2012/12/23 18:00

[추측만] 아이폰이 저렇게 휠 수 있을까 Views by Engineer

  며칠 간 좀 과학 블로거에서 떠나 있다가 복귀.

 
제 친구가 애플 아이폰5 때문에 미쳐버렸습니다(재규어 님)을 트랙백.
충공깽

  우선 스마트폰의 어느 부분이 직선에서 벗어났기에 저렇게 휠 수 있겠는가?  내부 구조를 보자.

  *
갤럭시 S3
  * 아이폰 4

  우선, 유리가 문제여서 저렇게 됐을까? 그럴 것 같지는 않다. 요즘 스마트폰 터치스크린 용 유리의 두께는 0.3mm 정도에 불과하며, 아래 동영상은 Schott의 강화유리 선전인데 대략 0.7mm 두께로 보이기 때문이다. (링크도 참고) 이렇게 toughness가 좋은 유리가 (즉 많이 휘어도 파괴가 되지 않는다는 말) 특정 방향으로 휘어진 채 굳어질 듯하지는 않다.



  그러면 다른 외장 부품들을 보자.  나는 삼성 갤럭시 계열을 쓰고 있는데, 기본적으로 배터리 꺼내려면 벗겨내야 하는 아래의 얇은 플라스틱 case를 저렇게 휘어 보려 해도 그게 쉽지 않다는 것을 알게 될 것이다.  (사진은 위의 갤럭시 S3 link에서 가져옴)
속이 비거나 L자 모양인 물건을 휘기는 생각보다 어렵다

  왜냐하면 바닥의 '판판한 부분'을 휘려면, 그 가장자리의 '위로 올라온' 부분을 압축하거나 잡아당겨 늘려야만 가능하기 때문이다.  그리고 플라스틱을 이런 모양으로 만들려면, 일반적으로 사출 또는 sheet 제작 후 가열하여 (glass transition temperature 이상에서) press하는 'thermoforming' 공정을 선택한다[1].  일단 이 모양으로 만들고 나면 생각보다 모양이 잘 바뀌지 않는다.[2]

  그러면 아이폰의 경우 이런 case가 없나?  위 사진을 보면 외장이 금속임을 짐작할 수 있다(난 아이폰을 써 본 적이 없다).  위의
아이폰 4 링크 및 그 분해 과정을 보면, 맨 바깥에 보이는 금속(으로 보이는) 외장 case가 전체 모양의 틀을 잡는다고 생각하는데, 잘 보면 휨을 막아 주는 꺾인 부분의 폭이 의외로 작다.  이 정도라면 생길지 모르는 변형에 충분히 저항하기가 좀 어렵다는 생각이 들 정도. (아래 그림은 위 링크의 동영상에서 캡처.  꺾인 부분 폭이 꽤 좁다)
  이 부분이 휘는 힘을 거의 못 버틴다면, 뚜껑 부분의 플라스틱이 휘면서 내는 힘이 그대로 제품 모양의 변화로 나타났을 수 있다.  가공 후까지 잔류 응력(residual stress)[3]이 남아 있다가 최종 제품으로 만든 후 나타나서 몸체 자체를 휘어지게 만들었지 않았나 싶다. 

  어디까지나 핸드폰 비전문가의 추측이니 더 정확하게 아시는 분들이시라면 얼마든지 정보 환영한다.

  漁夫

[1] 내 핸드폰 외장 case를 보니, 저 사진의 검은 case보다 모양이 상당히 복잡하기 때문에 사출(injection)로 한 듯하다.  두께가 매우 얇은데, 이 경우 PET 병처럼 대체로 두께 2mm 이상 되는 것보다는 사출이 힘들지만 불가능하지는 않기 때문이다.
[2] 물론 충분히 잔류 응력을 완화시켜 주었을 때의 얘기다.
[3] 이 포스팅에서 더 설명하고 싶은데 그건 tbC.   설명이 좀 많아져야 해서.

덧글

  • 나나당당 2012/12/23 19:17 # 삭제 답글

    아이폰은 몽땅 금속외장입니다. 5는요.
    진짜 웃긴 불량이네요.
  • 漁夫 2012/12/24 23:12 #

    그랬군요.

    재규어님의 원 포스팅에 의하면 다행히 무조건 교환을 받으신 모양입니다.
  • shaind 2012/12/23 19:26 # 답글

    투명플라스틱도 아니고 유리가 저렇게 휘어지다니, high toughness는 겉치례가 아니군요.
  • Ya펭귄 2012/12/23 20:16 #

    유리에 결함이 없고 얇게 가공되어 있으면 휨에도 잘 버티지요... 대표적인게 광섬유...
  • shaind 2012/12/23 21:21 #

    광섬유 레벨로 얇으면 표면부의 변형률이 적어지니 안 부러지는게 당연한데... 0.7밀리미터 두께인 판유리가 저정도라는 게 충공깽입니다.
  • Ya펭귄 2012/12/24 09:48 #

    광섬유는 저 위의 동영상보다도 훨씬 많이 휘어져도 끄떡없지라...

    ....

    근데 광섬유가 그렇게 얇지는 않을텐데요....
  • 漁夫 2012/12/24 23:16 #

    Ya펭귄 님 / 피복을 빼고 빛을 전달하는 핵심 부분은 꽤 얇습니다. http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber 여기서 보시면 불과 수 micron level이지요.

    shaind 님 / 0.7t 짜리가 저 정도로 휘어진다는 건 대단하죠.
  • Ya펭귄 2012/12/23 20:20 # 답글

    가공잔류응력쪽은 저 금속하우징이 밀링으로 깎은거라서 큰 요인은 안될거고 개인적인.생각으로는 조립이 완료된 후 충격을 받아서 저라되지 않았을까 싶습니다...
  • ㅂㄹㄱㅇ 2012/12/23 20:55 # 삭제

    그런 충격을 받고도 내부 부품이 멀쩡 한가요? ;;
  • Ya펭귄 2012/12/24 09:51 #

    뭐 운 좋으면 그러겠지요...

    메인보드 앗세이는 버틸 것 같고 LCD앗세이는 못버틸 것 같기는 하지만서도.....

  • 漁夫 2012/12/24 23:17 #

    저도 조립을 생각하면 완성 뒤에 휘어졌다고 생각하는데, 큰 힘을 받았다면 반드시 흠이 보여야 할 겁니다. 그렇지 않다면 잔류응력 쪽이 더 그럴듯하다고 생각해서요.
  • kuks 2012/12/24 01:32 # 답글

    설마 열변형은 아니겠지요?
    부품 간의 수축, 팽창률이 달라서 저렇게 되리라고 생각하지는 않지만요.
  • Ya펭귄 2012/12/24 09:54 #

    정황상 조립이 완료된 완제품에서 저런 현상이 벌어진 것이지 부품 상태에서 저리되지는 않았을 겁니다.

    부품상태에서 열변형으로 저렇게 되었으면 조립작업을 아예 못하지라....


  • 漁夫 2012/12/24 23:18 #

    조립 전은 아니고 그 뒤인데 저 정도로 휠 만한 힘이 어디서 나왔을지 미스테리....
  • 크리스 2012/12/24 03:27 # 답글

    허허 어쩌다 저렇게 됐을까요. 경험상 차에 깔린 아이폰이 저렇게 휘긴했습니다. 뒤판은 강화 유리가 깨졌고 앞판은 안 깨졌어요. 작동에는 이상 없더군요. 고릴라 글래스가 휨에 강해서 ㅎㅎ. 근데 저걸 본사에 물어보고 교환해 준다는 게 웃기네욬ㅋㅋㅋ
  • 漁夫 2012/12/24 23:25 #

    우와 차에 깔려도... 하기야 외장이 깨지더라도 터치스크린하고 내부만 멀쩡하면 돌아는 가지요. 가끔 스마트폰 밖 유리가 깨졌는데도 쓰는 분들을 보긴 했습니다.
  • 꿈꾸는소 2012/12/26 19:15 # 답글

    ....액정부분이 휜게아니라 외장이 움푹 들어간거 같아보이는데요.
  • 漁夫 2012/12/30 16:40 #

    재규어 님께 자세히 물어보면 좋겠습니다만 지금 정확히 판단이 가능한 정도로는 저도 모르겠습니다.
  • BW케네디 2012/12/30 03:45 # 삭제 답글

    ...죄송합니다만 조금 길게 적겠습니다;; 공돌이 입장에서 읽어봤는데

    일단 아이폰의 저 금속부는 미들하우징이라기보다는 안테나입니다
    4시절부터 저거 엔지니어들이 지적해도 잡스가 똥고집 부리다가
    결국 안테나게이트 터지고도 정신을 못차려서 여기까지 와 있는것이죠
    우선 잔류응력의 가능성은 낮지 않을까요 겨우 저거 만드는데
    그정도로 무자비한 전단가공을 거칠 이유도 없죠

    어쨌든 안테나를 위한 재료입니다 가뜩이나 소성쩌는 그런 자재의 중간 옆면에
    유심슬롯 길이방향으로 구멍을 뚫지를 않나 거기다 이번 5는 길이까지 길게 늘려버렸죠
    공돌이 상식이죠 길이가 늘어나면 처짐은 ㄷㄷㄷㄷ
    결국 계수랑 모멘트도 손잡고 쎄쎄쎄 같이 망하는거에요 설마 그정도 기초상식도
    천하의 애플이 고려안할리가 없지만;;
    그리고 하판부를 기판과 고정시키면서 조판이 안맞아서 내부에서 생기는 응력의 가능성도
    어쩐지 의심스럽네요 손으로 뜯어보면서 꾹꾹 눌러보면 금방 알 부분이겠지만요

    어쨌든 그런 부품들을 조립하다보면 휠수도 있을거고 유통하기도 힘든 시한폭탄이
    되어버리는겁니다 그리고 검수 제대로 안된것 같습니다
    아이폰은 먼지하나없는 깔끔한 무인공장에서 로봇들이 아름다운 군무를 추면서 인간의
    손 거치지 않고 순결한 제품으로 만들어져 나에게 오는 최첨단의 집약체겠지♡하는
    소녀의 꿈을 짓밟고 싶지는 않았지만....
    그럴거면 중국에 공장 안만들죠;;;

    결국 마지막에 아줌마들이 약하게 나오거나 조판 안좋은 이런 부품들 힘줘서 조립하고 담고
    하다보니 휘어지는거고
    검수는 검수 나름대로 제대로 일 안한거 같아요
  • 漁夫 2013/01/01 23:40 #

    의견 감사합니다.

    사실 최종 검수만 제대로 되었어도 저런 넘이 소비자에게 들어갈 이유는 없겠지요...
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