Materiały laptopów następnej generacji Stop aluminium ze stopem magnezu a włókno węglowe

Obecnie przeżywamy renesans laptopów, z niewiarygodną specyfikacją i niesamowitymi pracami projektowymi zdobiącymi najnowsze modele. W ramach tych projektów następnej generacji widzimy również wiele nowych materiałów wprowadzanych do laptopów. Aluminium, magnez, włókno węglowe, nawet super-twardy hartowany Gorilla Glass - wydaje się, że jeśli chcesz zrobić nowy high-endowy laptop lub tablet, staromodny plastik po prostu nie wchodzi już w grę.

Ale jakie są plusy i minusy tych nowych materiałów i które z nich należy zdobyć, jeśli wybierasz modele? Spójrzmy.

Stop aluminium

Jeśli istnieje "starsza" opcja z nową generacją wzorów laptopów, to jest to aluminium. Firma Alumini, zatrudniona przez firmę Apple w zaawansowanej wersji komputerów PowerBook w 2003 roku, zastąpiła stop tytanu starszych generacji. Rozumowanie było dwojakiego rodzaju: użycie procesu anodowania do wykończenia i pokolorowania metalu rozwiązało problem odprysku farby poprzednich pokoleń, a aluminium jest tańsze w zakupie i pracy niż tytan. O ile mniejsza gęstość oznacza, że ​​muszle aluminiowe muszą być grubsze, o tyle większa sztywność powoduje, że konstrukcja jest mniej podatna na zginanie, wypaczanie i wgniecenie.

Dopiero wprowadzenie MacBooka Air spowodowało, że Apple zadebiutowało w swoim "jednoczęściowym" języku projektowania, a główny korpus (a później zespół ekranu) został uformowany z jednego kawałka obrabianego maszynowo stopu aluminium. Stało się to mniej więcej standardem dla laptopów klasy wyższej. Wytwarzanie tych konkretnych części jest kosztowne, ale pozwala na zaprojektowanie laptopów z mniejszą liczbą części ciała, co upraszcza produkcję jako całość i czyni ją mniej podatną na wypaczanie i deformację ciała. Niektóre laptopy tak tanie jak 300 dolarów mają aluminiowe konstrukcje nadwozia, ale bez frezowanego jednoczęściowego nadwozia. Anodowanie, obróbka stopu, która może pomóc w rozpraszaniu ciepła i odporności na korozję, może być również użyte do "barwienia" różnych kolorów aluminium.

Klapka ASUS Chromebooka z pełnym aluminiowym korpusem może mieć mniej niż 300 USD.

Stopy aluminium są zazwyczaj mocniejsze niż tworzywa sztuczne, zwłaszcza gdy są stosowane w konstrukcjach unibody. Ale mają dość oczywiste wady: nawet stosunkowo grube korpusy aluminiowych laptopów o wysokiej wytrzymałości będą miały twardą powłokę, a będą się zdarzać częściej niż tworzywa sztuczne z powodu braku elastyczności w wieloczęściowej obudowie. Aluminium również przewodzi ciepło znacznie lepiej niż plastik, przez co niektóre laptopy mają tendencję do niewygodnego przegrzewania. Na etapie projektowania należy zastosować znaczące inżynieryjne rozwiązania, aby utrzymywać gorące strefy, takie jak procesor i radiatory, z dala od obszarów, w których użytkownik prawdopodobnie dotknie maszyny przez dłuższy czas..

Ze stopu magnezu

Magnez, alternatywa dla aluminium, jest wykorzystywany jako główny stop dla coraz większej liczby projektów laptopów. Jest lżejszy pod względem objętości niż aluminium o około 30% (jest to najlżejszy metal strukturalny stosowany na świecie), a jednocześnie ma większy stosunek wytrzymałości do masy. Dzięki temu korpusy elektroniki ze stopu magnezu są cieńsze niż podobne konstrukcje aluminiowe o takiej samej ogólnej trwałości. Magnez jest również mniej termoprzewodzący, co oznacza, że ​​projektanci mają więcej swobody w umieszczaniu wewnętrznych elementów, które nie stworzą nieprzyjemnie gorącej skrzynki.

Seria Surface firmy Microsoft wykorzystuje korpusy i ramy ze stopów magnezu.

Magnez jest na ogół łatwiejszy w użyciu niż aluminium pod względem produkcji, otwierając nowe możliwości projektowania dla producentów laptopów i tabletów. Niestety jest również znacznie droższy niż metal. Aby to zrównoważyć, producenci czasami łączą skorupy magnezu z tańszymi plastikowymi częściami na ramie lub wewnętrznych obszarach, takich jak podparcie dłoni. Pełne konstrukcje o strukturze magnezu, takie jak Surface Pro i niektóre pozycje premium w liniach HP ENVY i Lenovo ThinkPad, wydają się być droższe niż porównywalne modele.

Pomiędzy stopem aluminium i stopem magnezu, naprawdę nie ma wystarczającej różnicy, aby wpłynąć na zakup nowego laptopa w ten czy inny sposób. Ze zwiększoną sztywnością obudowa z magnezu może być mniej podatna na zginanie lub wgniecenie niż aluminiowa, ale jest również bardziej podatna na pękanie przy zwiększonym ciśnieniu. Właściwości termiczne prawdopodobnie nie będą aż tak zauważalne (ponieważ producenci i tak stali się dość dobrzy w zarządzaniu ciepłem wewnętrznym). O ile nie zamierzasz stale korzystać z laptopa w środowisku o wysokiej temperaturze, specyfikacja wewnętrzna powinna być bardziej palącym problemem.

Włókno węglowe

Włókno węglowe jest trochę mylące: materiał, który jest tak popularnie przedstawiany w samolotach i samochodach sportowych, jest w rzeczywistości kompozytem zarówno plecionych pasm węglowych, jak i bardziej szczątkowych baz polimerowych. Zasadniczo jest to zaawansowany technologicznie plastik wzmocniony syntetycznym węglem. Rezultatem jest materiał o wyjątkowo wysokim stosunku masy do wytrzymałości, umożliwiający ochronę podobną do metalu lub stopu przy ułamku ciężaru.

Poza tym wygląda naprawdę fajnie. Większość producentów lubi pokazywać materiał z włókna węglowego w swoich projektach, dzięki czemu wyróżnia się szaro-czarnym splotem, który jest natychmiast rozpoznawalny..

Laptopy XPS firmy Dell wykorzystują korpusy z włókna węglowego z pokrywkami i dnem ze stopu aluminium.

Materiał jest, przynajmniej pod pewnymi względami, łatwiejszy do formowania i kształtowania niż metal, wymagając jedynie prostej odlewanej formy na większe kawałki, a nie sterowanego maszynowo procesu mielenia. Włókno węglowe przewodzi ciepło w ułamku stopy aluminium lub magnezu, dzięki czemu idealnie nadaje się do miejsc na laptopa, gdzie użytkownicy mogą umieścić skórę, np. Podparcie dłoni.

Jednak włókno węglowe ma pewne wyraźne wady w stosunku do bardziej konwencjonalnych materiałów do laptopów. Ponieważ jest to kompozyt splotu węglowego i bardziej kruchego polimeru, jego wykończenie nie jest tak blisko jak trwałe, jak tkane wnętrze - jest o wiele bardziej podatne na widoczne zadrapania i wgniecenia. Elementy pod spodem mogą być prawie tak bezpieczne, jak pod metalem, ale uderzenie w narożnik lub kolczyk nadal będzie wyglądać bardzo źle. Włókno węglowe jest również o wiele droższe w produkcji niż nawet stop magnezu.

Linia ThinkPad Carbon wykorzystuje ramki z włókna węglowego i panele z magnezu.

Z tego powodu jest wykorzystywany głównie jako materiał łączony, z przypadkami, w których wykorzystuje się lekkie i atrakcyjne włókna węglowe na elementach wewnętrznych, takich jak podparcie dłoni i touchpad, podczas gdy na zewnątrz stosuje się metal stopowy. Zgodnie z moją wiedzą, nie było korpusu laptopa wykonanego w całości z włókna węglowego (chociaż było kilka smartfonów wykonanych ze strukturalnie podobnego Kevlaru).

Szkło hartowane

Wzrost smartfonów pod koniec 2000 roku spowodował, że szkło hartowane - w szczególności opatentowany przez Corninga Gorilla Glass - nowo opracowany materiał konstrukcyjny do wszelkiego rodzaju elektroniki. Oprócz dość oczywistych zastosowań laptopów z ekranem dotykowym, niektóre nowsze konstrukcje wykorzystywały szkło hartowane do pokryw laptopów, a nawet wysokiej jakości, gładkie śledzenie touchpadów.

Niektóre laptopy HP Spectre mają pokrywy ze szkła hartowanego, ekrany, podparcia dłoni i touchpady.

Nowoczesne szkło hartowane to niesamowity materiał, zawierający odporność na zarysowania, która jest prawie tak dobra jak materiały takie jak szafir syntetyczny. Wydaje się również całkiem niezły, a teraz jest stosunkowo niedrogie, aby zintegrować go z laptopem. Od producentów takich jak ASUS już mają ogromne zamówienia na szkło do smartfonów, dlaczego nie trzymać się trochę na laptopie?

Ale uwaga, szkło hartowane nadal jest ... no, szkło. Może być odporny na zarysowania i mniej podatny na złamanie niż typowa szyba okienna, ale spadek na jakiejkolwiek rozsądnie twardej powierzchni nadal będzie niszczał ekrany, pokrywy i panele dotykowe. Jako materiał na korpusy laptopów i tabletów szkło hartowane jest dodatkiem kosmetycznym, a nie szczególnie trwałym.

Źródła obrazu: Dell, ASUS, Lenovo, HP