经过四年的发展期,双折叠基本已经告别了刚上市时的「厚」「重」形象。
随着入局者越来越多,各家产品线越加丰富,这个曾经让我们眼前一亮的「未来手机」,光环正渐渐退却。
在普遍“挤牙膏”、手机市场新鲜感匮乏的当下,华为最新的三折叠手机——华为Mate XT 非凡大师的发布,总算给我们带来了一些久违的惊艳感。
惊艳背后,也能看到不少人关于三折叠到底难不难做的讨论。于是我们很好奇,这款「前所未见」的三折叠,是怎么完成的?相比两折叠,它的技术难度究竟如何?于是我们拍摄了下面这支视频,准备和你一起一探究竟。
对于一块柔性屏来说,能内折,不一定能外折;能两折叠,不一定能三折叠。
原因在于,内折和外折对屏幕的需求是不同的。(*我们此处讨论的是手机屏幕的「显示层」部分,即下图中显示画面的部分,而非其上的保护层和缓冲层。)
从目前的产品来看,外折屏幕一般会更厚,因为是“肉包铁”,要考虑屏幕暴露在外时可能受到的撞击、划伤等影响。
而内折屏幕一般会较薄,“铁包肉”,基本不用承担太多的外部保护任务。
做三折叠,一般来讲,思路应该是,迁就外折而不是内折。
因为通常情况下,材料的厚度与其强度成正比。要将外折做得和内折一样薄,同时保证其「抗拉伸」能力不减,是更难的。
*表面有油漆层的纸张,内折没有问题,外折油漆层崩开。
但华为选择的,却是「反其道而行之」。
原因也很简单,这台三折叠对标的厚度,是成熟的两折叠产品。此前的外折屏幕厚度是满足不了这一预期的。
同时这种极致的“薄”,对“抗拉伸”和“抗挤压”能力要求也更高。
之前屏幕多数采用的是无机的“陶瓷相”材料,其三维网络结构,通常会比较脆(*参照陶器、瓷器)。
为了兼顾「薄」和「双向弯折」华为Mate XT 非凡大师开发了一种全新的有机材料——多向弯折柔性材料,将屏幕的耐弯折能力提升了25%。
这个材料分子结构是链状的,其分子间相互作用较弱,在受到冲击时,能通过分子链的滑移和变形来吸收能量,表现出更好的韧性。
在「屏幕层」之上,华为Mate XT 非凡大师的「保护层」和「缓冲层」也有更新。
华为沿用了此前常用的技术——非牛顿流体材料,在受到冲击时,流体粘度会增加,变成固体,有效地吸收和分散冲击力,保证了纤薄之外,屏幕足够坚韧。
同时,还采用了抗冲击力更强的UTG超薄柔性玻璃,这块行业最大的UTG玻璃,为三折叠屏提供了更好的保护。
屏幕之下,铰链制作也是难题。
虽然华为在铰链技术方面积累丰富,但直接应用两折铰链,机身会太厚。
哪怕用此前华为最薄的内、外折铰链——华为Mate Xs 2和华为Mate X5的铰链,加起来厚度最少也有16.6mm。
要做得更薄,该怎么办?华为选择从两个方面入手——结构和器件。
结构上,内、外两个铰链都做成了「内嵌」。
外折部分,铰链改动很大,变成了一体连杆的结构。如果说原来的铰链类似「双开门」,那它就很像这种「内置滑轨」的移门。
在屏幕开、合时,铰链由之前的「类似合页的左右转动」,变成了近乎「平行横移」,结构厚度大大缩减。
内折部分,还是滑轨结构,只不过铰链的弧臂(就是中间“转轴”之外的部分)和中框不再固定在一起了,可以相对滑动,铰链运动所需的空间更小了。
器件上,个头都进一步微型化,比如负责同步左右两边开、合进度的齿轮,半径都不到1毫米,和前代相比缩小了20%左右,看起来和圆珠笔的笔尖差不多小。
铰链做得更窄、更薄,给华为Mate XT 非凡大师带来的不仅是外形上的好处,还有「抗冲击」风险。
更薄的铰链,强度难免下降,怎么保证它能够承受开、合过程的力和各种意外冲击呢?
华为的选择是,在材料上下功夫,让铰链“增肌”。
他们自研了屈服强度≧1900MPa、抗拉强度≧2100MPa超强火箭钢,解决了这一附加需求。
在轻薄、强韧之上,还要解决铰链内外开合的一致手感问题。
不同的铰链,结构不一样,手感也会不一样,这一点我们多去几家线下店体验不同的折叠屏就会有体会。
要让华为Mate XT 非凡大师的两个铰链手感一致,“刻意”调教少不了。
由于手感背后,不同的其实是开合力曲线。
所以调教第一步,需要先找“模板”——一条最优秀的开合力曲线。
这条曲线,要结合大量的用户数据和反馈,兼顾开合的舒适度与内外开合的均衡性来确定。
在确定之后,就需要多驱调校,这个调校系统是华为专为三折叠设计的。借助它,我们可以利用内外铰链中多达26个精密凸轮,对开合手感进行精细调节,精准还原最佳开合力曲线,从而让用户能在开合时获得稳定、可靠、内外均衡的「最佳」手感。
屏幕和铰链搞定后,两者的配合又是一道难题。
为什么这么讲呢,原因在于手机的屏幕是略有“弹性”的。特别在弯折折痕处,在开、合过程中,它会被不断拉伸、挤压,开的时候略微变长,合的时候略微变短。
手机折叠过程中,我们需要保证屏幕长度变化不大,不能长/短出一截。在这个变化过程中,铰链要一直稳定地支撑屏幕,以保证屏幕的长期可用。
这个屏轴联动的过程一旦有bug,就会出现「错动量」过大的问题,比如屏幕长度超过中框约束,或者屏幕左右窄一截。这个问题,在两折折叠屏中也有出现,但是对三折叠来说,考验更大,因为它的弯折形态更多,错动量会更难统筹控制。
针对这个问题,华为设计了一个微米级数字孪生模型,把屏幕、铰链、中框进行了微米级精度的网格化仿真。
这个也很好理解,就是华为在电脑里建了一个“游戏世界”,里面都是按照微米级别的精度模拟出来的华为Mate XT 非凡大师的屏幕、铰链和中框结构。
在这个“游戏”中,他们可以通过调整铰链伸缩量、门板运动角度等关键参数,寻找「错动量」控制得最好的「硬件组合」,模拟出一套最优联动轨迹,确保屏轴从-180°到180°的范围内都能始终保持精准联动。
有人说,这确实是一个难得的硬件创新。也有人说,这款手机并不是为大众准备的,这是华为真正的高端系列和技术秀场产品。
在我们看来,它不仅仅是全球首台商用三折叠,更是一份决心。它证明着,当一个厂商愿意冒险、敢于突破已有的智能手机的界限时,会发生什么。
从2019年起步至今,全球折叠手机市场在几年间以指数级速度增长,华为Mate XT 非凡大师无疑是一个里程碑。我们期待这块三折叠背后的「涟漪效应」,期待华为能够带领手机行业进入折叠屏崭新时代。