更是高達 800 余元。而 vivo 的老款折疊屏手機 X Fold,鉸鏈部分也有著多達 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(jù)調(diào)研機構(gòu) DSCC 公布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,當前折疊屏手機的人工和原料成本比直板機型高出了 69%,而這無疑也是促使其售價相對更高。因此對于這類產(chǎn)品來說,未來諸如降低轉(zhuǎn)軸、鉸鏈設(shè)計的復雜程度,減少零件數(shù)量,才能達到降低制造難度、節(jié)省成本的目的,以進一步推動普及。