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主流筆記本電腦外殼材質(zhì)發(fā)展趨勢及工藝解析
2021-07-206174
細心的朋友可能會發(fā)現(xiàn)，越來越多的筆記本產(chǎn)品開始使用 金屬材質(zhì)了。的確，相對于傳統(tǒng)的 塑料材質(zhì)來說，金屬材質(zhì)有著與生俱來的細膩質(zhì)感和冰涼觸感，所以它常被用于筆記本提升檔次感的必殺技。加上 抗壓、耐磨和金屬導熱效果比塑料強的特性，因而越來越受歡迎，但其對應(yīng)成本也會較高。
如今的筆記本市場正值英特爾八代酷睿處理器的普及，以及AMD銳龍移動處理器崛起的風口上，因此在挑選筆記本的過程中，處理器和顯卡的強弱關(guān)系就成為了很多用戶篩選產(chǎn)品的唯一指標。
實際上，筆記本不僅是用來“玩”（游戲）的，它更多的時間還是拿來“用”的，而影響筆記本實用性和耐用性的指標，則就體現(xiàn)在最基礎(chǔ)的材料和結(jié)構(gòu)學設(shè)計上。
筆記本的核心硬件包括處理器、主板、顯卡、內(nèi)存、硬盤和無線網(wǎng)卡等，它們都被一套完整的模具包裹固定。就質(zhì)感和觸感而言，筆記本模具的材質(zhì)將起到?jīng)Q定性的作用。
一. 好的外殼應(yīng)具備哪些因素?
絕大多數(shù)用戶選購筆記本電腦常感性地以”美”來衡量一款機型的外殼，殊不知, “美觀”僅僅是筆記本外殼三大作用中最 ”輕微”者。我們認為, 只有滿足 ”保護性”與”散熱性”并重的前提, “美”才是真正健康的美。
1.保護
筆記本電腦在攜帶和使用時不可避免地會受到外力沖擊, 如果外殼材質(zhì)不夠堅硬, 首先受損的是液晶顯示屏。筆記本輕薄化已成為目前的發(fā)展趨勢之一, 在規(guī)定的厚度尺寸下, 保護液晶屏不受外力擠壓受損的重擔就落在了外殼上。
2.散熱
一般情況下, CPU和顯卡芯片的熱量可由散熱器通過導風管排出機體, 而芯片組、內(nèi)存和硬盤等設(shè)備則需借助外殼進行主動散熱。因此, 我們常見到許多超輕薄機型以及配置較好的高性能機型都采用熱傳導性較好的金屬材質(zhì)輔助整機散熱。然而, 利用筆記本外殼輔助散熱難免產(chǎn)生弊端。
大家知道, 筆記本電腦硬盤多位于掌托下方，此時再利用金屬材質(zhì)掌托傳導硬盤熱量, 難免會影響用戶的使用舒適度, 筆記本鍵盤亦如此。
因此, 外殼材質(zhì)的散熱性僅僅是首先考慮的第一步, 更重要的還是廠商們的精心設(shè)計(目前比較成熟的設(shè)計方案是: 掌托及鍵盤采用隔熱材料, 避免熱量直接與手接觸; 機身底部采用高導熱性材枓以加強散熱)。
3.美觀
特殊外殼材質(zhì)的使用不僅令整機標新立異、獨具個性, 還能樹立良好的產(chǎn)品形象, 體現(xiàn)品牌特色, IBM ThinkPad和Apple PowerBook便是兩大典范。前者”千篇一律”的經(jīng)典黑色造型早被廣大用戶熟知, 后者獨到的白色設(shè)計也成為眾品牌爭相效仿的對象. 在ThinkPad和PowerBook成功的背后, 頂級的鈦合金材質(zhì)功不可沒。
二. 市面上常見的幾款材質(zhì)機構(gòu)件外殼
No.1 塑料：向廉價感說NO
塑料應(yīng)該是筆記本自誕生以來應(yīng)用最為廣泛的材料，只是“塑料”這個詞聽起來太過低端廉價，所以行業(yè)內(nèi)還給它們起了更具學術(shù)性的名字——“PC＋ABS工程塑料”。
ABS工程塑料即PC+ABS，這種材料既具有PC樹脂的優(yōu)良耐熱性、耐沖擊性，又具有ABS樹脂優(yōu)良的易加工性。它的優(yōu)勢明顯，可塑造性強，顏色豐富，加工簡單，成本低。
讓塑料有質(zhì)感
PC＋ABS工程塑料的優(yōu)勢就是成本相對低廉，而且極易塑形，可以隨意制定出各種棱角、流線和立體的外觀造型。但是，塑料就是塑料，再怎么折騰，也難掩其質(zhì)感和觸感上的廉價性。
因此，為了提升賣相，筆記本廠商通常會在工程塑料的表面進行二次“裝修”。
早期塑料材質(zhì)筆記本最愛的裝修技術(shù)，就是在表面鍍上一層“鋼琴烤漆”（有些品牌還將其稱為“晶鉆漾彩”），從而讓筆記本獲得顏色且更純更亮，摸起來還有一種陶瓷般的觸感。
隨后，筆記本最愛的裝修技術(shù)則換成了“IMR（模內(nèi)轉(zhuǎn)?。┕に嚒?，在提供類陶瓷觸感的同時，還能讓筆記本外殼表層內(nèi)帶來金屬拉絲、同心圓、磨砂、圖案等個性紋理，可謂是“要啥樣有啥樣”。
現(xiàn)在很多游戲本看著采用了金屬拉絲的外殼，但實際上外殼卻依舊是工程塑料，只是通過表面的拉絲紋理和鍍膜工藝實現(xiàn)了金屬的質(zhì)感和光澤，這就是塑料材質(zhì)的魅力。
有關(guān)塑料的誤會
和金屬材質(zhì)相比，工程塑料的質(zhì)感和強度處于下風，但其韌性和耐磨性表現(xiàn)卻更為優(yōu)異：受到輕微擠壓和磕碰時不會變形，被異物劃傷時的痕跡也較輕（其風險源于較大受力時有可能斷裂）。拋開這些不談，很多用戶都對工程塑料存在誤會，認為它沒有金屬材質(zhì)的散熱效果好。
實際上，筆記本的散熱有95%都是依靠覆蓋CPU/GPU芯片表面的散熱片、熱管、風扇和散熱鰭片的“套裝”，只有非常小的一部分（主要應(yīng)用在極致輕薄的超極本和PC平板二合一設(shè)備上）可能會借助石墨貼片引導到金屬外殼上以增加散熱面積。
對筆記本的整體發(fā)熱量而言，這部分引導出來的熱力幾乎可以忽略不計，反而不如直接將筆記本后端用書本墊高，提升底部散熱孔的空氣流通率來的實在。
No2 金屬：更高檔的代言人
和塑料相比，金屬材質(zhì)有著與生俱來的細膩質(zhì)感和冰涼觸感，所以它常被用于筆記本提升檔次感的必殺技。
金屬筆記本外殼又分為： 鋁鎂合金、鎂鋁合金、鈦合金三部分。
鋁鎂合金
鋁鎂合金主要元素為鋁，摻入少量的鎂,含鎂量在3-5%之間，被廣泛應(yīng)用于高檔門窗制作、各種交通工具零部件、中高檔筆記本外殼制作等。
鋁鎂合金優(yōu)勢在于抗壓性強，易于上色，質(zhì)量輕，散熱好。 鋁鎂合金劣勢則是成型困難，成本高。
鎂鋁合金
如果鎂金屬含量較大則稱為“鎂鋁合金”。鎂鋁合金主要成分為金屬鎂，比例占到90%其次是鋁占到9%,另有1%的鋅元素。鎂鋁合金主要應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)（70%）、3C行業(yè)（20%）、軍事和航空航天（10%）。
鎂鋁合金優(yōu)勢在于散熱好，質(zhì)量輕，抗壓性強，加工性好，密度最小的工程金屬;劣勢相對鋁鎂合金的成本高，成型困難上加了一條，耐蝕性差。
鈦合金
鈦合金可以說是鋁鎂合金的升級版。主要元素仍是鋁，但加入微量鈦金屬，增強韌性。鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機部件，其次是火箭、導彈的結(jié)構(gòu)件，在醫(yī)療器械中也得到推廣，而使用鈦鎂合金作為筆記本外殼時還滲入碳纖維材料，使硬度進一步加強。
優(yōu)勢明顯，具有超高強韌性，更加纖薄，散熱更好，能自動修復。
但相 對應(yīng)工藝也復雜，成本非常高。
金屬也需要調(diào)味
為了提升金屬質(zhì)感，采用這一材質(zhì)的筆記本最喜歡在表面引入拉絲工藝，即反復將鋁板刮出線條（包括直紋、亂紋、螺紋波紋、同心圓等），可清晰顯示每一根細微絲痕，從而極大提升金屬表面的立體感和手感。
同時，為了保護金屬，陽極氧化著色工藝也是筆記本們最常用的后期優(yōu)化，即在鋁和鋁合金表面上色提升顏值的同時，轉(zhuǎn)化一層氧化膜，起到提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等功效。
值得一提的是，現(xiàn)在還有很多金屬筆記本會在表面加上“類膚涂層”，其原理是將氯化橡膠或PU等材料融化在溶劑里，成為液體后再均勻地噴漆在筆記本外殼上，待待溶劑蒸發(fā)后而形成涂層。
顧名思義， 類膚涂層的優(yōu)勢就是讓金屬摸起來會有好似皮膚般細膩的手感，還能在一定程度上起到防劃傷、隔絕溫度的作用。
金屬也煩惱
無論是哪種合金材料，作為金屬的分支它們也都有著類似的煩惱。 首先，金屬的強度雖高，但是韌性卻極差，不經(jīng)意的磕碰就容易在邊角留下明顯的磕痕，一旦因擠壓而發(fā)生了形變，基本就不具備復原的可能。
其次，金屬的耐磨性并不見得比塑料好，特別是通過CNC工藝削出的亮邊，非常容易留下細小的劃痕。如果金屬表面沒有鍍膜，當被尖銳的物體劃過同樣會出現(xiàn)明顯的痕跡。
最后，金屬對冷熱非常敏感，吸熱快，散熱也快。冬天如果筆記本剛從戶外拿到屋里使用表面會非常凍手，夏日里長時間玩游戲表面又容易燙手。所以，講究一些的高端筆記本，通常會在金屬表面加入類膚或一些隔熱的涂層，避免溫度引起觸覺上的反感。
No3 碳纖維：不是金屬勝似金屬
ThinkPad和戴爾XPS等高端筆記本常會以“碳纖維”作為主打賣點之一，而這種材質(zhì)也在不知不覺間成為了高端和頂級筆記本的專利。
復合碳纖維材質(zhì)又分為：玻璃纖維和碳纖維。
以玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、等工藝制作而成。 其主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等現(xiàn)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及火車制造、家用電器及電子產(chǎn)品等。
優(yōu)勢在于強度高，不燃性，耐腐蝕，耐熱好，易加工，彈性系數(shù)高。
劣勢則是質(zhì)地脆，耐磨性一般。
碳纖維則是一種含碳量超過95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。而碳纖維又分為幾個不同等級：強度200-300吉帕之間的用來作汽車發(fā)動機300吉帕強度的主要用于飛機制造，500-600吉帕的頂級碳纖維用于航空制造值得一提的是ThinkPad X1 Carbon使用的正是強度超過500的頂級碳纖維。
碳纖維優(yōu)勢在于強韌度高，比金屬合金更輕，散熱最好的材質(zhì)，擁有良好導電性。
但 劣勢也很明顯，碳纖維所謂的高強度， 主要表現(xiàn)在拉伸強度和拉伸模量很高，但其本身卻又是一種脆性材料，韌性較差。
因此，碳纖維并不適合作為結(jié)構(gòu)材料，在筆記本領(lǐng)域多是用于頂蓋、掌托和底蓋，需要搭配金屬或塑料材質(zhì)的骨架支撐。此外，碳纖維的外觀單調(diào)缺乏變化、著色困難、成本高和有輕微漏電感的隱患（工藝瑕疵），很難在筆記本領(lǐng)域大范圍普及。
在筆記本的發(fā)展歷程中，還曾出現(xiàn)過杜拉鋁、鈦合金、FC-GF聚碳酸酯、皮革甚至竹子等特殊材質(zhì)，但它們都因成本或工藝的原因沒有普及開來。
三. 筆記本外殼加工工藝
最后再系統(tǒng)性說下 筆記本外殼的六大加工工藝。
表面磨砂工藝
將光滑的外殼打磨成不光滑表面，使光照射在表面形成漫反射的一道工序。磨砂工藝有著不易留指紋，觸感更舒適，防滑性更好的特點。
鋼琴烤漆工藝
鋼琴烤漆工藝是指對外殼材質(zhì)進行高精度噴漆和長時間的表面處理，最終使表層獲得水晶質(zhì)感的絢亮光澤。需要指出的是該工藝極易劃傷表面及留下指紋，難清理。主流筆記本廠商基本淘汰此工藝。
膜內(nèi)漾印技術(shù)
膜內(nèi)漾印技術(shù)是一種鑄模涂層技術(shù)，在成型產(chǎn)品的表面增加一層透明涂層，涂層內(nèi)層還可以設(shè)計壓紋圖案，將紋理圖案鑲嵌在筆記本外殼和上層漆面之間，形成美觀大方的保護層。不僅具有很好的視覺效果，更可以起到防磨損的作用。但是容易留下指紋。
陽極氧化
陽極氧化是在鋁和鋁合金的表面轉(zhuǎn)化為一層氧化膜，這層氧化膜具有保護性、裝飾性以及一些其他的功能特性。例如提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。ThinkPad S5等機型就使用了此種表面處理工藝。
金屬拉絲
反復將鋁板刮出線條，在此過程中通過陽極處理生成特殊皮膜層，可清晰顯示每一根細微絲痕，根據(jù)需要，拉絲可以制成直紋、亂紋、螺紋波紋等。此種工藝耐腐蝕性強，不易留指紋，但不耐劃傷。
類膚涂層
將氯化橡膠或PU等融化在溶劑里，成為液體后，再依靠噴漆設(shè)備，噴涂到筆記本外殼上，待待溶劑蒸發(fā)后而形成涂層。而Think更是在外殼涂層中加入了金屬鈦粒子，增強涂層耐磨性。此工藝手感較好，抗滑落，阻尼較大。但在使用過程中要避免碰撞、劃傷等問題。
筆記本是個龐大的產(chǎn)業(yè)，近年興起的電競應(yīng)用加速的對于筆記本性能與外觀的要求; 鋁沖壓件、Unibody件、注塑…, 可以有怎樣的變化，想了解更多的使用與應(yīng)用方式，就來 9月20日，昆山2019年第一屆筆電材質(zhì)創(chuàng)新論壇！
