开发者讲述ThinkPad X1 Carbon之机械工程

地瓜 · 发表于 2012-7-20 13:02

ThinkPad X1 Carbon

继《ThinkPad X1 Carbon开发人员之项目》这篇文章后，我们再次对开发人员进行了直接采访。

在这第三篇文章里，我们从负责机械工程的两名工程师方面获得了一些信息。一位是曾设计过 X300 和首部 X1的资深工程师，另一位是在移动电话的机械工程方面有丰富经验的工程师。他们两位共同领导项目的关键包装（机架设计）部分。

-通过上次采访，我们知道你们在 X1 Carbon 的包装上碰到了一些困难。

Morino: 在规划阶段，我们完成了基于机械工程的基本设计模型。它与目前前端比较纤薄的包装相似，但一进入开发阶段我们就遇到了一些困难。开发阶段完成的首款设计模型机身扁平，厚度超过 20 mm，这与初步的设计相差太远了……

我认为当时我们太过于依赖 X1 和 T420s 的经验，考虑地太过实际，追求目标的干劲还没上来。

Otsuka: 推进项目的同时我们也考虑到了制造问题，我觉得工程是最为艰难的部分。这款设计给我们带来了许多前所未有的挑战。

地瓜 · 发表于 2012-7-20 13:05

- 所以期间出现了一些阵痛。那你们是怎么解决这些问题的？

Morino:首先，我们明确了自己的目标，即“创造整体纤薄设计，令前端更纤薄”。

决定厚度的重要要素包括两点：
1.触摸板和蓄电池重叠部分的厚度；
2.蓄电池倾斜度适当。

为了使触摸板和蓄电池重叠的部分变得更薄，我们采用了以前其他型号从未使用过的特殊技术。

如果将较大的电池直接置于触摸板的掌托位置和键盘前沿底下，就无法改变蓄电池的厚度，因此转而使触摸板和键盘变薄可能会更有效。但是，将整个键盘变薄可能会影响主要的可用性要素，如击键等，因此我们没有采取这种做法。

鉴于这一点，我们利用镁合金框架和薄玻璃使触摸板更加纤薄。

在推算适当的蓄电池倾斜度时我们遇到的最大挑战在于如何确定最平衡的蓄电池倾斜度。一般而言，要把前端变薄，我们所要做的就是增加蓄电池的倾斜度——就像跷跷板。但是，如果倾斜度增大，后侧就会变厚。尽管机器本身变薄，但机身的后侧突起，所以有必要配设橡胶垫脚以便置放在桌面上。但是，把产品收进包里时，橡胶垫脚总是会挂住包，这就降低了产品的便携性。

最后，在考量内部架构的同时，我们又考虑了许多办法，我认为我们已经达到了最佳蓄电池倾斜度，同时保证了纤薄的前端和适当厚度的后端。

蓄电池倾斜度与机体厚度的关系

- 我听说开发时进行了重大调整。涉及到机械工程了吗？

Otsuka：有涉及到，我觉得它对机械工程的影响比任何其他方面都要大。

注塑模具和压铸模具完成后，发生了一些重大转变。当然，这些转变也影响了产品的整体方向和项目，因此大和实验室变得天下大乱，甚至公司内部对这些变化也都各持己见。

但是，我们依然解决了此类重大转变所带来的挑战。

仔细检查产品，我们发现或许可以进一步缩小产品尺寸，怀抱着最后一次希望，我们再次修订了设计。经过与各部门的协作，我们最终缩小了电池组和子配电子板的尺寸，进行了大量其他改进。当最终把厚度缩减至 10 mm 左右时，坦白来说，我感到非常惊讶。

尽管如此，这还只不过是附带结果，因为产品的重大转变包括更多巨大变化。现在回想，我认为那是一个正确的决定，因为 X1 Carbon 的改进如此之大，与初始计划相比，它几乎已经成了一件完全不同的产品。

我感觉为了这一产品，我们几乎做了两三种产品所需的设计工作。我已经筋疲力尽了（大笑）。

- 光是听着就觉得累（大笑）。那有没有你们觉得困难或骄傲的其他事情呢？

Otsuka: 事实上，过去 ThinkPad 总被一个阴魂不散的“诅咒”缠绕着，而我们打破了这一“诅咒”。

所谓的“诅咒”就是掌托上的涂漆总是脱落的问题。这是用户手掌上的汗液穿透漆面直达金属镀层而导致的，汗液分解金属，产生一种气体，在漆面底下形成气泡。

尽管可能令人难以置信，但金属暴露在强酸性物质下时，如罕见的血液（alien blood），确实可以被融化。人类的汗液一般只呈中酸性，但从医学角度上来说事实上通常并非如此。因此，对于 ThinkPad 来说，我们不能在含金属或金属镀层的掌托部位上使用漆料。采用铝合金的耐酸铝具有不同的特性，因此它不会让涂漆脱落。

X1 Carbon 的掌托由镁合金涂漆打造而成。这就意味着我们又碰到了问题……

因此我们与制造技术部一同研究了各种各样的解决方案。我们曾考虑涂装之前先用高阻薄膜把这些部位裹住，但最后我们用“高阻膜”解决了问题。在涂上足以抵挡强酸汗液的底漆后再涂上面漆。测试中，它能抵挡 pH 为 1 的强酸或高浓度盐酸。估计挡外星人的血液腐蚀不了它（大笑）。

Morino: 我觉得值得骄傲的是铰链结构基本可以以 180 度打开。据我所知，这是世界上首款拥有下拉式铰链的电脑。

X1 Carbon 是一台“铰链可以下拉”的机器，这在 ThinkPad Classic 系列中是罕见的。内部我们称之为下拉铰链，因为铰链本身挂着 LCD 屏幕，枢轴轴处于系统一侧而非 LCD 一侧。

多数下拉枢轴设计只能打开 135 度，但我们证明了它可以像其他型号 ThinkPad Classic 上的一般枢轴一样以 180 度打开。不过，现实所迫，我们只能勉强接受近 180 度的角度了（大笑）。

- 顾名思义，X1 Carbon 也采用了最新的碳材料，是吗？

Otsuka: 对。我们首次采用了顶级碳材料。

如“联想之音第 5 册”和其他访谈中所谈到的，我们采用了比飞机和一级方程式赛车等级更高的碳材料。

CFRP （碳纤维增强塑料）的类型多种多样，碳纤维的等级也千差万别。目前已经出现很多非常强韧的碳纤维。最高等级的碳纤维是用在钓鱼竿上的那种，它甚至比飞机和一级方程式赛车所用的碳纤维更优秀。尽管如此，它不适用于笔记本电脑的批量生产。目前，有的钓鱼竿成本高达数百万日元，基本堪称艺术品。当然，我们需要考虑成本的平衡。当前还有许多问题需要斟酌，但我认为在未来不久便能成功。

（摘自“联想之音第 5 册”和其他访谈）

据我所知，这是世界上首次大批量生产采用碳材料的笔记本电脑。碳素纤维本身的成分非常理想，具有高密度的特征，这令零部件的纤薄、轻巧和坚韧得以实现。

事实上，我认为 X1 Carbon 非常轻薄、轻巧和坚韧。在铁球测试中，铁球击落在产品上时，它的性能依然完好，没有出现一条刮痕。这一测试的严苛程度足以令 1.5mm 厚的铝合金和镁合金物体产生凹痕。

- 听起来你们采用了一种不可思议的材料。采访结束前可以谈谈您对未来有什么展望吗？

Morino:除了特别强调夺人眼球的性能，如新技术和*******的设计。我依然希望继续重视对 ThinkPad 而言实至名归的那些元素。

举例来说，我认为我们的产品应实现易用性、坚韧性、键盘防水性以及 180 °开度的 LCD 屏幕。在实现纤薄机身的同时，我们也追求产品这些方面的改进。我觉得除此之外，我们还可以对机械工程不断创新，在许多方面使产品设计的易用性更高。

Takayuki Morino 正手举着一台 ThinkPad X1 Carbon

Otsuka: 我希望塑造一个 X300 的继承者。

那可能是联想生产首部 X1 时就有的抱负。但对我而言，我所说的 X300 的继承者是指属性均衡的传统 Classic 系列产品。

尽管 X300 在光驱和蓄电池方便还有提升的空间，但它在尺寸和重量方面的平衡堪称完美。我希望制造类似这样的产品。我认为那才算是忠于 Classic 系列血统的产品。

相比之下，我倾向于将 X1 Carbon 比作规格前沿的一级方程式赛车。它不能在公路上行驶。而我希望打造 X300 的继承者，它就像采用了一级方程式赛车技术但也能在公路上驾驶的小型全能跑车。

事实上，T4X0 和首款 X1 就是采用了 X300 技术的产品。X1 Carbon 意味着我们向前迈进了一步，但前方依然有许多挑战等待着我们。

yo Otsuka 正手举着一台 ThinkPad X1 Carbon