碳纤维那么优秀 为何笔记本主流还是金属材质?
戴尔XPS 13这台笔记本大家一定不会陌生,早在十年前,这款产品就已经采用了碳纤维材质设计,轻量化的碳纤机身与高性能表现让它成为了高端商务笔记本的代名词。时至今日,放眼主流的高端商务本依然不见碳纤维踪迹,反而主流高端商务本采用镁铝合金材质。金属材质到底强在哪儿了?
先上结论:CNC镁铝材质相比碳纤维材质,颜色可调、工艺可控、成本更低。
笔记本制造与设计环节,适配于CMF工业设计体系,C 代表 Color 颜色,M 是 Materials 材料,F 是 Finish 工艺,一个产品看起来怎么样,摸起来怎么样,都属于它所决定的范围。
一、颜色可定制化 满足不同人群审美
虽然碳纤维材质具有质轻、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射等特性,但总归呈现在消费者面前的绝大多数还是以黑色为主,这就注定了它更适合商务办公人群特点。
碳纤维材质以黑色为主
而目前主流的金属材质为合金,主要合成金属有铝、镁、不锈钢、钛等,比如说镁铝合金和铝镁合金就是由于两种材料的比例不同而区分开来的,镁铝合金要比铝镁合金有更好的强度和更轻的重量。当然也有钛合金、锂镁合金打造的产品。
工厂流水线整块镁铝合金板
香槟金配色笔记本
金属材质在整个生产链当中,需要精力CNC成型冲压、喷砂两项工艺,而着色部分通常在阳极氧化最后镀膜的部分,我们经常能够见到的香槟金、咖啡金等颜色都是经过最后一步阳极氧化进行着色的。理论上,你能想到的颜色都能调配出来。
二、CNC工艺可控性 合金材质硬度高
金属材质从流水线出来通常采用的都是CNC技术切割,而合金材质恰巧符合CNC切割的特性,一整块金属板材通过硬度极高的刀具进行高速切割,能够减少笔记本零部件的产生,整体性更强。
除此之外,表面的喷砂工艺也能提升整个合金材质的质感,相比碳纤维,金属质感更加细腻自然,配合最后一道阳极氧化的最后一道镀膜技术,呈现出高品质的质感。
通常处理过后的阳极氧化金属是之前的数倍甚至数十倍
历经脱脂、碱洗、中和、化抛、氧化、染色、封孔等近20道工序处理过后的阳极氧化工艺,就已经非常接近我们使用的笔记本模具了,这种工艺具有厚度,均匀性,硬度,耐腐蚀性和绝缘性等众多特点。
阳极氧化是一个非常神奇的化学反应,是因为铝这种材质本身质地非常柔软,软到什么程度,我们做个比喻,普通玻璃的硬度是5.5莫氏硬度。(莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,又称摩氏硬度。)而铝的本身硬度只有2-2.5莫氏硬度,而经过阳极氧化之后铝的硬度就可以达到9莫氏硬度。如果加入其他金属,比如镁铝材质,硬度则会更高。
而碳纤维材质虽然刚性强,其硬度仅次于金刚石,但其耐冲击性较差,在材质撕裂时,纤维飞溅容易造成二次伤害,且在强酸作用下发生氧化,稳定性并没有合金材质好,并且合金材质在导热方面也明显优于碳纤维材质。
三、合金材质与碳纤维材质成本不在一个量级
碳纤维的生产是一个十分复杂的系统工程,且目前国内碳纤维产量有限,能够自主生产的只有两种材质:T300、T800其客户主要面向于军工、航天等国家重点企业,民营企业基本上拿不到国产碳纤维产品,所以我们常见的民用碳纤维材质几乎绝大多数采用进口,而进口的产品,包括海关申报、专利税等等税费加起来,就注定进口碳纤维材质在底层成本上价格就已经很高了。
日本东丽(TORAY)公司的碳纤维型号
日本东丽(TORAY)公司的碳纤维应用领域
而像铝、镁、钛、铜、不锈钢等这种常见材质,在中国广袤的土地上随处可见,从开采到加工提炼作为世界工厂的中国,几乎全都是轻车熟路,生产与制造成本自然更低,换句话说,在配置相同的前提下,你愿意买4000元外观靓丽的镁铝合金笔记本,还是愿意购买售价过万的碳纤维轻薄的笔记本?我想绝大多数主力购买行为都会选择前者。
编辑点评: 进口材质专利限制各种税费多重原因加在一起,导致碳纤维材质并不便宜,所以大面积使用碳纤维材质的笔记本必然售价过万。而采用合金材质的产品之所以成为市场的主流,也是因为其很好的可塑性,耐腐蚀,工艺成熟且成本低廉。收到了绝大多数厂商和消费者的青睐。笔者认为,产品没有好坏之分,只有适合不适合自己的。碳纤维材质笔记本确实出色,但镁铝合金同样也不差,就像牛排西餐和家常便饭一样,要根据自己的实际情况来选购。
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金属的比较有质感,碳纤维据说强度和散热很好,但是接地不好的话会有轻微漏电感,但我觉得你买金属的或者碳纤维的接地都要好。。。不过一分钱一分货,碳纤维成本高,在和别的材质笔记本同价位的情况下,硬件和做工还是需要考量一下的,如果你是土豪那么就没有这个烦恼了
一、碳纤维更耐磨。碳纤维由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。
二、碳纤维的韧性更大。碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
扩展资料:
镁合金产品的特点:
镁合金的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600多Mpa。屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,可做到100%回收再利用。镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。
参考资料来源:百度百科-碳纤维
参考资料来源:百度百科-碳纤维复合材料
参考资料来源:百度百科-镁合金
笔记本材质主要分两类,非金属与金属,而具体的材料则分,PC-ABS、聚碳酸酯、碳纤维、镁铝合金以及钛合金。其实,以上只是一些较为特点显著的材料,厂家笔记本实际应用所运用的材料则是多种材料复合的,例如碳纤维就常常倍搀合到另外的材料中去,而很少单独作为外壳的材料。
1、ABS工程塑料(PC+ABS)
材料简介与特点:我们应该感谢这一类原料,就像我们应该感谢塑料一样,它们的出现,让低价笔记本得以更快实现。而说到有关工程塑料一类,如果是非材料专业的人士,基本无法了解更多;而我们作为普通消费者,也不用这么深入了解,但求知道大概特性就可以了。而笔记本产用的工程塑料外壳通常就是--PC+ABS(工程塑料合金),之所以命名为PC+ABS,是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能,又具有ABS树脂优良的加工流动性。所以应用在薄壁及复杂形状制品,能保持其优异的性能,以及保持塑料与一种酯组成的材料的成型性,应用在笔记本外壳上无疑是适合的。
作为笔记本材料的优缺点:ABS材料成型容易,制作简单;ABS工程塑料最大的缺点就是质量重、导热性能欠佳,上色麻烦,也无法屏蔽电磁辐射。
成本与应用场合:一般来说,ABS工程塑料由于成本低,被大多数笔记本电脑厂商采用,目前多数的低价笔记本外壳都是采用ABS工程塑料做原料的。因为ABS外壳无法屏蔽电磁以及辐射,因此有的厂家会在这些外壳上涂上一层金属薄膜。本来这也是正常制怍工序,但是有些不良或者不懂的商家就会宣称这些笔记本为合金外壳,这才是我们需要注意的,我们在后面会讨论一下有关外壳的分辨办法。
2、聚碳酸酯
材料简介与特点:聚碳酸酯PC也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种,它的原料是石油,经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物,再经塑料厂加工就成了成品。过程还算比较普遍,原料的提成成本不算高,不过制作成为笔记本外壳就要费一些周章。
作为笔记本材料的优缺点:其散热性能也比ABS塑料较好,热量分散比较均匀,它的最大缺点是比较脆,一跌就破。
成本与应用场合:目前单纯以聚碳酸酯为主做产品外壳的就是富士通了,在很多型号中都是用这种材料,而且是全外壳都采用这种材料。不管从表面还是从触摸的感觉上,PC-GF-##材料感觉都像是金属。如果笔记本电脑内没有标识的话,单从外表面看不仔细去观察,可能会以为是合金物。大家可以多点去体验富士通的S系列笔记本,从中感受。
3、碳纤维
材料简介与特点:碳纤维材质是很有趣的一种材质,它既拥有铝镁合金高雅坚固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性。它的外观类似塑料,但是强度和导热能力优于普通的ABS塑料,而且碳纤维是一种导电材质,可以起到类似金属的屏蔽作用(ABS外壳需要另外镀一层金属膜来屏蔽)。
作为笔记本材料的优缺点:碳纤维材料比较特别,作为笔记本材料,碳纤维强韧性是铝镁合金的两倍,而且散热效果最好。碳纤维的缺点是成本较高,成型没有ABS外壳容易,因此碳纤维机壳的形状一般都比较简单缺乏变化,着色也比较难。此外,碳纤维机壳还有一个缺点,就是如果接地不好,会有轻微的漏电感,因此IBM在其碳纤维机壳上覆盖了一层绝缘涂层。
成本与应用场合:因为碳纤维本身特点特别,不好成型也不好着色,因此运用碳纤维的笔记本都是黑色为主,像IBM的T、X系列都含有碳纤维,制造成本较高,因此主要出现在一些高贵的产品中。华硕和索尼也常用碳纤维作为高端笔记本的材料。
4、镁铝合金
材料简介与特点:铝镁合金一般主要元素是铝,再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属,其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强,能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍,但重量仅为后者的三分之一。
作为笔记本材料的优缺点:镁铝合金外壳作为笔记本材料,本身的特点比较综合,轻、硬度高、在轻薄和硬度中取得平衡,而且易于上色,可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色,为笔记本电脑增色不少,这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。但是镁铝合金并不是很坚固耐磨,用久了会显得颜色暗淡,成本较高,而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)。
成本与应用场合:通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳,成本也较高。
5、钛合金
材料简介与特点:钛合金的主要成分还是铝,只不过加入了不少的元素,这其中就包括了钛,这是一种稀有金属,多被应用在航天场合。无论散热,强度还是表面质感都优于铝镁合金材质,而且加工性能更好,外形比铝镁合金更加的复杂多变。其关键性的突破是强韧性更强、而且变得更薄。就强韧性看,钛合金是镁合金的三至四倍。强韧性越高,能承受的压力越大。
作为笔记本材料的优缺点:钛合金在这么多材料中,的确最适合做笔记本外壳,但是,这种外壳工艺要求很高,造成成本过高,随着笔记本价格大战的开打,以及产品线更新速度的加快。这种高成本的外壳已经变得在市场较难生存,早期的T40系列还会采用这种外壳,但是从T60等开始,钛合金也就不复存在,很有可能永远退出笔记本外壳。
成本与应用场合:IBM的T4X等系列用过,现在已经很少出现 ,Thinkpad Z61T是目前可以买到的钛合金外壳笔记本
笔记本材料与设计与成本的关系
笔记本的设计和材料,本来就是不可分割来讨论,说到底,材料的采用也是为了配合设计,一款笔记本,设计者需要让它具备什么特点,那么就要从设计以及材料来配合。而不同的要求,对用料的讲究也不同。一般来说,一些特殊要求的笔记本,就需要更为出色的设计以及用料来配合;我们打个比喻,要做一款12寸超轻薄,重量在1.3Kg以下的;和做一款重量在2.5Kg以下的14寸笔记本,那么显然后者基本没有什么难度,一个通用模具就可以搞定;但是12寸的笔记本就不同了。需要专门的设计师以及经过多次试验,得出成品;而这一关卡,需要的人力财力就比较可观了。
所以当大家在评论某某笔记本性价比很低的时候,也需要多点考虑这款笔记本除了配置以外的一些,只有这样全面对待问题,你才会更明白笔记本的真谛。因为这些厂商赋予了笔记本不仅仅是一个身躯,里面更有着设计者的心血。
笔记本外壳的分辨办法:一般来说,可能有一些朋友跟你说,等笔记本完全散热完毕后后,用手掌放在笔记本外壳上,如果感觉有一丝凉气,那就证明这是合金。
这种办法是有着一定的道理的,因为金属的传热性能是很好的,现在一般摆设笔记本的店面,都有安装空调,因此室温基本都在26度左右,比人手掌的温度要低,在手掌放在26度左右的金属外壳时,金属就会迅速将热量传送,就会使得手掌温度迅速变低,让人感觉到凉气。
不过这个办法会让一些涂上了金属层的笔记本蒙蔽过关,那么这应该怎么办?老实说,有点难办,因为这毕竟是真金属。因此这需要对金属和塑料有更深的认识,通过轻敲、轻刮以及轻轻抚摸等,通过自己对金属和塑料的认知,做处区别吧。
如果感觉到自己功力不够深,其实有个得来全不费功夫的做法,就是上网搜索产品的具体资料和评论,相信会找到比较好的答案。只是在观看评论的时候要多找一些,特别是客观的评论,因为很多网友的水平和主观因素会做出并不十分准确的判断。总的来说,认知区别外壳始终还是比较考能力的东西,如果大家真想训练自己成为金手,估计还是需要花一些心思去多接触多了解不同产品的外壳,寻求量变实现质变,成为真正的辨别高手。
一、ABS工程塑料
ABS工程塑料即PC+ABS(工程塑料合金),在化工业的中文名字叫塑料合金,之所以命名为PC+ABS,是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能,又具有ABS树脂优良的加工流动性。同时其具备极好的冲击强度,电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性以及成型加工和机械加工较好。
这是一种最普通的笔记本外壳材料,目前市场上大部分机型都或多或少的采用了这种材料。例如:ThinkPad E40系列、宏碁4741G系列等等,都是采用的这种材料,举不胜举。
优点:成本较低、易于加工、尺寸稳定性好。
缺点:质量较重、散热性不佳。
二、铝镁合金
铝镁合金一般主要元素是铝,再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属,其导热性能和强度尤为突出。
一般来说,其硬度是ABS工程塑料机壳的数倍,但重量仅为后者的三分之一,通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。
银白色的铝镁合金外壳可使产品更豪华、美观,而且易于上色,可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色,为笔记本电脑增色不少,这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料,目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。铝镁合金并不是很坚固耐磨,成本较高,比较昂贵,而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺),所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上,很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。
优点:强度高、质量轻、散热好。
缺点:成本较高、喷漆容易磨损。
三、碳纤维
碳纤维材质是很有趣的一种材质,它既拥有铝镁合金高雅坚固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性。它的外观类似塑料,但是强度和导热能力优于普通的ABS塑料,而且碳纤维是一种导电材质,可以起到类似金属的屏蔽作用(ABS外壳需要另外镀一层金属膜来屏蔽)。
碳纤维的强韧性是铝镁合金的两倍,而且散热效果最好。碳纤维的缺点是成本较高,成型没有ABS外壳容易,因此碳纤维机壳的形状一般都比较简单缺乏变化,着色也比较难。此外,碳纤维机壳还有一个缺点,就是如果接地不好,会有轻微的漏电感,需要在其碳纤维机壳上覆盖了一层绝缘涂层。
优点:散热好、强韧性好。
缺点:成本高、成型难、导电。
四、钛合金
钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版,它的主要成分也是金属铝。钛合金与铝镁合金除了掺入金属本身的不同外,最大的分别之处,就是还渗入碳纤维材料,无论散热,强度还是表面质感都优于铝镁合金材质,而且加工性能更好,外形比铝镁合金更加的复杂多变。
钛合金关键性的突破是强韧性更强、而且变得更薄。就强韧性看,钛合金是铝镁合金的三至四倍。强韧性越高,能承受的压力就越大。至于薄度,钛合金厚度只有0.5mm,是镁合金的一半,厚度减半可以让笔记本电脑体积更娇小轻薄。
钛合金唯一的缺点就是必须通过焊接等复杂的加工程序,才能做出结构复杂的笔记本电脑外壳,这些生产过程衍生出可观成本,因此十分昂贵。目前,钛合金及其它钛复合材料。
优点:集以上所有材质优点于一身。
缺点:复杂的加工程序使价格高昂。
五、聚碳酸酯PC(PC-GF-##)
聚碳酸酯PC也是笔记本电脑外壳所采用的材料之一,它的原料是石油,经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物,再经塑料厂加工就成了成品。从实用的角度,其散热性能也比ABS塑料较好,热量分散比较均匀。
其最大缺点是比较脆,容易断裂,我们常见的光盘就是用这种材料制成的。运用这种材料比较显著的就是富士通了,在很多型号中都是用这种材料,而且是全外壳都采用这种材料。
不管从表面还是从触摸的感觉上,PC-GF-##材料感觉都像是金属。如果笔记本电脑内没有标识的话,单从外表面看不仔细去观察,可能会以为是合金物。
优点:散热性能好。
缺点:比较脆。
六、皮革:
早期人们比较重视笔记本的硬件性能,外壳也是提升笔记本性能的一个重要途径。不过,随着今年来技术水平的大大提高,人们逐渐开始考虑笔记本的外观设计,所以加入皮革材质的笔记本电脑应运而生,皮革不仅在外观上给人以高贵的时尚感,同时还会给用户提供更佳的操作使用体验。
率先将皮革材质引入笔记本外壳设计的是华硕,2006年推出的S6皮革版是全球首款采用皮革外壳的笔记本产品。皮革本身的特点是柔软附有弹性,所以可以根据笔记本不同的外观附着不同的皮革,并且手感非常出色,而且染色工艺也比较成熟,不过大家都知道,皮革本身是非常软的,所以它不能单独用作笔记本的外壳,必须是附着在某种坚硬的材质表面才可以,否则是不足以对内部的原件起到保护作用的。
另外,大家都知道,皮革比较保暖,所以散热性能比较差,因此,采用皮革外壳的笔记本数量很少,针对的是时尚人群。
优点:时尚、柔软、手感好。
缺点:散热性能差,价格高。
七、竹子
竹子,在生活中经常见到,竹制筷子、竹制椅子等等。但将竹子作为笔记本电脑的外壳材料却非常少见,07年华硕推出了一款EcoBook采用的就是竹制外壳。
竹制笔记本以华硕为代表
竹子本身比较坚固耐用,具有一定的柔韧性,而且质地较轻,非常适合用作笔记本外壳。在对竹材的处理过程中使用了烟熏、蒸煮等工艺,将竹子中的醣份去除,同时在竹材的表面涂上透明的漆料,这样做可以有效提升竹材的防虫蛀、防潮、抗磨损以及防褪色的能力。竹子是一种有机材质,是可再生资源,用竹子作为笔记本电脑的外壳材料,最大的意义还是在于环保。
不过,将竹子作为笔记本外壳的材料,在制作加工方面有着非常大的难度。因为笔记本考虑到体积、重量以及散热的因素,因此竹子要加工的足够薄,还必须具有一定的坚固性,同时烟熏、蒸煮、雕刻等工艺也非常麻烦,这导致其价格很昂贵,并且难以进行量产。
优点:时尚个性、轻薄、环保。
缺点:加工难度大。
对于笔记本外壳材料的选择建议
对于目前的笔记本市场来说,还是以ABS工程塑料作为外壳的笔记本电脑为主。因为硬件、软件技术发展迅速,同时人们的生活水平得到很大提高,这导致笔记本已逐渐成为一种消费品,一般一台笔记本用4到5年已经是极限,而这段时间的应用ABS工程塑料已足以应付,所以其凭借低成本、高性价比吸引了众多厂商和低端消费者的目光。
而对于预算比较多的朋友来说,外壳采用铝镁合金、碳纤维或钛合金材料的笔记本无疑是更为理想的选择对象。其中,铝镁合金比较容易上色,能拥有彩色的外壳,更适合家用。而对于另外两种材料来说,上色比较困难,所以严谨单一的色调成为它们主要的表现形式,所以比较适合商务人士选择。
市售主流笔记本外壳大部分为ABS工程塑料
那么,就会有朋友问了,如果在购买笔记本的时候,说明中没有明确标注是什么材料,我们要如何分辨呢?
其实,很简单。一般利用“摸”和“敲”就可以分辨出来,合金材料摸上去是比较冰凉、用手指或钥匙等金属轻轻敲击时会发出较为清脆的声音,而ABS工程塑料摸上去则没有冰凉的感觉,敲击时发出的声音也比较傲顿。当然,这其中有一个例外,那就是碳纤维,因为碳纤维看起来、摸上去都和塑料差不多,所以比较容易和ABS工程塑料混淆。不过,幸好以碳纤维材料作为笔记本外壳的机型并不多,所以,我们记住目前常见的几款碳纤维本子就好了。包括:索尼的TZ/SZ/G等便携商务系列,华硕W1以及联想天逸F31等(不过目前八千元以下的F31已经换用普通塑料材质了)。而钛合金的识别也比较简单,因为它是ThinkPad T/X系列笔记本的“御用”材料。