Unibody一体成型工艺（金属篇）

Unibody，翻译成中文，意思为：一体成型；一体化；一体成型机身。对这种工艺的理解，百度百科上的解释为：一种把铝合金，挤压成板材，然后通过数控机床一体成型的机械加工技术。这是主要针对一块金属材料（尤其铝合金）通过CNC加工出具有一体化结构特征的零件。这样的一个零件，具有整体性特征，既充当了一个产品的大部分外观，同时也充当了内部零件固定的框架。

而我的理解为，不单单是针对金属零件，也可以针对其他材料，如塑料，通过一体注塑成型工艺（Uni Moulding），可以制造出一体化的外壳零件，这种外壳零件如按传统注塑工艺无法正常出模，需要通过拆分多个零件最后组装成一个整体。然而，如果采用一体注塑成型工艺，可得到非常简洁的外观形态，同时零件数量减少，减少两个零件之间的接缝。

所以，Unibody一体成型工艺大致分为：

1、金属Unibody

2、塑胶Unibody

3、陶瓷Unibody

其中金属Unibody应用最广泛，所以如没特殊注明，Unibody一般特指金属Unibody，Unibody的技术的发展还是归功于苹果公司，是他首次把这种一体化机身成型技术应用在消费类电子产品上，得到大量好评后，其他公司纷纷跟进，金属一体化外壳手机成了当时各家手机共同点。

由于铝合金具有良好的机械加工性能，且通过阳极氧化着色后可得到多种不同颜色的漂亮外观，铝合金阳极氧化Unibody一体成型机身成为了苹果当时全系列产品设计的主基调，时至今日还在沿用。

然而，当时首次把这种一体化机身成型技术应用在消费类电子产品上并不是iPhone手机，而是MacBook Air，一款薄到可以装进档案袋的笔记本电脑。

2008年MacBook Air发布会

MacBook Air的显示屏与主机身均采用Unibody一体成型机身设计，绝大部分零件通过螺丝固定到具有高精度的一体化铝合金机身上，这样做的好处正如苹果前首席设计官乔纳森·艾维(Jony Ive)所说：“当你面对不同的部件，除了尺寸和重量的增加外，还提高了潜在的失误发生率。而这次重大突破，就是我们把所有的那些零部件，只用一个部件代替，那就是Unibody。”

乔纳森·艾维：Unibody一体成型机身设计的介绍

智能手机机身采用铝合金阳极氧化Unibody一体成型机身，是从2012年苹果发布iPhone 5开始，当然iPhone 5是（半）Unibody铝合金机身，还不算是全Unibody铝合金机身，因为为了避免信号被金属层屏蔽，iPhone 5 和 后面的5s 都将机身后面的上下两段镂空，替换成玻璃盖板，形成了三段式的结构。

到了iPhone 6，苹果把 iPhone 5 后背的玻璃盖板去掉了，手机从外观上看就剩两个大组件：屏幕和机身。在手机领域，这在一定意义上算是真正的全金属机身了。

当然，由于出于对天线信号的考虑，苹果不得不在铝合金机身后盖上通过纳米注塑镶嵌四段塑料条，虽然触觉上已经处理得非常完美并趋于一体化，在金属与塑胶之间几乎感觉不到间隙和段差，但是这几条「白带」对于视觉的影响，甚至比原来iPhone 5和5S 的「金属+玻璃」的三段式结构更甚，以至于当时一发布就被大量吐槽。

当时人们对于 iPhone 6 银色版本的吐槽会更少些，因为这个款式的天线条颜色，会更接近于后盖原本的配色，而不会像金色和玫瑰金那么明显突兀。

至于为什么不把塑胶天线条的颜色做到跟机身接近呢？

首先，纳米注塑可采用的塑胶一般有PPS、PBT、PA6、PA66、PPA等这几种工程塑胶，工程塑胶本色的着色性不好，难以做出鲜艳的颜色，同时喷涂的附着力也不强。

还有一点可能是基于工业设计的考虑，因为金属和塑胶是两种不同的材质，做到颜色、质感一模一样的是非常难的，当然，做到差不多接近也是可以，只不过当时苹果的决策估计是不允许这种差不多的效果呈现出来，既然是因技术限制暂时做不到一样，那就索性做出明显的分界，明确告诉你白色塑胶带是天线条。比如早期的iPhone 3g和上一代iPhone 5和5S，不同材质的两个相邻的零件都是颜色相差很大的，用以明确区分。

但是，这只是追求全金属一体化上不得不做出来的妥协，虽然，在物理层面上已经做到了一体化，但在视觉上，对于消费者而言仍然是分割的，苹果公司不可能不知道消费者的审美需求，可能也是这么认为，这种做法只是当时的一种妥协策略，并不值得赞美和推崇，应该往更好的方向去努力、去追求。所以，到了iPhone 7时，在内部天线数量不减少的基础上，白带条线条的数量比上一代少了，只留下了上下边角的两条，这样的效果看起来就会比上一代舒服很多。

同时，也在其他方向进行尝试，比如以下黑色款和亮黑款，以及后面的红色款，在一体化追求上又进了一步。

全金属机身的手机都存在需要解决天线信号溢出的问题，行业上通常有以下几种方式：

1、全CNC+NMT+阳极氧化（天线白带设计）

典型代表为iPhone 6到 iPhone 8 系列手机，其大致过程为：首先对一铝合金块进行CNC加工出整体的结构件，并切出天线槽，再通过纳米注塑把塑胶填充到对应的天线槽，使得金属和塑胶连接在一起，最后经过喷砂、阳极氧化、着色等处理。

2、锻压+CNC+NMT+阳极氧化（三段式设计）

典型代表OPPO R7，其天线的处理有点类似iPhone 5的处理，采用背面三段式结构，OPPO R7上下天线盖采用的是普通塑胶，塑胶的颜色可以做到与机身相近，通过双面胶固定到机身上。相比iPhone 5，前期通过锻压来取得较厚的结构件粗型，这样做的目的是可以减少CNC加工的时间，从而降低成本，同时所采用的金属材料为可进行阳极氧化的铝合金，后期可做成具有金属质感的一体化外观，但是上下塑胶部分即便试图通过喷涂喷漆处理降低视觉差异，但色差问题肯定是存在的，最终在视觉效果上对整体性造成一定的破坏。

3、压铸+CNC+NMT+喷涂烤漆（整体喷漆设计）

典型代表魅蓝Metal，这种方式比锻压更加节省成本，因为通过铝合金压铸成型后，手机机身上的大部分结构基本已经在这一步做出来，比如天线槽的注塑区域，后续只对一些有高精度要求的区域进行局部CNC即可。

接着对上下天线槽位进行纳米注塑，如下图上下白色区域。

最后进行喷涂烤漆，由于机身采用的是压铸铝合金，含硅量高，不适合阳极氧化，魅蓝Metal采用整体喷涂金属漆处理（即在漆料中会加入珠光粉或者铝粉），最终可实现多种颜色的一体化机身。

魅蓝这种整体喷漆处理方式，既能保证一体化金属机身，又不影响天线信号，达到视觉效果与触感的双重优秀，是值得赞赏的，虽说喷漆工艺使得机身没有阳极氧化的那种纯金属质感那样明显，但能够很好的隐藏天线注塑，避免视觉上的突兀。在这种千元机上同时兼顾了成本以及外观工艺，个人认为也是一种很好的选择。

在这里可能大家有个疑问：既然最后是进行整体喷漆，那跟直接做成塑胶机身有什么分别？

答：视觉跟质感上可能差别不大，采用一体化金属机身的原因主要在于取得机身厚度轻薄的同时保证手机机身的强度足够，这也是当时各家都采用金属一体化机身的原因之一。

但这种方式有一个风险点，就是在外观上看很像全金属，实际上不全是，且魅族在营销上大肆宣传全金属这个卖点，甚至连手机名字都带金属意思（Metal），在不出现问题时，消费者可能会默认，但是一旦出现质量问题，比如以下这些，消费者可能就会觉得不是全金属机身，甚至是塑胶机身，只不过通过喷漆方法伪装成全金属机身，这个问题如果蔓延开来，对品牌的影响是巨大的。

回到苹果手机的介绍，随着无线充电的引入，手机上采用全金属一体化结构已经不能适应用当时的需求，所以iPhone 8 系列也成为了苹果公司全金属一体化 iPhone 的最后版本，后续的iPhone 4重新回到iPhone 4 时代类似的「金属中框+玻璃后盖」的形态。

但是在其他品类产品上，也一直在基于Unibody一体化机身的理念设计，

比如iMac：

比如AirPods Max：

比如Mac mini ：

还有很多，这里就不一一介绍了。

总结：苹果公司这么执着坚持多年在其很多产品上采用金属Unibody工艺，可见，金属Unibody工艺具有不可替代性的优点：

1、提高外观整体性，简洁美观

Unibody最直观的优势就是提高了产品外观的整体性，减少了不必要的细节，让产品观感更整洁更美观，提升产品格调。

2、 减少零件、螺丝和装配工序

金属工件自身的结构刚性和塑性，大大减少了加强筋、骨位的设计，以及镶嵌、焊接、粘贴等组装工序，优化了大量工位和流通环节。

3、没有接缝、分模线，不需要拔模角

注塑件无可避免的拆件装配间隙、模具的夹线以及拔模斜角严重降低产品美观度和设计还原度，Unibody可以很好的规避这类问题。

5、避免模具常见的外观缺陷

除设计外，注塑工艺存在技术性缺陷，比如缩水、气纹、流痕、熔接痕等。

6、外观设计自由度更高，可以突破注塑工艺的外观限制

由于摆脱了模具的一些限制，可以在造型上突破或尝试更多的变化和风格。特别是多轴多头设备逐渐普及，CNC在大部分场景中的造型能力甚至能媲美3D打印。

7、利于回收再利用，符合环保要求

因为减少了零件和连接工艺的使用，所以Unibody机身包含的材料尽可能的减少，更利于废弃物的分类回收及再利用。同时也减少了有毒有害物质的使用和排放，环保属性优良

同时金属Unibody工艺也存在缺点：成本高

1、CNC加工对设备精度要求极高，加工工时也比注塑冲压等工艺长得多，前期需要比较高的设备投入，只有形成规模化量产才能均摊成本，所以，一般的小公司或加工厂是没有能力去购置大量的设备，只有大厂才能玩得起。

2、与其他减材工艺类似，全CNC对材料消耗比较大，所以在材料成本上也比其他成型工艺（压铸、冲压等）高，所幸的是CNC废料可以回收利用。