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从宇航服到手机外壳,凯芙拉到底有着怎样的魔力

 三易生活 2022-02-27
  • 前言:生而不凡的超级合成材料


如果你是一位科技爱好者,那么大概率不会对“凯芙拉(Kevlar)”这个名字感到陌生。作为近代最具代表性的“超级合成纤维”,凯芙拉的诞生完全可以说是化纤行业的一次“扬眉吐气”。甚至可以毫不夸张地说,在我们小时候读过的一些科普书籍里,“凯芙拉”甚至成为了人类以科技力量超越自然局限性的代名词。


那么,到底什么是凯芙拉呢?简单来说,它的化学全名是“聚对苯二甲酰对苯二胺”,或者也可以用一个更通俗的名字来称呼它——“芳纶纤维”。这是一种柔性、可任意弯折,能够像普通化纤那样进行纺织的材料。
 
但在其“柔弱”的表象下,凯芙拉又有着非常特殊的“韧”劲,它的强度可以达到同等质量钢铁的五倍,但密度却又仅为钢铁的约五分之一。此外,凯芙拉不会被氧气或水锈蚀,不易产生静电,不会对无线信号造成干扰,还能耐受极高或极低的温度。
 
  • 防弹、耐用,让凯芙拉成为了特种行业宠儿


由于有着这些特性,凯芙拉自诞生以来率先就被用到了军队的防护装备上。例如大家耳熟能详的各种防弹背心、防弹头盔,很多都会用到凯芙拉编织材料。除此之外,在阿波罗16号登月计划的宇航服里,也用上了基于凯芙拉材料的强力保护层。它显著增强了宇航服的强度,同时也有效降低了宇航服里密密麻麻的电路设备在工作时,因为摩擦而产生电火花的危险。


除此之外,得益于超高的强度和极轻的重量,凯芙拉也越来越多地被用于航空航天以及特种车辆制造领域。比如当火星探路者号航天器在火星降落时,它所使用的充气着陆垫内部就有凯芙拉纤维制成的强化层。而这些充气着陆垫同时也以凯芙拉制成的绳索系留在航天器表面,事实证明,凯芙拉也成功耐受住了火星气候对其强度的挑战。


当然,在一些更接“地气”的领域,也同样能看到凯芙拉纤维的身影。比如飞机的起落架舱门和轮胎、定制的防弹车辆轮胎,以及F1赛车使用的特殊比赛轮胎内部,往往都有用到凯芙拉进行结构强化。正是得益于凯芙拉的超高强度,这些轮胎不仅超级耐用,而且即便出现爆胎往往也不会立刻变形。
 
  • 然而,凯芙拉在消费级产品上却有着种种缺憾


说了这么多,相信大家也明白凯芙拉到底有多“猛”了。由于其本身有着高强度、超轻量、防静电、耐高温的种种优良特性,近年来它也开始逐渐出现在一些消费级电子产品上。


但如果我们仔细观察这些消费电子产品上的凯芙拉材料就会发现,它们普遍呈现出一种与机身结合并不紧密的设计。要么是在机背处开窗,然后加上一层平坦、但并未覆盖机背边缘的凯芙拉“贴皮”;要么是做一个额外的保护壳,然后将凯芙拉材质包裹在保护壳表面。
 
为什么会这样?这其实是凯芙拉的两大固有“软肋”导致。首先,凯芙拉纤维通常是以已经编织好的“面料”形式存在,这就意味着它本身是一个柔软、但平坦的形状。如果要做成3D立体的造型,那么在大角度的转折位置就很难实现无折痕的高度贴合,而这就是为何其通常被做成平面“贴皮”的原因了。


其次凯芙拉的强度很高,但也正因为它的强度太高,很难用一般的设备对其进行精密切割。事实上,纵观市面上的各种凯芙拉手机保护壳,我们常常会发现即便是很高价的产品,在边角处也会有微小的毛刺出现。这其实并不是相关厂商的态度不认真,而是他们实在没有办法去掉凯芙拉裁剪后出现的毛刺,只能就这样对其“听之任之”。
 
  • 挑战不可能,iQOO 9 Pro赛道版诞生


正因如此,当我们得知iQOO在最新一代的旗舰机型上,用凯芙拉材料实现了全3D包边后壳设计时,最初还不那么相信。


直到量产版的iQOO 9 Pro赛道版来到我们三易生活评测室后,这个疑惑可以说是瞬间就被打消了。这典型、略带柔软的触感,以及标志性的编织纹理,的确就是凯芙拉纤维材质无误。


更不要说在机背与中框的衔接位置,可以看到巨大的3D立体转折形状,以及没有使用衔接框,直接将凯芙拉后盖与金属中框拼合的设计。而这些也都说明,iQOO解决了凯芙拉材质的固有限制,掌握了行业里前所未有的加工精度与加工方法。
 
那么问题就来了,iQOO是如何做到这些的呢?通过一份资料,我们得知了这个问题的答案。


首先,要让坚韧的凯芙拉变得更容易被塑造出连续的曲面造型,第一步就要让材料本身变得更加“精致”才行。为此,iQOO首先选择了超细的600D粗细凯芙拉纤维,用它编织成比通常凯芙拉面料更为细腻的结构,再将其浸润防火涂料之后进行热压叠加、真空高温处理。最终历经7涂7烤2磨共十六道复杂工序,才完成了一块重量仅为12.34g、超轻超薄的凯芙拉3D曲面后盖。


这还不算完,大家还记得前文中提及的毛刺问题吗?没错,为了能够彻底消除凯芙拉材质在切割后产生的边缘毛刺,让后盖和中框可以完美衔接,iQOO的设计师还创造性地采用了“微包边”工艺。他们使用极少量的PC树脂包裹在凯芙拉后盖的边缘上,再通过渐变颜料、哑光UV漆面的双层表面喷涂,让其后盖的边缘变得完全平直、贴合中框的线条。
 
乍看之下,这些步骤似乎并没有多复杂。但实际上为了做到这些,iQOO的研发团队前后投入了百万元级别的纯硬件研发成本,光是用于决定机身手感的试模手板就造了多达24800个,其中的辛苦与技术上的难度也就可想而知了。
 
  • 圆梦or技术积累?两者或许都有


说到这里,可能有的朋友会问,花了这么多钱、用了这么大的研发精力,只为了造一片手机后盖,有意义吗?
 
首先,从使用体验的角度来说,使用凯芙拉作为后壳材质能够让机身更轻、更薄。同时凯芙拉机背的抗冲击性相比素皮和玻璃分别提升了4 8倍和9倍,能够更好地保护电池与机身内构,可以给用户带来实际的体验提升。

初代iQOO Monster
 
其次,如果大家有关注过iQOO这个品牌可能会知道,他们从第一款机型开始就很注重对于机身外观“速度感”与科技感的塑造。事实上,即便是在初代iQOO手机上,就曾出现了仿凯芙拉纹理的设计。从这一点来说,由“仿凯芙拉”进化到用“真凯芙拉”,也可以说是iQOO工程师对于品牌元素的一次致敬与自我挑战。


不仅如此,对于目前市场竞争愈发激烈的手机行业来说,独创性的技术永远是竞争力最直接的保障。正因凯芙拉有着各种各样的现实好处,同时又具备极高的加工难度,所以率先掌握这种高精尖材料在手机外壳设计和运用上的技术,本身就是很有意义的技术积累。从这一点来说,iQOO 9 Pro赛道版与它所使用的曲面3D凯芙拉后壳,体现的不仅仅是一种炫酷的造型,更是iQOO将“科技感”落到实处的自我追求。

【本文部分图片来自网络】

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