天天按的键盘按键,刚在车间熬过百万次的疲劳测试

上周带刚毕业的小徒弟逛车间,他走到西头角落突然停住,耳朵竖得像兔子。

“师傅,这机器咋天天敲?敲仨月了还没敲坏?”

我顺着他指的方向看过去,那台老掉牙的疲劳测试台,正咔哒咔哒按着一块刚开模的塑料按键,动作机械得像个不知疲倦的老工人。

说实话,很多刚入行的小孩第一次见这场景,都觉得这活是瞎耽误功夫——不就是个按键?能按几下啊?犯得着让机器连轴转几十天?

你以为的“疲劳”,和材料认的“疲劳”根本不是一回事

大部分人对“疲劳测试”的理解,还停留在“把东西拉到断,看能扛多大劲”的层面。其实根本不是这么回事。

金属或者塑料的疲劳断裂,从来不是一次性拉到极限拉断的,是反复给它上一点小力,攒到它扛不住的那天突然断的。就像你手里拿个回形针,第一次掰的时候硬得很,你反复掰同一个弯折位置,十次、二十次,“啪”的一声就断了——你第一次掰的力远没到把回形针直接拉断的程度,但反反复复的微小损伤,攒到最后就成了致命的裂纹。

金属回形针反复弯折疲劳断裂实物图
金属回形针反复弯折疲劳断裂实物图

车间里那台连轴转的测试台,干的就是这个活。每一下按下去的力度、速度、行程,都卡得和普通人按按键的习惯一模一样,有时候还故意放大个两成,模拟那种指甲留得长、戳按键特别用力的用户场景。普通消费电子的按键,要求的是几十万次按压不出故障,机器一秒钟能按两次,一天24小时不停转,算下来几十万次也就个把月的事——但我们通常会跑到100万次,才敢把这个模具开下去批量生产。

之前有个合作的厂子为了赶交期,把测试时间砍了一半,结果货发出去不到俩月,售后报的按键失效的单子堆了半仓库,算下来赔的钱,够买十台这样的测试台。

测试台里藏的小坑,比你上班摸鱼的地方还多

别以为把样品往测试台夹具上一夹,按个启动键就完事了。这里头的小坑,多到能让刚入行的人踩得脚肿。

就说夹具的位置,要是夹歪了一毫米,按下去的力就不是正对着按键的触发点,测出来的寿命数据能比真实值高个两三倍。我刚入行的时候第一次独立做测试,图省事把按键随便往夹具上一放就开跑,三天后看数据,发现寿命比标准值高了三倍,还以为捡到宝了,结果拆下来一看,按键侧面都被夹具磨出深印子了,白忙活三天,被班长骂得狗血淋头。

而且这测试也不是全在常温下做的。你想啊,手机要是夏天放车里暴晒,温度能冲到六七十度,塑料变软,疲劳强度直接掉一截;要是冬天在东北室外,温度降到零下三十度,塑料变脆,按两下就可能裂。所以很多测试台旁边还连着个恒温箱,一会烤得外壳烫手,一会冻得玻璃上结霜,就为了模拟用户能遇到的所有糟心使用场景。

恒温箱内放置的消费电子按键疲劳测试设备
恒温箱内放置的消费电子按键疲劳测试设备

有次我半夜值班,听着测试台的咔哒声突然变了调,“咔——吱”,不对,出问题了。跑过去一看,有个按键直接断了,断口是那种暗灰色的,没有明显的拉扯变形,就是最典型的疲劳断裂。我当时第一反应不是慌,是赶紧把断件夹出来看断口位置——哦,刚好在模具的浇口位置,就是塑料最后流进模腔的那个地方,本来就带着没消掉的残余应力,之前结构设计的时候没注意留余量,这一下就把隐患揪出来了。要是这批次的货真按原计划发出去,不知道要坏多少。

别把疲劳测试当“走流程”

现在不少厂子觉得疲劳测试就是个走个过场,报告签个字就算交差。真不是。

疲劳测试测的从来不是“会不会断”,是“还能不能正常干活”。之前有个新来的质检,觉得反正测试时间跑够了,上去看一眼按键没断就签字放行。结果后来拆下来测触发力度,发现按键的回弹力度已经掉了三分之一,按上去软塌塌的,用户用的时候立马会觉得“这按键没手感”——虽然没断,但性能已经达不到要求了,就算是失效了。

这就像你天天跑步,不是等你腿折了才算到疲劳极限,是你抬不动脚、迈不开步的时候,就已经到该休息的临界点了。材料也是一样的道理,哪有什么“没断就是好的”的说法。

下午小徒弟又跑到那台测试台边上蹲着看,手里攥着个刚从测试台上拆下来的旧按键,按了两下,咔哒一声脆响。

他突然抬头问我,师傅,咱们现在按的这些数,真的能算出来用户能用多久吗?

我敲了敲那台铁疙瘩的外壳,闷响顺着金属壳传出来。

哪有什么百分百准的数啊。

不过就是我们多敲一百万次,你用的时候,就少糟一次心罢了。

作者|制造

排版|制造

审核|白杨

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