魚と熊の手、どちらを選ぶべきでしょうか？金属ボディとプラスチックボディの競争力分析

今日の携帯電話市場では、メーカー間の競争は単一の構成から携帯電話のあらゆる側面に徐々に広がり、製品の「気質」、「手触り」、「光沢」は把握するのが最も難しい部分です。この非常に主観的な体験は、マーケティングのスローガンに重点を置き、デザインには重点を置かない多くのメーカーにとって、真の課題です。

しかし時代は進み、多くのメーカーがいわゆる体験経済に追随し始めています。彼らは、独自の製品特性を作り出すことを目指して、自社製品のデザイン言語を考え出し、さまざまな携帯電話の素材を選択し始めました。しかし、その過程で多くの技術的または市場的な問題が浮上し始め、製品の気質を作り出すのはそれほど簡単ではないことがわかりました。今日は、技術と経験の面で製品の品質に最も大きな影響を与える要素であるボディ素材についてお話します。

実際、携帯電話で最も広く使用されている素材は金属とプラスチックであり、気質的に最も反対の2つの素材でもあるからです。著者は、これら 2 つの材料の長所と短所を分析することで、一部のメーカーの「利益」と「放棄」の間のトレードオフを誰もが理解できるようになることを願っています。

金属とプラスチックに反対する要因のリスト

まず、金属とプラスチックの相反する要素を検討してみましょう。金属は高価ですが、プラスチックは安価です。金属は加工しにくいが、プラスチックは成形しやすい。金属には信号の問題がありますが、プラスチックには信号の問題はありません。金属は質感が良く、プラスチックは安っぽい感じがします。金属は着色しにくいが、プラスチックは着色しやすい。金属は強く、プラスチックは弱い。金属は修理が難しい、プラスチックのアクセサリーは見つけやすい、など。まずは金属素材から見ていきましょう。

貴族の金属素材

金属素材の使用はスマートフォンの時代から始まったわけではありません。フィーチャーフォンの時代から、多くのメーカーがさまざまな金属素材を使い始めました。唯一の違いは、当時使用されていた金属素材が主に「スチール」と「マグネシウムアルミニウム合金」であったのに対し、後にiPhoneに登場した「陽極酸化アルミニウム」は、耐摩耗性と着色効果を高めるために使用されたことです。

1. 金属光沢と繊細なクール感と重厚感

金属素材を使用する最大の利点は、もちろん、製品に金属独特の光沢と手触りを与えることができることです。金属独特の涼しく繊細な手触りは、その優れた熱伝導性と緻密な原子配列構造から生まれ、美しい金属光沢は、金属内部の自由電子が外部光を吸収して放出する光の大部分が可視光線であるためです。これが、金属が磨いた後に「光沢がある」ように見える理由です。

金属はプラスチックよりも重いですが、重さの程度は金属によって異なります。例えば、マグネシウムとアルミニウムの合金は、強度が同等であれば鋼鉄よりも軽量ですが、価格は鋼鉄よりもはるかに高価です。したがって、携帯電話の強度を維持しながら、できるだけ軽くて薄くしたい場合は、より高価なマグネシウムアルミニウム合金を使用する必要があります。しかし、軽い方が良いのか、重い方が良いのかについては、人それぞれ意見があると思います。私は個人的には薄くて軽い携帯電話を好みますが、私の友人の多くは、薄くて軽い携帯電話には「感触」がなく、おもちゃのように軽いと言います。したがって、これは非常に複雑な問題です。それは携帯電話メーカーがどのようにバランスを取るかによります。

2. 高強度と高加工難度

Xiaomi Mi 4は強度を高めるために金属フレームを使用していますが、加工工程も非常に長くなっています。

金属材料の主な特徴は、一般的に強度が高く、引張、圧縮、曲げに対する耐性がプラスチックよりもはるかに高いことです。このため、多くのメーカーは、携帯電話のシェルには金属を使用していなくても、中間フレーム、縁、または背面カバーには金属素材を使用しています (iPhone 5c では、本体の強度を高めるために、ポリカーボネート シェルの内側に金属製の中間フレームが使用されています)。片手で持てる限られた幅の中により大きな画面を詰め込むために、現在多くの携帯電話は画面の幅をどんどん狭くしなければなりません。必然的にフレームの強度を高める必要があるため、狭額縁の携帯電話では高強度の金属素材が第一の選択肢となっています。

しかし、金属材料の強度は金属本体の強度と完全に同じではありません。携帯電話が金属製だからと言って乱暴に使用しても大丈夫だと考えているなら、携帯電話の上に座って曲がってしまったら大変なことになります。金属は強度は高いが、靭性は低い。一度変形すると、元に戻すのは困難です（特にアルミニウム合金シェルの携帯電話の場合）。

さらに、金属は強度が高いため、プラスチックよりも加工が困難です。一般的に、プラスチック材料の成形には 1 つの金型のみが必要ですが、金属材料の成形には、切断、研磨などの一連の工程が必要です。処理要件が高いだけでなく、処理時間もプラスチックよりもはるかに長くなります。したがって、迅速な対応が求められる多くの市場では、時間と労力を要する金属製ケースが優位に立つ可能性は低いでしょう。

3.高硬度、耐傷性、耐傷性、着色しにくい

iPhone 5のフレームは簡単に剥がれる

一般的なプラスチックと比較して、金属材料は硬いため、金属ボディは耐傷性や耐擦傷性の点で明らかな利点があります。ただし、機体に色が付いている場合は、色が剥がれてしまいます。

これも金属が抱える大きな問題で、着色安定性が悪いのです。プラスチックとは異なり、成形工程中に金属に着色剤を直接添加することはできません。金属表面にスプレー塗装または電気メッキを施すことによってのみ着色できます。この着色プロセスはプラスチックよりも複雑で高価ですが、その接着能力はプラスチックに比べてはるかに劣ります。唯一の利点は、これらのプロセスにより、美しい金属光沢に色のレンダリングが加わり、マシン全体の質感がさらに向上することです。

Apple はこの技術の専門家ですが、Apple でさえも以前にこの技術に遭遇したことがあります。 iPhone 5が初めて発売されたとき、多くの批判を浴びた「塗装剥がれ」事件を誰もが覚えているはずだ。 Apple は最終的に、この問題を解決するために、新世代の iPhone 5S で元の純粋な黒をより明るいスペース グレーに減らさざるを得なくなりました (明るい色は暗い色よりも密着性が強い)。したがって、メーカーが金属ボディを選択する場合、着色の問題も考慮する必要があります。結局のところ、複数の色に対する市場の需要は依然として非常に強いです。

4. 金属導体の特性と信号の問題

ジョブズはiPhone 4のアンテナ問題に悩まされていた

金属製ケースの携帯電話を製造する上で最大の難しさといえば、当然ながら電波の問題です。携帯電話のシェルがどれだけ精巧であっても、携帯電話は携帯電話であり、信号の送受信が必要です。金属の優れた導体特性は携帯電話のアンテナの性能に大きく影響するため、多くのメーカーは金属製のケースの使用に消極的です。

現在、金属製の筐体（フレーム、ミドルフレーム、バックカバーなど）を備えた携帯電話では、信号が良好に通過できるように、金属部分を絶縁するために他の非導電性媒体（ゴムなど）を使用することが一般的です。しかし、これによって信号の問題が改善されたとしても、パーティションの材質、パーティションの幅、パーティションの位置などの選択にも多額の研究開発費がかかります。これほど莫大なコストがかかっても、問題が簡単に発生する可能性があります。最も有名な例は、iPhone 4 の「アンテナゲート」事件です。

iPhone4が採用した解決策は、ステンレススチールのフレームを2つのアンテナとして直接使用することです。1つの部分はWIFI / GPS / Bluetoothアンテナ、もう1つの部分は3Gアンテナで、真ん中には手に持ったときに信号が届かないおなじみの「隙間」があります。 Apple の設計上の欠陥により、携帯電話を手に持つと、人体は良導体であるため、もともと分離していた 2 つの「境界アンテナ」を短絡させ、アンテナの動作長が変わります (アンテナの長さによって共振周波数がほぼ決まるため、信号の送受信に影響します)。また、人体がアンテナに直接接触するため、アンテナのインピーダンスに大きな変化が生じ、アンテナと端末間のインピーダンス適応の問題が発生し、アンテナ全体の動作効率も大幅に低下します。それで、「死のグリップ」が自然なものになりました。

現在、他のメーカーが採用している解決策は、アンテナが人間に触れないようにアンテナを内部に直接組み込むか、そうでなければ、外部アンテナを作る場合には、金属表面を陽極酸化処理して緻密な酸化層を形成し、人間の手による干渉を排除する必要があります（酸化層は絶縁体です）。もちろん、他の方法もあります。たとえば、Apple の iPhone 4S は、デュアルアンテナのインテリジェントスイッチングと「パーティション」位置の変更を使用して信号の問題を解決します。したがって、金属製のケースを使用すると、携帯電話のアンテナ設計に非常に高い要求が課されることがわかります。多くのメーカーは、そのような設計コストとリスクを負うことを望んでいません。

安価で高品質のプラスチック素材

私たちは日常生活の中でプラスチック素材をよく目にしますが、携帯電話に使用されているプラ​​スチックは、私たちの日常生活で一般的なプラスチックとは少し異なります。最も主流の「ポリカーボネート」を例に挙げてみましょう。その耐衝撃性と構造強度は、日常生活で一般的なプラスチックよりもはるかに強力です。このため、「ポリカーボネート」は徐々に元の「ABS」プラスチックに取って代わり、今日のメーカーが好むプラスチック材料となっています。

1. 低価格、加工が簡単、安っぽい感じ

加工の容易さは、おそらくプラスチックの最も有利な特性です。プラスチックは主に射出成形やプレスなどの工程で形成されるため、生産工程に数十時間かかる金属シェルとは異なり、大量生産に非常に有利です。これは、短期間で大量の供給を完了する必要があるメーカー（サムスンなど）にとって大きな魅力です。

しかし、このプロセスにより、プラスチックの見た目が安っぽくなってしまうことも多々あります。プラスチックは加工中に固体から溶融し、再び固体に戻る過程を経るため、このような収縮によって形状が変化すると、プラスチック製品の良好な精製度を維持することが難しくなります。そのため、最終的には、完成したプラスチック製品の端や継ぎ目に多くの制御不能なエラーが発生します。たとえば、背面カバーがしっかりと取り付けられていなかったり、フレームの背面にバリがあったり、その他の問題があり、携帯電話の質感に大きな影響を与えます。初期の頃は、多くのメーカーが、まず金型を作り、複数のシェル部品を大量に打ち抜いて、それらを「組み立てる」という方法でプラスチック製の携帯電話を製造していました。このように製造された携帯電話は、本体に小さな隙間が多く、色あせしやすくなります。つまり、「プラスチック」には安物というレッテルが貼られるのです。

しかし、一部のメーカー（Apple や Nokia など）は現在、プラスチックの加工に工作機械を使い始めています。具体的には、ポリカーボネートの有色プラスチック全体にドリルで穴を開け、カメラ、スピーカー、電源ボタン、音量ボタンなどに必要な開口部とスペースを作成します。そうすることで、ボディ全体の感触と洗練性を確保できます。そのため、iPhone 5CやNokiaのLumiaシリーズは、同じくプラスチックボディを使用しているにもかかわらず、安っぽい感じがまったくしません。

2. 金属よりも軽く、十分な強度と硬度がある

プラスチック材料は一般的に金属材料よりも軽量ですが、この記述は厳密ではありません。 「マグネシウム-アルミニウム合金」のような軽い金属と、「ポリカーボネート」のような重いプラスチックがあるからです。しかし、全体的に見ると、プラスチックの方がまだ軽いです。

プラスチックは軽量でありながら、優れた強度を保っています。例えば「ポリカーボネート」は、通常のプラスチックに比べて硬度がはるかに高く、強度や耐疲労性も優れています（そのため、ノキアの携帯電話は「クルミが割れる」という言い伝えがフィーチャーフォンの時代からLumiaの時代まで続いています）。プラスチックのもう一つの優れた特性は、ある程度の弾力性、つまり衝撃を受けた後でも元の形状に戻る能力があることです。しかし、金属は硬いものの、優れた靭性を確保することは困難です。一般的に、落とすとへこみができたり、座ると曲がったりします。プラスチックは、一定のレベルを保ちながら強度と靭性を両立することができ、これもプラスチックの珍しい利点です。

3. 着色や絶縁が容易で信号への影響が少ない

プラスチックのもう一つの利点は、さまざまな色に作ることができることです。現在、プラスチックを着色する方法には、スプレー塗装と混合塗装の 2 つの方法があります。もちろん、混合はプラスチックにとって最も有利な着色プロセスです。しかし、着色が簡単であることと、見栄えの良い色を生成できることは別の問題です。これにより、ベース材料の選択、色合わせ粒子の混合、混合温度、攪拌の均一性、および冷却プロセスに非常に高い要求が課せられます。 iPhone 5C や Lumia シリーズのような鮮やかな色と繊細な光沢を備えた美しいシェルを製造するのは、依然として技術的に非常に困難です。

プラスチックの絶縁特性により、アンテナと信号の間に障壁ができず、1 インチのスペースも貴重な携帯電話内部のアンテナ設計に対する制約が 1 つ少なくなります。この制限を過小評価しないでください。これは、莫大な研究開発費の節約を意味する可能性があり、プラスチックの低コストもここに反映されています。

4. メンテナンスが簡単で交換コストが低く、取り外し可能なバッテリー

HTC M8は修理が難しいタイプ

厳密に言えば、これはプラスチック自体の利点ではなく、プラスチックから派生した利点です。サムスンはプラスチック製のボディを放棄することに消極的だった。主な理由の 1 つは、プラスチック製の本体内のバッテリーが取り外せることです。一体型ボディはますます普及していますが、携帯電話がフリーズして無意識にバッテリーを抜きたくなると、抜くべきバッテリーがないことに気がつくでしょう。モバイルパワーバンクが普及したのは、バッテリーが取り外しできない一体型デバイスになってからではないでしょうか?

取り外し可能な背面カバーに加えて、プラスチック製の本体もコスト上の理由から比較的修理しやすいです。プラスチック製の本体はボタンを押すだけで組み立てられるので、分解や組み立てが非常に便利な場合が多いですが、金属製のものは面倒です。そのため、メンテナンスの面でもプラスチックは有利です。

金属が高級でプラスチックが安い文化的な理由

金属とプラスチックの戦いには、性能や実際の外観といった具体的な「ハードな理由」だけでなく、文化的な「ソフトな理由」も関係しています。

プラスチックや化学繊維などの素材は現代化学の産物であり、ようやく工業的な大規模生産に追いついたばかりです。そのため、最初から人気があり、一般的で、安価であるというイメージがあり、それがこのタイプの素材の利点であると同時に、グレードを向上できない理由でもあります。そのため、人々の生活水準が徐々に向上するにつれて、人々は徐々にこのようなありふれた素材を嫌い始め、より「高級」な素材を求め始めます。多くの人が人工素材の着用を嫌がり、高品質の純綿や麻を求める理由の一つはこれです。

材料が希少であるために高価なのか、それとも高価であるために希少なのかを判断するのはおそらく難しいでしょう。しかし、合理的な人間として、素材自体の価値も完成品を通して表現される必要があります。雷軍のオーステナイト系305ステンレス鋼と同様に、非常に安価ですが、一連の精密加工プロセスを経て余分な290グラムを削減した後、残ったフレームはまったく安物には見えません。つまり、材料は究極的には人間が使用するためのものであり、どのように使用するかによって決まるのです。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。