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為什麽蘋果不將更輕更強的鈦合金套用在 iPhone 上?

2013-10-22科學

2023年,果子終於用上鈦合金了,用的是外殼包一層薄薄的鈦合金的方案,內部結構依舊是鋁。讓果子放棄利潤?沒門!

我搞制造的, 贊同使用者體驗的觀點,反對認為鈦合金制品制造困難 是主要因素的觀點。

先普及一些鈦合金制造的基礎知識,鈦合金切割算麻煩,但是因為有特種刀具所以也沒有難到不可加工,只不過刀具成本高點罷了。焊接在手機制造上套用不多,如果一定要也可以采用friction stir welding或者laser welding, 甚至簡單的氬弧焊都可以。而且鈦合金的氧化鍍層沒有鋁氧化物那麽好的強度,鋁氧化物的代表產品極端的有藍寶石玻璃,而鋁的表面硬質氧化,只要達到0.06mm厚度,表面質感就已經接近鋼鐵(當然蘋果很不厚道的沒有選擇這個較貴的鍍層),鈦的氧化物,主要作用大家也很熟悉,粉餅的原料鈦白粉就是了。

鈦合金真的更輕麽?其實不是,鈦合金密度是4.5,比鋁的2.7高很多,鈦合金制品之所以更輕,是因為鈦的高強度可以使得我們用更少的材料來取得一樣的強度。以鈦合金制造外殼,恐怕省下的重量最多也就以克計算,比較占質素的主要還是電池,電路和螢幕。說到輕,真要輕大家可以試驗下4號元素鈹,不但輕,還有毒性哦~~~

正確的答案,應該是,鈦合金的材料成本過高,沒必要以這麽高的投入換那麽一點點體驗不同。

@JeffreyZou

的答案中提到,本地鋁錠均價16000元/噸,實際我們制造商拿到的6061,約為3萬元每噸(進口),那麽鈦合金大概什麽價位呢?

從我最近拿到的一份報價,1mmx1Mx2M鈦合金板材價格為13000元,按質素換算約為9.02千克,也就是說,鈦合金價格約144萬元每噸,也就是說,光制造一個外殼, 不計算加工成本,原料成本已經是原來的48倍! (給土豪金鍍一層真金都比換這個材料便宜吧)

雖然厚一點的板材可能價格略有出入,但是比較看來,加工成本就是提高10倍,也是小巫見大巫的。更高的材料成本,還帶來更多的負面的邊際效應,對制造商來說,報廢件的成本更高,被原材料捆住的流動資金也更多,甚至可能出現,支付不起巨額原料費用的局面(當然蘋果可以自己出錢買材料供給供應商,他們不差錢)。

蘋果沒有必要投入這麽高的成本,去獲得其實差異性不大的一種使用者體驗,這樣的略微變化,是不會有很多客戶買單的。

而實際上,蘋果這幾年做的一些小動作,都是和降低外殼的生產成本有關的。

首先是之前流言傳的很兇的液態金屬,實際業內當時流傳富士康正在研發以liquid forging工藝制作鋁外殼,就是把鋁合金加溫進入半融熔狀態然後擠壓成型,很像塑膠制造的方式,但是,技術上顯然這個還沒有到達商用可接受的範圍。(我們公司也在觀望這個技術我會告訴你麽。。。)

然後是塑膠外殼。不管果粉們把塑膠外殼捧得多牛掰多完美,拋開研發成本來看,塑膠殼就是塑膠,它的制造加工比金屬要更快更省錢,從註塑成型到後期CNC加工,都比金屬要省錢多了。

我相信就算做一只鈦合金的版本,蘋果也依然可以有能力把售價控制在1000美元以下,但是這樣的話,蘋果自己的value add就降低了,更多的利潤去了鈦合金制造企業。

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@JeffreyZou

的答案中提到,鎂合金較難加工,這個是錯誤的,鎂合金並不比鋁合金難加工,只不過鎂易燃,所以加工中要註意安全罷了。5000系列鋁鎂合金也常被用來作為電子產品的外殼。

高玉龍同學說 中興 努比亞,那個nubia z5手機,32G版本售價3456元,鈦合金版售價7890元,再次驗證,這個殼子確實貴。。。。。如果鈦合金抗摔可以作為賣點的話,nokia也不會死的那麽早了

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在這裏再添加一下很多人質疑的,為什麽富士康在探索的是liquid forging,而不是liquid metal.因為liquid metal方面資料不足,不確定是不是metal glass的一種,所以暫且只考量liquid metal一個材料。

1.liquid metal 原材料產能不足,價格也不會低

這個是和鋁合金做比較來說的。找鋁材就好像路邊攤上買可樂,再難難不過liquid metal獨此一家。關於產能,和獨此一家,剛好有個現成的栗子:

我們公司上年度接了一個單,要做一種特種殷鋼,也是只有法國的一家鋼廠在做的。下訂單到出貨,13-18個禮拜沒商量,法國人夏天要度假,工廠會關閉一個月沒商量,要從法國海運過來,路上的等待沒商量,雖然看化學成分,並沒有價格昂貴的元素比如鈦比如銀比如稀土元素,但是人家就是比316不銹鋼還貴3倍,人家天下獨此一家的這個技術能力你也是要花錢支付的。所以,除非蘋果買下liquid metal的鋼廠,否則很難做好供應鏈,這個嘛,Cook掌門不會不管的拉。

有人提到了彈性較好的金屬玻璃,貌似彈性好的也是鈦的合金的說。。。

2. liquid metal 比鈦合金更難加工

liquid metal可以做到基本成型,但是細節還是需要re-machining的。兩毫米以下的螺絲孔怎麽攻絲,可能會成為一個很難解決的問題。一種材料越新,制造商的經驗就越少,FA成本也就越高,這個材料既然內容上比鈦合金更好,那麽很可能加工周期也更長,需要的刀具成本也更大。

3. liquid forging不是傳統的鋁鑄和鋁擠壓件工藝。

鑄件有一大弱點,你隨便切開一個面,很有可能那個面上就有氣泡或者雜質,所以不能再加工制成手機外表面。鋁擠只有2D的形狀,也不能做成手機外殼。

liquid forging透過在凝固的時候施加壓力,減少了氣泡和雜誌的出現,也使得材料內部晶體更細,使得材料強度高於一般的鋁鑄件。

最重要的是,這玩藝,可以做鋁呀,而鋁的上下遊工藝,無疑都是最成熟的,做鋁不需要更換機床,更換刀具,不需要研發新的切削過程,不需要找新的鍍層供應商,何樂而不為?

這裏也要很主觀的反對一下「鈦合金可以,誰誰誰家就做了」的觀點,我們確實看到部份廠家迎合了土豪們的愛好,制作了鈦合金外殼的手機,所以也認為,最新款的Iphone,是國內土豪們炫富的法寶,所以一定要用上高端洋氣上檔次的鈦合金麽?可惜Apple致力於制造的是改變世界的產品,而不是炫富的工具。