Wen sollten Sie zwischen Fisch und Bärentatze wählen? Wettbewerbsfähigkeitsanalyse von Metall- und Kunststoffkarosserien

Auf dem heutigen Mobiltelefonmarkt hat sich der Krieg zwischen den Herstellern allmählich von einer einzelnen Konfiguration auf jeden Aspekt eines Mobiltelefons ausgeweitet, und das „Temperament“, das „Gefühl“ und der „Glanz“ des Produkts sind die Teile, die am schwierigsten zu erfassen sind. Dieses höchst subjektive Erlebnis stellt für viele Hersteller, die es gewohnt sind, sich auf Marketingslogans, nicht aber auf das Design zu konzentrieren, eine echte Herausforderung dar.

Doch die Zeiten ändern sich, und viele Hersteller haben begonnen, der sogenannten Erlebnisökonomie zu folgen. Sie begannen, die Designsprache ihrer eigenen Produkte zu entwickeln und unterschiedliche Materialien für Mobiltelefone auszuwählen, in der Hoffnung, ein einzigartiges Produkttemperament zu schaffen. Im Laufe des Prozesses traten jedoch zahlreiche technische und marktbezogene Probleme zutage und sie stellten fest, dass sich das Temperament des Produkts nicht so einfach herstellen ließ. Heute sprechen wir über den Faktor, der in Bezug auf Technologie und Erfahrung den größten Einfluss auf die Produktqualität hat – das Gehäusematerial.

Tatsächlich liegt es daran, dass Metall und Kunststoff die am häufigsten verwendeten Materialien in Mobiltelefonen sind und dass sie auch die beiden Materialien mit den unterschiedlichsten Eigenschaften sind. Der Autor hofft, dass durch die Analyse der Vor- und Nachteile dieser beiden Materialien jeder die Kompromisse zwischen „Gewinnen“ und „Verlusten“ einiger Hersteller verstehen kann.

Liste der Faktoren, die Metalle und Kunststoffe beeinträchtigen

Lassen Sie uns zunächst die widersprüchlichen Faktoren zwischen Metall und Kunststoff betrachten: Metall ist teuer, Kunststoff ist billig; Metall ist nicht leicht zu verarbeiten, Kunststoff lässt sich leicht formen; Metall hat Signalprobleme, Kunststoff hat keine Signalprobleme; Metall hat eine gute Textur, Kunststoff fühlt sich billig an; Metall lässt sich nicht leicht einfärben, Kunststoff lässt sich leicht einfärben; Metall ist stark, Kunststoff ist schwach; Metall ist schwer zu reparieren, Zubehör aus Kunststoff ist leicht zu finden usw. Beginnen wir mit dem Metallmaterial.

Aristokratisches Metallmaterial

Die Verwendung metallischer Materialien entstand nicht erst im Smartphone-Zeitalter. Bereits im Zeitalter der Featurephones begannen viele Hersteller, verschiedene Metallmaterialien zu verwenden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die damals verwendeten Metallmaterialien hauptsächlich „Stahl“ und „Magnesium-Aluminium-Legierung“ waren, während das „eloxierte Aluminium“, das später beim iPhone zum Einsatz kam, für eine bessere Verschleißfestigkeit und Farbeffekte sorgte.

1. Metallischer Glanz & zartes kühles Gefühl & schwer

Der größte Vorteil der Verwendung von Metallmaterialien besteht natürlich darin, dass sie dem Produkt den einzigartigen Glanz und die Haptik von Metall verleihen können. Die einzigartige kühle und zarte Haptik des Metalls kommt von seiner guten Wärmeleitfähigkeit und der dichten Atomstruktur, während der schöne metallische Glanz darauf zurückzuführen ist, dass das meiste Licht, das von den freien Elektronen im Inneren des Metalls nach der Absorption von externem Licht freigesetzt wird, sichtbares Licht ist. Aus diesem Grund erscheint Metall nach dem Polieren „glänzend“.

Metall ist schwerer als Kunststoff, der Schweregrad variiert jedoch von Metall zu Metall. Beispielsweise ist eine Magnesium-Aluminium-Legierung bei ähnlicher Festigkeit leichter als Stahl, ihr Preis ist jedoch wesentlich höher als der von Stahl. Wenn ein Mobiltelefon also möglichst leicht und dünn sein und gleichzeitig seine Stabilität beibehalten soll, muss es die teurere Magnesium-Aluminium-Legierung verwenden. Aber ob es besser ist, leichter oder schwerer zu sein, darüber hat meiner Meinung nach jeder seine eigene Meinung. Ich persönlich bevorzuge dünne und leichte Telefone, aber viele meiner Freunde sagen, dass dünne und leichte Telefone kein „Gefühl“ vermitteln und so leicht wie ein Spielzeug sind. Daher handelt es sich hierbei um eine sehr komplizierte Angelegenheit. Es kommt darauf an, wie die Handyhersteller das ausbalancieren.

2. Hohe Festigkeit und hohe Verarbeitungsschwierigkeiten

Xiaomi Mi 4 verwendet einen Metallrahmen, um die Stabilität zu erhöhen, allerdings ist der Verarbeitungsprozess auch sehr langwierig.

Ein Hauptmerkmal metallischer Werkstoffe besteht darin, dass sie im Allgemeinen stark sind und ihre Zug-, Druck- und Biegefestigkeit viel höher ist als bei Kunststoff. Aus diesem Grund verwenden viele Hersteller Metallmaterialien für den Mittelrahmen, die Ränder oder die Rückabdeckung, auch wenn sie für die Herstellung der Mobiltelefonhülle kein Metall verwenden (so hat beispielsweise das iPhone 5c einen Metallmittelrahmen innerhalb der Polycarbonathülle, um die Festigkeit des Gehäuses zu erhöhen). Um einen größeren Bildschirm in die begrenzte Breite eines Einhand-Handys zu quetschen, müssen die Ränder vieler Mobiltelefone heutzutage immer schmaler werden. Dies erfordert zwangsläufig eine höhere Festigkeit der Ränder, weshalb hochfeste Metallmaterialien zur ersten Wahl für Mobiltelefone mit schmalen Rändern geworden sind.

Allerdings entspricht die Festigkeit metallischer Werkstoffe nicht ganz der Festigkeit des Metallkörpers. Wenn Sie meinen, Sie könnten das Telefon missbrauchen, nur weil es aus Metall ist, dann bekommen Sie große Probleme, wenn sich Ihr Telefon verbiegt, weil Sie darauf sitzen. Obwohl Metall stark ist, weist es eine geringe Zähigkeit auf. Sobald es verformt ist, ist es schwierig, es wiederherzustellen (insbesondere bei Mobiltelefonen mit Gehäuse aus Aluminiumlegierung).

Zudem ist Metall aufgrund seiner Festigkeit schwieriger zu verarbeiten als Kunststoff. Im Allgemeinen ist zum Formen von Kunststoffmaterialien nur eine Form erforderlich, während bei metallischen Materialien eine Reihe von Prozessen wie Schneiden und Polieren erforderlich sind. Nicht nur sind die Anforderungen an die Verarbeitung höher, auch die Verarbeitungszeit ist deutlich länger als bei Kunststoff. Daher ist es unwahrscheinlich, dass sich zeit- und arbeitsintensive Metallgehäuse in vielen Märkten, in denen schnelle Reaktionen erforderlich sind, als vorteilhaft erweisen.

3. Hohe Härte, kratzfest, kratzfest, schwer zu färben

iPhone 5 Rahmen lässt sich leicht abziehen

Im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen sind Metallmaterialien härter, sodass Metallgehäuse hinsichtlich Kratzfestigkeit und Kratzfestigkeit klare Vorteile bieten. Sollte jedoch Farbe am Rumpf haften, wird diese abgekratzt.

Dies ist auch bei Metallen ein großes Problem, nämlich die mangelnde Farbstabilität. Anders als bei Kunststoffen können Metallen während des Formprozesses keine Farbstoffe direkt zugesetzt werden. Eine Einfärbung ist nur durch Aufsprühen oder Galvanisieren der Metalloberfläche möglich. Obwohl dieser Färbungsprozess komplizierter und teurer ist als bei Kunststoff, ist seine Haftfähigkeit der von Kunststoff weit unterlegen. Der einzige Vorteil besteht darin, dass diese Prozesse dem schönen metallischen Glanz eine Farbwiedergabe hinzufügen können, wodurch die Textur der gesamten Maschine noch besser wird.

Apple ist Experte auf diesem Gebiet, aber selbst Apple ist schon einmal darüber gestolpert. Jeder dürfte sich noch an den viel kritisierten „Abblättern der Farbe“ erinnern, als das iPhone 5 erstmals auf den Markt kam. Um dieses Problem zu lösen (helle Farben haften stärker als dunkle Farben), war Apple bei der neuen Generation des iPhone 5S schließlich gezwungen, das ursprüngliche reine Schwarz auf ein helleres Space Grau zu reduzieren. Wenn sich Hersteller für ein Metallgehäuse entscheiden, müssen sie daher auch die Frage der Farbgebung berücksichtigen. Schließlich ist die Marktnachfrage nach mehreren Farben immer noch sehr stark.

4. Eigenschaften metallischer Leiter und Signalprobleme

Jobs war besorgt über das Antennenproblem des iPhone 4

Wenn wir sagen würden, dass die größte Schwierigkeit bei der Herstellung von Mobiltelefonen mit Metallgehäusen das Signalproblem ist, dann wäre es natürlich das Signalproblem. Egal, wie exquisit Ihr Gehäuse ist, ein Mobiltelefon bleibt immer noch ein Mobiltelefon und muss immer noch Signale senden und empfangen. Die guten Leitereigenschaften von Metall haben großen Einfluss auf die Leistung von Mobilfunkantennen, weshalb viele Hersteller zögern, Metallgehäuse zu verwenden.

Derzeit werden bei Mobiltelefonen mit Metallgehäusen (sei es der Rahmen, der Mittelrahmen oder die hintere Abdeckung) im Allgemeinen andere nichtleitende Medien (wie Gummi) verwendet, um die Metallteile zu isolieren, damit das Signal gut durchgelassen werden kann. Aber selbst wenn dadurch das Signalproblem verbessert werden kann, sind für die Auswahl der Trennwandmaterialien, der Trennwandbreite, der Trennwandposition und anderer Aspekte ebenfalls hohe Forschungs- und Entwicklungskosten erforderlich. Selbst bei solch hohen Kosten können leicht Probleme auftreten. Das bekannteste Beispiel ist der „Antenna Gate“-Vorfall beim iPhone 4.

Die vom iPhone4 gewählte Lösung besteht darin, den Edelstahlrahmen direkt als zwei Antennen zu verwenden, ein Teil ist die WIFI/GPS/Bluetooth-Antenne, der andere Teil ist die 3G-Antenne und in der Mitte befindet sich die bekannte „Lücke“, die beim Halten kein Signal verursacht. Aufgrund eines Konstruktionsfehlers von Apple kommt es beim Halten des Telefons in der Hand zu einem Kurzschluss der beiden ursprünglich getrennten „Randantennen“ durch den menschlichen Körper, der ein guter Leiter ist. Dadurch ändert sich die Arbeitslänge der Antenne (die Antennenlänge bestimmt weitgehend ihre Resonanzfrequenz und beeinflusst daher die Übertragung und den Empfang von Signalen). Und da der menschliche Körper in direktem Kontakt mit der Antenne steht, führt dies zu einer erheblichen Änderung der Antennenimpedanz, was wiederum zu Impedanzanpassungsproblemen zwischen der Antenne und dem Terminal führt, was auch die Arbeitseffizienz der gesamten Antenne erheblich verringert. So wurde der „Todesgriff“ zu einer natürlichen Sache.

Die Lösungen, die derzeit von anderen Herstellern verfolgt werden, bestehen darin, die Antenne entweder direkt im Inneren einzubauen, um den menschlichen Kontakt mit der Antenne zu verhindern; Andernfalls muss die Metalloberfläche, wenn eine externe Antenne hergestellt werden soll, eloxiert werden, um eine dichte Oxidschicht zu bilden, die Störungen durch menschliche Hände ausschließt (die Oxidschicht ist isolierend). Natürlich gibt es auch andere Methoden. Beispielsweise verwendet das iPhone 4S von Apple eine intelligente Doppelantennenumschaltung und eine Änderung der „Partitions“-Position, um das Signalproblem zu lösen. Wir sehen also, dass die Verwendung eines Metallgehäuses sehr hohe Anforderungen an das Antennendesign eines Mobiltelefons stellt. Viele Hersteller sind nicht bereit, derartige Designkosten und Risiken zu tragen.

Preiswertes und hochwertiges Kunststoffmaterial

In unserem Alltag begegnen wir häufig Kunststoffen, doch der in Mobiltelefonen verwendete Kunststoff unterscheidet sich etwas von den üblichen Kunststoffen in unserem Alltag. Nehmen wir als Beispiel das gängigste „Polycarbonat“. Seine Schlagfestigkeit und strukturelle Festigkeit sind wesentlich höher als bei herkömmlichen Kunststoffen. Aus diesem Grund hat „Polycarbonat“ den ursprünglichen „ABS“-Kunststoff nach und nach ersetzt und ist zum bevorzugten Kunststoffmaterial der heutigen Hersteller geworden.

1. Niedriger Preis & einfach zu verarbeiten & billiges Gefühl

Die wohl vorteilhafteste Eigenschaft von Kunststoffen ist ihre leichte Verarbeitbarkeit. Da Kunststoffe hauptsächlich durch Spritzguss, Pressen und andere Verfahren geformt werden, sind sie bei der Massenproduktion sehr vorteilhaft, im Gegensatz zu manchen Metallgehäusen, deren Herstellungsprozess Dutzende von Stunden in Anspruch nimmt. Dies ist eine große Versuchung für Hersteller, die in kurzer Zeit große Liefermengen bewältigen müssen (wie beispielsweise Samsung).

Allerdings führt dieser Vorgang auch dazu, dass der Kunststoff größtenteils billig aussieht. Da Kunststoffe während der Verarbeitung einen Prozess vom festen zum geschmolzenen und dann wieder zum festen Zustand durchlaufen, ist es aufgrund der durch diese Schrumpfung verursachten Formänderungen schwierig, bei Kunststoffprodukten einen guten Verfeinerungsgrad aufrechtzuerhalten. Daher kommt es letztendlich zu vielen unkontrollierbaren Fehlern an den Kanten oder Nähten des fertigen Kunststoffprodukts. Beispielsweise sitzt die Rückabdeckung nicht fest, auf der Rückseite des Rahmens befinden sich Grate und andere Probleme, die die Beschaffenheit des Telefons stark beeinträchtigen. In der Anfangszeit stellten viele Hersteller Mobiltelefone aus Kunststoff her, indem sie zunächst Formen anfertigten, mehrere Schalenkomponenten in großen Mengen ausstanzten und diese dann „zusammensetzten“. Auf diese Weise hergestellte Mobiltelefone weisen häufig viele kleine Lücken im Gehäuse auf und neigen zum Verblassen. Somit haftet dem „Plastik“ das Etikett der Billigkeit an.

Einige Hersteller (wie Apple und Nokia) beginnen jedoch mittlerweile, Werkzeugmaschinen zur Kunststoffverarbeitung einzusetzen. Dabei wird ein ganzes Stück polycarbonatfarbenen Kunststoffs mit einem Bohrer durchbohrt, um die für Kamera, Lautsprecher, Ein-/Ausschalter, Lautstärkeregler usw. erforderlichen Öffnungen und Räume zu schaffen. Auf diese Weise lässt sich das Gesamtgefühl und die Verfeinerung des Gehäuses sicherstellen. Deshalb vermitteln das iPhone 5C und die Lumia-Serie von Nokia, obwohl sie ebenfalls Kunststoffgehäuse verwenden, keineswegs ein billiges Gefühl.

2. Leichter als Metall und ausreichende Festigkeit und Härte

Kunststoffe sind im Allgemeinen leichter als Metalle, diese Aussage ist jedoch nicht stichhaltig. Denn es gibt leichtere Metalle wie etwa „Magnesium-Aluminium-Legierung“, und schwerere Kunststoffe wie etwa „Polycarbonat“. Insgesamt ist Kunststoff aber immer noch leichter.

Obwohl Kunststoff leicht ist, weist er dennoch eine gute Festigkeit auf. Nehmen wir beispielsweise „Polycarbonat“. Seine Härte ist viel höher als die von gewöhnlichem Kunststoff und auch seine Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit sind ausgezeichnet (deshalb hat sich das Sprichwort, dass Nokia-Telefone „Walnüsse knacken“ können, von der Ära der Feature-Phones bis in die Lumia-Ära gehalten). Eine weitere hervorragende Eigenschaft von Kunststoff ist seine gewisse Elastizität, also die Fähigkeit, nach einer Einwirkung von Stößen wieder in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Obwohl Metall hart ist, lässt sich eine ausgezeichnete Zähigkeit nur schwer gewährleisten. Normalerweise entsteht eine Delle, wenn das Teil herunterfällt, oder es verbiegt sich, wenn man sich darauf setzt. Kunststoff kann sowohl Festigkeit als auch Zähigkeit aufweisen und dabei ein gewisses Maß beibehalten, was ebenfalls ein seltener Vorteil von Kunststoff ist.

3. Einfach zu färben und zu isolieren und geringe Auswirkungen auf das Signal

Ein weiterer Vorteil von Kunststoff besteht darin, dass er in vielen verschiedenen Farben hergestellt werden kann. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, Kunststoffe einzufärben: Sprühen und Mischen. Natürlich ist das Mischen das vorteilhafteste Färbeverfahren für Kunststoffe. Aber es ist eine Sache, leicht färben zu können, und eine andere, schöne Farben erzeugen zu können. Dies stellt sehr hohe Anforderungen an die Auswahl der Basismaterialien, das Mischen der farblich passenden Partikel, die Mischtemperatur, den Grad der Rührgleichmäßigkeit und den Kühlprozess. Es ist technisch immer noch sehr schwierig, ein schönes Gehäuse mit leuchtenden Farben und dezentem Glanz wie beim iPhone 5C oder der Lumia-Serie herzustellen.

Die isolierenden Eigenschaften von Kunststoff sorgen dafür, dass er keine Barriere zwischen der Antenne und dem Signal bildet. Das bedeutet, dass es eine Einschränkung weniger bei der Gestaltung der Antenne in einem Mobiltelefon gibt, wo jeder Zentimeter Platz wertvoll ist. Unterschätzen Sie diese Einschränkung nicht, denn sie kann zu enormen Einsparungen bei den Forschungs- und Entwicklungskosten führen, sodass sich hier auch die niedrigen Kosten für Kunststoff widerspiegeln.

4. Einfache Wartung und geringe Ersatzkosten sowie herausnehmbarer Akku

HTC M8 ist der Typ, der schwer zu reparieren ist

Genau genommen handelt es sich hierbei nicht um einen Vorteil des Kunststoffs selbst, sondern um einen daraus abgeleiteten Vorteil. Samsung zögert, auf Kunststoffgehäuse zu verzichten. Einer der Hauptgründe ist, dass sich der Akku im Kunststoffgehäuse herausnehmen lässt. Obwohl integrierte Gehäuse immer beliebter werden, werden Sie feststellen, dass es keinen Akku zum Herausziehen gibt, sobald das Telefon einfriert und Sie unbewusst den Akku herausziehen möchten. Und wurde die mobile Powerbank nicht erst populär, nachdem der Akku zu einem integrierten Gerät wurde, das nicht herausgenommen werden konnte?

Neben der abnehmbaren Rückseite ist auch das Kunststoffgehäuse aus Kostengründen relativ leicht zu reparieren. Das Kunststoffgehäuse kann per Druckknopf zusammengebaut werden, sodass die Demontage und Montage in vielen Fällen sehr bequem ist, während die Demontage des Metallgehäuses umständlicher ist. Daher bietet Kunststoff auch in puncto Pflege Vorteile.

Kulturelle Gründe, warum Metall hochwertig und Kunststoff billig ist

Beim Kampf zwischen Metall und Kunststoff geht es nicht nur um die greifbaren „harten Gründe“ der Leistung und des tatsächlichen Erscheinungsbilds, sondern auch um einige kulturelle „weiche Gründe“.

Materialien wie Kunststoffe und Chemiefasern sind Produkte der modernen Chemie und haben gerade erst den Anschluss an die industrielle Großserienproduktion erreicht. Daher ist sein Image von Anfang an beliebt, weit verbreitet und günstig, was sowohl der Vorteil dieser Materialart als auch der Grund dafür ist, dass ihre Qualität nicht verbessert werden kann. Während sich der Lebensstandard der Menschen allmählich verbessert, beginnt bei ihnen langsam eine Abneigung gegen diese Art allgegenwärtiger Materialien und sie beginnen, sich für „hochwertigere“ Materialien zu interessieren. Dies ist einer der Gründe, warum viele Menschen keine künstlichen Materialien tragen möchten und stattdessen lieber hochwertige reine Baumwolle und Leinen bevorzugen.

Es ist wahrscheinlich schwierig zu sagen, ob ein Material teuer ist, weil es selten ist, oder selten, weil es teuer ist. Für einen rational denkenden Menschen muss der Wert des Materials selbst jedoch auch im fertigen Produkt zum Ausdruck kommen. Genau wie der austenitische 305-Edelstahl von Lei Jun ist er zwar sehr günstig, aber nach einer Reihe präziser Verarbeitungsprozesse, bei denen die zusätzlichen 290 Gramm eingespart wurden, sieht der verbleibende Rahmen überhaupt nicht wie ein billiges Produkt aus. Materialien sind also letztlich für die Verwendung durch Menschen gedacht, es kommt nur darauf an, wie man sie verwendet.

Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.