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如何看待荣耀Magic Vs 官宣的「零齿轮铰链技术」?铰链技术的提升对折叠屏手机影响有多大?

佛系指南
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说到无齿轮铰链,那就得先明白现在折叠屏手机用的铰链机构的类型和基本原理是啥。先说个结论:任何使用轻量新型材料,简化元器件数量的折叠屏铰链机构设计方式,都是值得称赞的。业界从基本没法用的U型铰链到可以完全闭合屏幕的水滴型铰链,再到轻量化的水滴型铰链,再到今天荣耀宣布的无齿轮水滴型铰链,前后花了三年时间。这三年时间的折叠屏军备竞赛所引发的技术革命,是消费者能看在眼里的,它带来来的是成本的极速下降和折叠屏手机产品品质的迅速提高。目前在旗舰级折叠屏手机上,各种新材料的叠加和屏幕组件的优化下,使得折痕越来越浅,寿命越来越高。所以聊到荣耀今天披露的无齿轮铰链机构,我们就得回头看一下铰链这几年都发生了什么:

业界最早使用的是U型铰链,优点是制造简单,但是弯折半径太小,屏幕的折痕非常明显,且对屏幕的损伤是致命的。因此采用U型铰链的折叠屏手机的折痕无一例外都极其难看,且屏幕很容易损坏。2021年末厂家们意识到这个问题之后,开始制造优化后的水滴型铰链。水滴型铰链原本的问题在于弯折半径过大,手机厚度不好控制且无法完全闭合。2021年底,手机厂和安费诺这样的供应商解决了这个世纪难题,折叠屏就此进入实用,常用的高速发展阶段。

这一年多来,我们在折叠屏水滴型铰链上看到了多种特种金属和液态金属材料,例如液态金属锆合金、稀土合金、钛合金、航空高强度钢、手撕钢片等,有些优秀的设计上还加入了锆合金浮动门板,用于动态填充铰链和屏幕间缝隙,让屏幕展开后显得更为平整。整个产业的高品质水滴型铰链从200多个零件缩减到175个零件,花了1年多的时间。我找到一份荣耀Magic V的铰链专利声明书,当时荣耀是这么设计自己的水滴型铰链的:

可以看到组件主要由带有齿轮的转轴和互相啮合的折叠机构组成。转动的时候左右两个翼面紧紧扣在一起,转轴的联动通过下面四个齿轮进行传动。这四个齿轮还有个关键作用——拉平屏幕表面,让屏幕显得更为光滑。这四个齿轮一般采用硬化钢材制作,表面做强化涂层,使其寿命更长,抗磨损性能更好。在转轴制造过程中,代工厂,例如安费诺,会采用MIM金属注入成型工艺来处理这些精密元器件,MIM 在具有复杂几何形状、均匀结构和高性能高精度的近净成形产品方面,具有独特的优势。荣耀这个设计由200多个零件组成,使用的材料也是五花八门,但都是当前最新的清亮金属材料。

那么回到这个话题,荣耀的无齿轮转轴是什么呢?从上一代结构和友商同类产品结构分析,其实就是取消了上面那四个齿轮组。但是这玩意其实极其重要,除了起到转动的作用,还起到了拉平屏幕,提供张力的关键作用。甚至有些头部厂商用了齿轮组还不满意,还要在中轴下面增加一片极薄的锆合金浮动中板,配合齿轮组带来的拉力,进一步优化屏幕折痕。这也是最近半年我们看到的折叠屏旗舰机折痕极浅的根本原因。不过齿轮组虽然有这么大的作用,但是也有一些局限性,最大的问题是三个:噪音、寿命和能否长期支撑屏幕的张力。这都跟齿轮组的天生缺陷有关系。上面提到了,齿轮组必须使用硬化金属制造,表面要做特殊喷涂处理防磨损。另外,整个行业对双面锥齿轮或者斜齿轮的精度要求近乎变态,因为一只转轴一般由上百个零件组成,组合公差不可想象。对于直接承担屏幕应力的齿轮来说,加工精度不够,会直接影响屏幕平整度和机构的寿命。化繁为简,是整个行业在技术演进中不断地追求,所以基于这个角度,荣耀提出:能不能直接把齿轮组给去掉,采用一种新的方式解决平整度问题,顺道解决转轴的寿命和噪音问题。

这张宣传图看的并不是太清楚,不过还是可以浅猜一下,去掉了齿轮组机构,该转轴的总零件数大幅度下降,重量当然也就变轻了。我估计啊,具体的实现过程应该类似上层的啮合机构,采用一种类似中国传统榫卯鲁班锁结构实现了零件的卯合。这种卯合从过去的设计方案看,可以实现家具转动机构和拼合机构的平整度。

我为什么会这么想?生活中的折叠物件,无非就是各种家具,门板。其中最典型的就是门和组合餐桌。大家就想象一下,荣耀把一个组合餐桌的设计放到了手机里就行了。顶尖的组合餐桌,打开之后的边缘是非常平整的,而廉价的组合餐桌,边缘不但不平整,还会塌陷。从实现效果看,荣耀的这个零齿轮太空铰链技术应该在屏幕平整度、减重和寿命三个关键方面取得了实质性的效果。铰链这玩意,不是零件越多越好,而是零件越少越好。机械结构越复杂,出问题的概率越高,优化结构减少零件数量和重量,是折叠屏未来发展的趋势。

B站的“Ray的模型世界”提前拿到了Magic Vs样机并且拆了,从图上看,这次的结构确实比Magic V的那个简单多了,看上去确实是我前面猜测到的榫卯结构,而且应该使用一些新材料保证了屏幕应力,使得屏幕展开后保持充分平整,如果不影响手感和寿命的话,这次的设计就是成功的。

所以,关于这个无齿轮铰链,其实很好理解,就是荣耀发明了一个新的结构,极大减少了转轴零件数量和重量,还能取得很好的屏幕平整度,这确实是目前折叠屏产品里比较有意义的技术进步。

发布于 2022-11-19 13:02・IP 属地江苏
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