Hur Samsung skärpte upp Z Fold 3 och Z Flip 3

"När vi först sa att vi skulle vika ihop våra telefoner skrattade alla. Nästa gång, när vi sa att de skulle vara vattentäta, fick vi höra att det inte var möjligt”, sa Byengseok Choi, senior professionell i Samsungs produktplaneringsgrupp, med ett skratt.

Som den Galaxy Z Fold 3 och Galaxy Z Flip 3 har sedan dess visat att Chois kritiker hade fel. Men att ta sig dit var inte lätt. Digital Trends satte sig ner med Choi, och två andra medlemmar i teamet som ansvarade för att skärpa upp Samsungs hopfällbara smartphones, för att ta reda på hur de gjorde det.

Teamet var tvungen att utveckla nya material, nya processer och till och med ny testutrustning för att förstärka de nya hopfällbara smartphones. Men de hämtade också lite inspiration från mycket välbekanta platser. Så här såg det ut bakom kulisserna.

Planen

"Vårt jobb är att göra det omöjliga möjligt, vilket jag tror är vad vi brukar kalla innovation", sa Choi, som har varit involverad i företagets hopfällbara projekt sedan 2015, strax efter vi började höra rykten om det.

När Samsung började utveckla hopfällbara telefoner fann en undersökning bland konsumenter, kanske inte överraskande, att hållbarhet var en toppfråga. Trots utmaningen och den första reaktionen på projektet gick teamet allt för att göra det möjligt.

"Vi har ansträngt oss mycket för att uppnå detta," sa han. "För att vara specifik låg vårt fokus främst på exteriören, displayen och att lägga till vattentäthet. Den mest förväntade egenskapen var vattentäthet, men en hopfällbar har två delar sammankopplade med ett gångjärn och ledningar. På grund av denna struktur är det desto mer komplicerat att möjliggöra vattenbeständighet."

Motstånd är inte meningslöst

Att vattentäta en telefon är enkelt: Förslut den. Att vattentäta en hopfällbar telefon är inte: Du måste i huvudsak vattentäta två telefoner, plus den komplexa härvan av rörliga delar som förbinder dem. Hee-Cheul Moon, chefsingenjör på Samsungs Advanced Mechanical R&D Group, bröt problemet i bitar, med olika lösningar för varje.

"Det finns tre huvudkoncept bakom att göra hela enheten vattentät", förklarar Moon. "Vi gjorde displayen vattentät, enhetens kroppsdelar vattentäta och gångjärnet vattentätt kombinerat dem med hjälp av nya material som vi utvecklat som gör att kopplingarna och luckorna vattnas resistent. Det är i grunden tätningsteknik, och för att uppnå detta använder vi olika tillvägagångssätt: tejpning, limning och ackumulering av lager.”

Layering användes för att vattentäta skärmen. "Även om det kommer ett litet vatten in, skyddar lagren fortfarande enheten," sa Moon, "Tänk på hur Jorden består av flera lager - när vi har regn suger det genom marken, men inte allt i ett gå. Om du förstår detta koncept har du nu en grundläggande förståelse för hur tekniken fungerar. Vi omger varje lager med bindningsmaterial, så var och en är förseglad.”

Det andra steget var att göra gångjärnet vattentätt, vilket till en början låter ännu mer problematiskt än att täta skärmen.

"Det är faktiskt enklare än du tror," sa Moon med ett leende. ”Vi cyklar i regnet och de består huvudsakligen av två hjul och en kedja, som alla är rörliga delar. Det vi använde [på Z Fold 3 och Z Flip 3:s gångjärn] är ett specialutvecklat smörjmedel som skulle säkra den hopfällbara vattentätheten till slutet av dess livslängd."

Men hur är det med kablaget som förbinder de två delarna? Smörjmedlet kan fungera på själva gångjärnet, men bakom det kan vatten lätt komma in i resten av enheten genom öppningar som används för de elektriska anslutningarna. Samsung ersatte först fysiska ledningar med ett flexibelt kretskort och utvecklade sedan ett speciellt bindningsmaterial liknande silikon, som tätar mellanrummen mellan FPCB och chassit. Resultatet? Teamet uppnådde en IPX8-klassificering för båda hopfällbara smartphones, vilket innebär att var och en klarar cirka 30 minuter i sötvatten på ett djup av cirka fem fot.

Vad sägs om att lägga till dammmotstånd?

"När vi först släppte Galaxy Fold, vi gick igenom en tuff tid med främmande ämnen som kom in i den”, mindes Moon och hänvisade till försenar den första enheten som stod inför 2019. "Vi började därifrån och frågade, 'Hur stoppar vi det här?' Vi bestämde oss för sopteknik."

Detta genombrott kom från en annan typ av produkt som Samsung tillverkar. "Vi försökte 99 olika riktningar och tillvägagångssätt för att nå vårt mål, och tipset vi fick var från dammsugaren. Borsten på sopmaskinen skulle skydda gångjärnsgapet, och efter några försök visade det sig att konceptet var effektivt. Men borsten måste vara mycket mindre [än de som används på en dammsugare], så vi var tvungna att utveckla det teknik, nya material, komma fram till den optimala strukturen och få den övergripande produktionen att fungera, för."

Trots dessa framsteg indikerar X i IPX8-klassningen att varken Z Fold 3 eller Z Flip 3 är dammtåliga, till skillnad från telefoner med IP68-klassning. Varför inte? "Förenklat uttryckt, från och med nu, för att vara realistisk, det är inte möjligt," sa Moon. Men han medgav, "Konsumenterna gör rätt i att fråga efter det, och vi förbättrar ständigt soptekniken för att uppnå det målet."

Pansar aluminium

Med insidan av de nya vikbara smartphones skyddade, hur är det med exteriören? Samsung introducerade Armour Aluminium på nya Z Fold 3 och Z Flip 3, som används för ramen och kåpan över gångjärnet. Sung-Ho Cho, chefsingenjör i Samsungs Advanced Color, Materials, Design (CMF) Lab, har många års erfarenhet av att arbeta med CMF på Galaxy-enheter hos Samsung. Han gick med i teamet 2006 och arbetade därefter på Galaxy Tab, Galaxy A, Galaxy Note och nu den nya vikbara hårdvaran. Hållbarhet och estetik, förklarar han, går inte alltid ihop.

"Att skapa ett starkt material är den enkla delen, men resultatet kanske inte fungerar för alla inblandade, vilket gör utvecklingen till en svår balansgång," sa Cho. ”Du kan göra ett nytt material så starkt du vill, men det finns alltid en avvägning. Att hitta balansen mellan styrka och design, ur ett CMF-perspektiv, är den svåraste delen. Om vi ​​till exempel vill göra materialet starkare kanske vi inte får den färg vi vill ha.”

Samsung ägnade nästan två år åt att utveckla Armour Aluminium. Cho sa att det mest effektiva sättet att bedöma seghet mellan olika material är att slå ihop dem. Han visade mig en jämförelse mellan Armour Aluminium och andra metaller, alltid med Armour Aluminum som lider av den mindre bucklan, vilket tyder på att Samsung hittade den balans den letade efter.

Skärmens seghet och känsla

Utsidan av Z Fold 3 och Z Flip 3 är mer hållbar och insidan kommer inte att förstöras av vatten, men hur är det med den sista aspekten, skärmen? Cho sa att teamet arbetade på två primära områden för att göra displayen starkare. Den första var att experimentera med olika panellager för att hitta den struktur som gav mest stöttålighet, och den andra var den skyddande filmen som går över toppen.

"Ett nytt material har utvecklats för filmen som sträcker sig bättre så att det inte skadar skärmen och inte påverkar upplevelsen vid vikning och utfällning", sa Cho. "Som ett resultat har vi uppnått en mer än 80 % ökning av panelens hållbarhet: Den är mer motståndskraftig mot bucklor och förvrängningar, mer transparent och drar till sig färre fingeravtryck på skärmen."

När du använder Galaxy Z Fold 3 och Z Flip 3 är det förvånande hur glaslikt skärmskyddet känns, särskilt jämfört med den ursprungliga Galaxy Fold.

"Filmen är av samma material som den på våra bar-telefoner," avslöjade Cho, "så det känns naturligtvis likadant när du rör vid den. Men vi var tvungna att förbättra stretchegenskaperna så att den passar bättre för hopfällbara telefoner."

Testar de nya enheterna

Hur säkerställer du att alla dessa underverk fungerar i den verkliga världen? Samsung kunde inte bara lita på befintliga tester.

"Vi var tvungna att helt utveckla ny testutrustning och processer," sa Moon. "För en hopfällbar behövs specialutrustning för att testa den övergripande hållbarheten, inte bara för fall, utan också för vikningsåtgärderna. Bara för de nya falltesterna var vi tvungna att utveckla tre olika typer av maskiner för att köra dem, och vattentäthetstestet är också helt annorlunda för hopfällbara. Eftersom [vikbara smartphones är] en ny kategori, var vi tvungna att utveckla dem alla från grunden; alla tester, processer och utrustning.”

Lagarbete och framtiden

Samsung leder vägen inom vikbara smartphones för tillfället, men det var inte lätt att ta ledningen: Det fanns inga hårda och snabba regler att följa, mycket få beprövade metoder eller processer, och inte ens alltid rätt material för jobbet hand. Det är fascinerande att förstå lite av vad som krävs för att göra dessa banbrytande enheter möjliga och bättre än de som kom tidigare.

"Vad vi är mest stolta över är att tre delar av vår produktion var tvungna att arbeta tillsammans för att göra allt detta möjligt," sa Moon. "Först börjar du med en idé, för det andra måste du kombinera dem med rätt arkitektur och design, och För det tredje behöver du en systematisk, strukturerad produktionsanläggning och processer för att möjliggöra konsekvent massproduktion av enhet."

Vissa kanske tror att detta egentligen bara är möjligt på grund av Samsungs storlek och tillverkningskraft, men även om det verkligen kommer att spela en roll, vet Moon att det finns något mer.

"Det är inget relaterat till storlek. Det är vårt lag, sa han stolt.

Byengseok Choi upprepade detta och tillade: "Vi drog ihop ett fantastiskt team och insåg faktiskt detta", sa han om utmaningen att producera hållbara hopfällbara smartphones. "Eftersom vi har kommit så långt tror jag att vi kan bli ännu mer innovativa i nästa versioner av våra hopfällbara produkter."

Redaktörens rekommendationer

• Samsung gav oss precis 3 stora Galaxy Unpacked-teasers
• Här är allt vi förväntar oss av Samsungs nästa Unpacked-evenemang
• Detta är datumet Samsung kommer att lansera Galaxy Z Fold 5 och Flip 5
• Den här telefonen kan redan ha slagit Galaxy Z Flip 5 på ett stort sätt
• Jag vet hur Samsung kan göra Galaxy Z Fold 5 perfekt