超级CMF干货，全球超薄TWS耳机设计全流程+方法揭秘！

产业的发展离不开CMF（色彩、材料、工艺）

工业设计在商业环境下有个重要位置，学习“串联思想”并担当“顶层设计”，这有别于传统的BRD、MRD、PRD方法，前期产品概念设想串联产品价值、用户价值、商品价值、品牌价值这四个模块。若产品定向定位定义精准，指导设计师与用户和企业三者价值有效串联，则提高产品成功率。设计师顶层规划为产品赋能，不在抄袭复制等价格战领域厮杀，相反在高端领域提高产品溢价和市场定价权，驱动并串联产业上下游产业增值赋能。

“薄”是电子产品发展史中必经阶段，对上述四个模块有效串联，锁定超薄精致方式，设计师使用各种设计手法促使产品形成超薄形体，薄成为印象并加深记忆，取名为Card（卡片或名片），数字20代表产品型号。

目前CMF设计军团成立了TWS耳机CMF产业链交流群，群成员包括：品牌终端、ODM/OEM、外观结构件加工厂、工艺厂商、材料厂商及部分设计机构等上下游企业精英，主要围绕材料、设计、工艺及发展趋势等做交流及资源对接。有涉足此行业的朋友可以长按下图二维码或加群主微信18565727094入群，备注“TWS耳机”！

Card20在Kickstarter、indiegogo 、makuake获得众筹佳绩，其中在Kickstarter为该类别第一，为行业明星产品，目前已经销往90个国家和地区，入驻香港百脑汇、韩国乐天、顺电舒宁等线下卖场。

产品获得2020年红点reddot/IF设计大奖，由YOBYBO品牌创始人周红超老师设计，本文示意了一种设计方法，梳理产品研发设计思维路径，前文是工业设计点对应用户需求及品牌价值提炼，文末是设计过程揭秘，包含产品开发中的方向界定、竞争优势、设计决策、实验模拟、研发推动等。

 01 世界级超薄 

整机厚度12毫米，薄于手指直径，掌控把玩。另外薄是市场切入点，也是创新方向，益于吸引感官，植入产品魅力，利于树立品牌形象地位。

与苹果airpods相比厚度仅为一半，耳机更是小巧。对标品牌极具优越性。

携带无顾虑，当口袋中装满手机、钱包、钥匙的时，此产品像一个薄“卡片”，最少占有口袋空间，轻松便携。产品边缘圆角收尾方便装入便携袋中。

 02 镂空符号 

几何跑道图形，中间镂空设计，不仅可以观察耳机状态，也促使得机身的厚度更薄。而这个符号经过全球专利维护，成为品牌无形资产，基于此方便产品系列化和个性化。

镂空漏出耳机可以提醒收纳耳机，具有实用功能。

 03 转轴内置 

由于金属转轴内置，完整的衔接上下盖，纯粹直线分割，线条美感无断点。

 04 工艺精密 

铝材外壳包裹并赋予CNC加工成型，精密CD机械加工，高光切削。更是一张金属“名片”，对外展示精致生活和品质追求。

 05 色彩感官 

市场VOC反馈证明黑色银色是接受度最高，同时增加棕色和墨绿，呈中短调，纯度较低，成熟稳重视觉感受。根据流行色趋势和品牌定位以及受众群体，顺势推出流行色系列。

（实物拍摄）

下文是设计过程的研究、论证、实验及决策，篇幅文字8000，多为专业设计文辞，“串联思想”来解释工业设计与产品经理、品牌推广、产品研发、生产装配之间的联系，阅读完需要15分钟。

薄是电子产品发展的必经阶段，材料精致化是竞争优势，在无线TWS耳机上升阶段，其全金属外观价值、精密制造匠心、品牌定位意识、产品家族化延伸在市场中脱颖而，学习产品历史成功经验。对3年的产品战略规划，位于产品结构最顶端的高形象、高价值、高毛利。

设计的方向：

❶工业设计战略辅助产品战略，首为三年内的产品搭建专利战略，通过工业设计的创新专利辅助产品高价值化。包括佩戴专利、镂空专利、转轴内置专利，共授权发明专利2项、实用新型10项。经过3年发展该专利已经成为企业资产，用于授权专利和本企业产品引用。

❷划分界限和拉开差异以及刺激感官，2016年12月13日 AirPods发布后，品牌与品牌之间的产品差异不明显，尤其在外贸市场复制和抄袭显现严重。本公司以设计驱动强调与品牌诉求不同，产品体验和视觉不同，刺激感觉不同。

❸初创企业首选在众筹网站推出新品，寻找爆点、打动点、心动点、价值点，在刚开始产品策划阶段清晰，并在后续的设计进展中强化和增加。

产品设计简介

1/几何跑道图形，中间镂空设计，不仅可以观察耳机状态，更使得机身的厚度更薄，仅为12毫米为全球最薄。

2/当口袋中装满手机、钱包、钥匙的时，此产品像一个薄“卡片”，最少占有口袋空间，轻松便携。

3/全铝合金外壳包裹并赋予CNC加工成型，更是一张金属“名片”，对外展示精致生活和品质追求。

4/金属转轴内置，完整的衔接上下盖，纯粹直线分割，线条美感无断点。

5/“扁形”耳机戴进耳朵，没有任何压痛感，传递轻松自由佩戴。

6/精密复合膜喇叭搭配降噪技术带来高清音质。

一：产品方向与设计方向

先更新认识和观念，重新梳理顶层思维，这一切影响着之后的设计行为。我们发现产品经理和设计师合作出现几种情况。产品战略规划是计划，分配好产品结构梯队，实现财务目标，配置毛利款、销量款、创新款等。而实际进展中计划出现变更，一切以需求和当下数据做决定。刚开始设计师和产品决策者初步沟通，二者的意识形态和价值观决定产品结果。产品开发存在动机，利润销量、产品品牌形象产品盈利模式，提供一个性价比高的产品？高价值的产品？送服务的产品？

产品方向指明在正确的道路上行走并规划后期发展路径，在此领域垂直纵深，占据市场位置。而设计方向奠定了基本架构和形式类别，在此类别拓展延伸，占据物理空间和心理空间。

心态和定力很重要，急于求成，导致对战局没有完全认识，对进阶发展没有规划，产品开发后发现定位偏航，浪费公司资源并错失良机。这里强调产品开发前期引入顶层设计思维，并非偶然的灵感或客户的建议就展开项目。关于产品决策者和设计的前期方向的讨论有以下三种模式：

①.产品方向正确+设计方向正确=产品正确。

这里强调“正确”，这样定义产品目前看来是对的，不犯错误，他们要求外观设计这样做，也是对的。产品最终在市场上是正确的（有一定销量、产品形象及格并不差）。在小型代工厂自信的谈起新品的正确性。而设计不需要创意，在于正确与否，正确对应，而设计决策这样做有问题。定价、销量、利润、成本、产品物质魅力这个五个要素精打细算，全盘考虑形成了产品本身。在行业竞争、营销推广的加持下，产品能达到预期目的走的更顺利，说明产品方向正确。

②产品方向创新+设计方向创新=产品创新。

这里强调“创新”，创新是一种远见，久之形成习惯。由于创新为产品带来巨大价值，为团队植入精神、为品牌带来资产、促进行业进步。对产品、运营、合作方、渠道有完整创新规划，眼睛不仅钉在销量，对产品模式进行大胆创新。而设计上也需要配合去创新，不在用常规思路和手法去设计，设计创新的历程是漫长的，需要久经试验和沉淀。

③产品方向精准+设计方向精准=产品精准。

职业产品经理人，用精准一词。要求效率高，对设计的要求也是精准对位，懂得设计，对设计师有约束，可以否定设计的专业度。对于设计师，我关注第一感知，看到设计后最先感受到什么？超薄、弯曲、居家风格、好可爱、很细等。这个第一感知就是产品的方向。

产品方向与设计方向是二者决定的，鉴于对上人的理解。1.在前期产品方向上有必要以为图表方式视觉化呈现，看图更容易了解和沟通。2.更好的检验产品方向，指导工业设计调整。3.而图表只涉及，趋势、发展、界定、参照物、新颖度。不对很具体的做约束，例如具体尺寸、风格、拆件等。

充分了解行业现状和行业发展历史，进行产品方向定位，工业设计进而强化这个定位特点。这种设计思路是：深喑行业和市场需求→规划产品方向定位→工业设计强化并弥补。相比之下个人在10年前的设计思路为：需求方设计具体要求→设计发散思维列举可能并提案→选择并修改或推翻。如（图1，在正确的方向上树立旗帜），产品在行业发展处于什么处境，图中描述了目前处于培育市场末期技术升级初期，从行业发展历史受到启发，此时❶概念化和❷美学化是差异化方向。以概念化❶为例，而具体塑造差异化的手法包括但不局限于全金属、最超薄、极轻便、最小巧等。以概念化❷为例，具体手法诸如时代感风格、个性化风格、工艺精密化、美学化、艺术美化等。在行业内，合适的时间段树立一个鲜明的旗帜。这里产品的设计方向找到并明确：概念化和美学化。

（图1 在正确方向树立旗帜）

以上是从自身的角度，这里从竞争发展的角度，再次定位。如（图2，品牌产品占据心智最高点），图中1、2、3、4、5、6、7几何形代表不同的品牌特征和产品定位，各自占据受众心智位置，这些定位已经被受众接受。坐标显示高端和低价，我们新品牌的定位要选择在A处、B处、还是C处。

  （图2 品牌产品占据心智最高点）  

上图中2示意了，五个品牌在这个行业内分布情况，左边轴代表低价和高价，显示品牌价值定位，品牌1处于一个低价，品牌2中低端，品牌3和4是中端，品牌5于高端。这些品牌从高价和低价占据消费者的心智，另外每个品牌这个形状都是不同的，有圆形、方形、五边形、六边形，代表这个品牌的差异语言和产品感知。这是抽象模型示意，我们可以思考我们行业的现在和潜在机会。

我们的新品牌形象定位的可能性列举并用红线标出，比如新品牌A处于高价格定位和三角形的产品语言，新品牌B覆盖高低定位和长方形产品语言，新品牌C处于中端定位和六边形产品语言，型品牌D处于低价定位和半圆形产品语言。考虑在行业中位置，与受众的关系，产品的视觉感知，目前渠道和销售前提下，YOBYBO的定位于B纵深式，无论何种模式，任何高端和低端产品传递的理念与品牌一致，并不代表低价产品就没设计感和差异化和品质化。

二：工业设计与结构设计

明确了品牌，找到产品方向，对应设计师方向。具体设计方向为：在工业设计上放大全金属、最超薄、极轻便、最小巧这四个特点。这个耳机是全球首款超薄耳机，占据了心理位置并实现目的。在之后的结构设计和工程治具上虽颇费周折但完成了以上目标，下面简介工业设计和结构工程的探索。

2.1 无缝隙连接全金属的探索

为了无缝隙连接上下铝壳，如图3所示，红色部分为上盖，绿色部分为转轴（为粉末冶金工艺高耐磨，保证使用寿命）。如图3所示，红色部分铝材料厚度是关键，基于此进行详评估模拟。在全金属的工艺实现上，有四种方案：片材冲压粘胶固定、纳米无缝注塑、全机械加工、多次锻造成型。

（图3 结构零件设计） 

 （图4 转轴设计） 

（图6，全机械加工） 

（图7，多次锻造成型）

（如图7）,1070/10601系料适合于深拉深，材料流动性好，易成型，且成型壁厚均匀，模具寿命高，反挤压具有良好阳极特性。5系材料硬度相对于1系硬度较高，5052对于深拉伸件较难成型，模具阻力大，成型产品表面会起皱，壁厚会存在不均匀，模具寿命极低，加工硬化快，成型受力不均匀，容易爆模,产能待验证。6系材料硬度相对于1系硬度高，6063对于深拉伸件较难成型，模具阻力非常大，成型产品表面会波浪纹，橘皮严重，壁厚会存在不均匀，模具寿命极低，容易爆模，模具磨损快，冲头易断裂，挤压成型时，金属流动不均匀，各个模芯受力不均衡，导致壁厚不均，从而拉破，无法量产。1070锻压后硬度约35-50HV；5052锻压后硬度约60-75HV；6063锻压后成品硬度约80-95HV。考虑上盖强度和硬度选择5052铝材。进而对5052铝材进行工艺流程设计模拟。

2.2最超薄的探索

为了实现超薄的想法，列举变薄的方法和方法。例如从工业设计角度，巧妙设计形体，修形体边缘、上盖镂空、下盖避让、耳机可以折叠等可以实现薄的目的。从电子设计角度，元器件的天线放置、天线的设计都也能实现超薄目的。从结构设计角度，结构设计、物料选择、电子巧置下也能实现超薄目的。工程师各抒己见、合作共促进目标实现。如图11，产品由14毫米的厚度优化为12毫米。

（图11，14毫米厚度和12毫米对比）

2.3结构匠心的打磨

仅仅满足最小巧和超薄会丧失其他模块的考量，结合成本、产品魅力、用户感知价值来考量。匠心并不是时间和加法的堆砌，而是面对多个要素整合择优。以下示意了工业设计基于结构设计的再优化。1. 简化：转轴内置的为外观带来亮点，变得纯粹和简洁，一条线分割，外观无断点。2. 旋转距离，这个旋转距离。经过旋转之后，不会衔接上下盖的那个缝隙。如图10所示。3. 预留装配公差：底盖反包，上下盖的装配公差，大约在一毫米。4. 方便抛光：外观曲面设计，满足铝合金抛光，接近外鼓面方抛光打磨。5. 降低成本：铝合金硬度软和韧性无法充当转轴，且加工转轴成本较高。粉末冶金的硬度满足转轴高频率翻转，以螺丝固定。6. 曲线美化：(图14)在包住元器件的前提下，锁定风格区间，最佳是第二个。(图12)中,43度夹角满足抛光打磨。（图13）中，找到1-5个点和分模线夹角，这5个点要多次调整才能得到。

关于成本，是指一定区间，为了做出最有魅力的产品，有最低点和最高点，成本最高点也并非是坏事。要评成本高，究竟高多少？能在一定合理控制范围之内。这合理控制成本。成本区间最高点刚好给予产品一些成本来做一些附加值，强化价值。用户能够感知到而且购买的实实在在的价值，如图15，可以用图像描述价值。

（ 图12，下凹面满足抛光打磨）

（图13，分模线避开装配公差）

（ 图14，在结构元器件影响下外形限定）

（图15，转轴设计与匠心打磨）

三：人体工学的原理

从人体工学角度浅析佩戴与尺寸的关系，首先了解几个名词，在（图16-是耳朵的结构示意图）中。1是，耳道口。2是耳屏，它的作用是挡住耳朵口，防止灰尘进入。3是耳甲腔，呈碗状。4是对耳屏。在实际佩戴效果耳机佩戴于真实耳朵上效果。与发型、肤色、饰品、彩妆搭配形成个性风格形象，由于造型而带来形式美感。

（图16-是耳朵的结构示意图）

3.1 耳机与耳道关系-入耳深度

将目前TWS耳机在入耳深度上分为三类，（如图18-三类入耳深度）。1深入耳类：普通耳机前腔10毫米的入耳深度，密封性好，但是会导致耳道口的刺痛太大，会出现痒、疼、胀的感受，在阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质人群感受更明显；2浅入耳类：前腔并不进入耳道，仅贴合耳道口，例如Note20耳机（note20人体工学创新），其硅胶帽在入耳深度和密封性之间取得平衡，通过小中大硅胶帽来实现入耳深度和密封性递增。3贴耳类：如Airpods耳机塑胶本体不进入耳道，凭借Φ13喇叭驱动力，声音传递入耳道，优点在于不碰击耳道口，缺点在于密封低音弱。如（图19，苹果耳机-贴耳式）看到苹果从2001-2017年推出的耳 机中大多数延续贴耳类发展。证明了贴耳的好处和尺寸的认可。

（图18 三类入耳深度） 

 （图19，苹果耳机-贴耳式）

Airpods覆盖场景为出街、室内办公、生活休闲。但是伸出耳朵部分由4厘米的，在睡前听书侧躺时，耳机频繁脱落。Card20在满足出街、室内、生活前提下，将伸出耳朵部分做到最薄，在在睡前听书侧躺时，几乎感觉不到其存在。随着互联网发展和用户生活形态发生变化，尺寸和方式都发生变化。（如图20，佩戴覆盖场景）。

（图20，佩戴覆盖场景）

3.2 耳机与耳甲腔关系-固定

满足所有人很难，满足平均值，通常做法是掐头去尾，满足保证95%的生理结构尺寸。通过数据统计，如图21，70%的人耳甲腔直线距离集中在16毫米，发现在耳甲腔内放置一个16*11毫米的扁球体最为舒适。16毫米是个最大值，大于此则鼓胀，小于此容易掉落。11毫米是最小值，大于此放不进耳甲腔，小于此触觉感受松动，如图22。

（图21 尺寸统计柱状图） 

    （图22 耳朵最佳容纳物）

发现苹果Airpods的设计遵循了这个原则。（下图23  Airpods尺寸大小）。有5个重要尺寸满足人体工学。A：扁球的直径为16毫米。B：耳机外围曲线参照11毫米变化，变化幅度≤0.3毫米。C：杆子距离，决定耳机头触碰耳甲腔皮肤，从而感觉触觉，不是“悬空”的感受。D和E的长度决定了，在睡觉侧躺时，耳机触碰枕头伴随翻身，耳机会掉落的可能。

（图23 Airpods耳机实际尺寸）

（图24， card20耳机实际尺寸）

产品设计分为两个知识模块。其一尊重前人，遵循规律，不犯错。其二个性发挥，创意创造带来差异。首选要找到声学和人体工学和个性的关系，并取其精华去其糟粕，进而设计出新作品，如图25所示，对airpods耳机分析，红色区域为声学容积250mm³(立方毫米)。蓝色线为出音孔直径和容积，包括外出音孔面积和内壁出音口面积。绿色线为塑胶壁厚，0.8毫米均匀壁厚影响声音不外漏。黑色线为人体工学线，影响着佩戴舒适、接触耳软骨皮肤面积、产品形态个性差异，有3条关键曲线，并用空间点和尺寸进行约束。紫色线为接触耳道孔圆角，在苹果airpods耳机并未出现，导致入耳太尖锐有刺痛，而在card20的设计上注意此，圆角为1毫米，减少缓和入耳太尖锐刺痛。黄色线为喇叭振膜尺寸，根据喇叭高频振动行程来计算此条线的尺寸。

（图25  声学和人体工学和个性的关系）

数据对比,发现A和B是相同的，保证了固定需求。C、D、E尺寸优于airpods。视觉效果显得纤薄小巧同时满足睡前的需求，但是最大的价值在于塑造了新形象和新理念，并未和苹果雷同，相比之下比苹果耳机尺寸小了很多，如图26。

（图26 card20与airpods尺寸比较）

（图27 card20与airpods实物比较）

3.3 在用户群中大量验证

选取100位用户，耳朵尺寸在15.5-16.5毫米之间，测试并一对一访谈，统计成数据此耳机满足92%的人群，关于测试验证详见：《研究3：人体工学测试与优化 》。

主设计师/ 周红超 zhouhongchao。认识周老师请加微信13713875667

产品类别/ 耳机。 

获得奖项/ 2020年德国IF奖、红点设计奖、红星奖、Kickstarter众筹第一名、发明专利2项、实用新型10项。

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