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2012/04/23

次期iPhone、「Liguidmetal Technology社」のアモルファス合金採用か?

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アンテナをはりきれてなかったようで、過去の重大ニュースを逃していたようです。

2010年10月5日にApple社と米Liguidmetal Technology社は、Liguidmetal Technology社のアモルファス合金に関する知的財産権を独占的、永続的に利用し、商業利用することに基本合意したとのこと。

Mastertransactionagreement
Liguidmetal Technology社のHPを見ると、Liguidmetalの非晶質金属(アモルファス金属)は、チタンに比べ2.5倍の強度、ステンレスに比べて1.5倍の強度を持ちつつ、成型性においてはプラスチックのような柔軟な成形が可能で、すでにNASAによる宇宙開発、軍事利用をはじめ、医療分野など、これまで不可能とされた部品の製造に利用されているようです。

Liquidmetal_technology

Liguidmetal Technology社の言葉をそのまま使うと

「The 3rd Revolution in Materials」

1回目の革命は金属部品の大量生産による、自動車などの大量生産の成功
2回目の革命はプラスチックの産業利用
3回目の革命がアモルファス金属Liquidmetalによる強靱性・耐腐食性・軟磁性金属の自由自在な成形だと言っています。

そもそも、アモルファスは従来の金属と違って、結晶構造を持たないため、結晶境界の“すべり面”がなく、強度と粘りを両立することができるのです。

時計のOMEGA社は、Liquidmetalを製品に応用し、セラミック部品とLiquidmetalの合わせ技による上質なベゼルを実現しているようです。

Apple社がLiguidmetal Technology社と契約を結んだのはおよそ2年前になります。しかも、独占的、永続的な契約であることから、この材料の強度と成型性を活用し、他社にまねできないデザイン的先進性・独自性を持った製品をリリース可能になると思われます。


これまでのApple製品を見渡すと、“材質本来の質感と特徴を活かしたデザイン”が多いことがわかります。Android製品やガラケーによくある“プラスチックにメッキを施して金属に擬態した物作り”とは正反対の思想で形作られていると言えるでしょう。設計者であれば分かることだと思いますが、その材料の吟味はとても難しく、それ相応の大きな壁を乗り越えてこそのデザインと機能の両立だと言えます。


現在、Apple製品で採用している材料は、アルミニウム、ステンレス、ガラスが代表的です。そして、それぞれの材料が持つ物理的特性、視覚的特性を適材適所に配置し、製品全体としてみたときの性能と質感を高次元で融合させていると言えます。

アルミニウムは、重さあたりの強度は高い(比強度は高い)ですが、絶対的な強度は高くないので、構造体とする場合はそれなりの肉厚を確保する必要があります。しかしながら、鍛造加工を施すことで強度が高まること、切削性がよいのが特徴です。
また、アルミニウムは熱伝導率が高く、放熱性に優れるため、CPUなどの発熱デバイスを内蔵する製品にとっても優位に働きます。
さらに、陽極酸化皮膜処理(アルマイト処理)を施すことで、表面に数十μmの酸化皮膜が形成されます。この皮膜は硬度が高く、腐食防止効果をもたらします。この処理を施すことで、軽量で、比較的傷に強く、腐食しにくい筐体を作ることができるのです。
このような特徴を活かし、Apple製品の中では比較的大型製品のMacや、屋外利用で傷との戦いとなるiPod nanoにアルミニウム筐体が採用されているのでしょう。

一方、ステンレスは、スチールベースの材料ですが、添加されたクロム元素が表面に析出することで、耐腐食性に富んだ材料になります。ステンレスの種類によりますが、切削性があまりよくないため、大型部品の削りだしには不向きなため、現在、Apple製品でステンレス削りだし部品を採用しているのはiPhone4/4Sのサイドフレームくらいでしょう。ステンレス独特の茶色味がかった色調を活かし、iPhone4/4S独特の渋みあるテイストにも一役かっていると言えます。

また、ステンレスは塑性変形させることで、部品強度が上がるため、iPod ClassicやiPod touchのボディはステンレスのプレス成形品が使われています。


最後に、「ガラス」ですが、最大の特徴は透明性でしょう。透明な材料はプラスチックもありますが、プラスチックに比べてガラスは硬度が非常に高いため、傷に非常に強い性質を持っています。
一般的に、強さと脆さは背反二律の関係にあるため、強い材料は、ある荷重点を超えると脆く崩れます。しかし、ガラスの厚みを薄くすると、ガラスにも柔軟性が現れます。薄くしたガラスに薄い樹脂フィルムを接着した多層構造とすることで、柔軟性と硬度を両立した部品となり、傷に強く(比較的)割れにくい部品を作り出しています。

また、タッチパネルがガラスでなければならない理由は“フッ素との結合性”もあります。ガラスとフッ素はO元素を共有して結合します。フッ素とガラスの結合強度が高いため、耐指紋性、耐油、耐水性に優れたフッ素皮膜が長期間維持されるのです。

このように、ガラスを表面部材として用いることで、汚れや傷に強く、長きにわたり美しさを保つ製品が可能になります。それゆえApple製品のディスプレイにはガラスが採用されているのです。(誤解を避けるためあらかじめ書いておきますが、ガラスは割れやすいというデメリットはぬぐえません)

このように、Apple製品はこれまでの製品設計の常識にとらわれず、個々の材料が持つメリットを最大限活かした設計をすることで、他社にない魅力を持った製品を世に送り出しています。

まぁ、それにより取り扱いに注意が必要な場面もありますが、メリット、デメリットを理解すれば、納得できる部分も多いのではないでしょうか?(それに、Appleだから許される部分も確かにあるでしょう・・・)


余談が長くなってしまいましたが、Apple社がLiguidmetalを次期iPhoneに採用すると噂されています。オメガ社のようなセラミックとメタルを融合した上質なデザインを求めてくるのでしょうか?

現行iPhoneはガラスを採用したため、平滑なデザインに徹していますが、もしセラミックを採用するとなると3次元曲面を取り入れたデザインも可能でしょうし、Liguidmetalを併用すれば、強度に優れつつ金属の上質感も取り入れ、非常に質感の高い製品が可能になると思われます。

おそらく、壊れやすいiPhone4/4Sのイメージを覆すべく、強靱性を引き出した製品が次期iPhoneなのではないでしょうか?

今後の情報流出が楽しみです。




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