小罗 2008-7-8 11:52
THINKPAD外壳材料浅谈
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一．好的外壳应具备哪些因素?H m*A!p]#]VE m A
绝大多数用户选购笔记本电脑常感性地以”美”来衡量一款机型的外壳, 殊不知, “美观”仅仅是笔记本外壳三大作用中最”轻微”者. 我们认为, 只有满足”保护性”与”散热性”并重的前提, “美”才是真正健康的美!
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1．护体
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笔记本电脑在携带和使用时不可避免地会受到外力冲击, 如果外壳材质不够坚硬, 首先受损的是液晶显示屏. 笔记本轻薄化已成为目前的发展趋势之一, 在规定的厚度尺寸下, 保护液晶屏不受外力挤压受损的重担就落在了外壳上.
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另一方面, 迅驰的”轻薄”之美在带来欣喜的同时, 也令笔记本面临更大的挑战. 当主流机型的机身厚度从25mm降至15mm左右后, 笔记本迫切需要更坚固的材质维持整机的坚硬度, 以适合各种错综复杂的移动工作环境. 许多笔记本电脑在使用一年后相继出现无故死机、重启等现象, 这往往是因机身材质过软、移动时主板变形所致; 而部分笔记本电脑液晶屏上的”白斑”, 也大多因上盖强度不够、液晶屏受挤压而造成. 可见, 坚固的外壳对机身保护尤其重要.[ n)Y2XI h `L_ |
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2．散热Q VV&h8H:E
笔记本电脑是高集成度电子产品, CPU、北桥芯片组、显卡芯片和硬盘等无一不是发热大户. 一般情况下, CPU和显卡芯片的热量可由散热器通过导风管排出机体, 而芯片组、内存和硬盘等设备则需借助外壳进行主动散热. 因此, 我们常见到许多超轻薄机型以及配置较好的高性能机型都采用热传导性较好的金属材质辅助整机散热. 然而, 利用笔记本外壳辅助散热难免产生弊端. 大家知道, 笔记本电脑硬盘多位于掌托下方, 此时再利用金属材质掌托传导硬盘热量, 难免会影响用户的使用舒适度, 笔记本键盘亦如此. 因此, 外壳材质的散热性仅仅是首先考虑的第一步, 更重要的还是厂商们的精心设计(目前比较成熟的设计方案是: 掌托及键盘采用隔热材料, 避免热量直接与手接触; 机身底部采用高导热性材枓以加强散热).6| ~
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3．美观
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特殊外壳材质的使用不仅令整机标新立异、独具个性, 还能树立良好的产品形象, 体现品牌特色, IBM ThinkPad和Apple PowerBook便是两大典范. 前者”千篇一律”的经典黑色造型早被广大用户熟知, 后者独到的白色设计也成为众品牌争相效仿的对象. 在ThinkPad和PowerBook成功的背后, 顶级的钛合金材质功不可没.4D;?,?Cz
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二．个性的背后有大学问mnq:} L _K
是什么使市场上的笔记本电脑看上去琳琅满目、各具特色? 各种物理与化学特性完全不同的材料扮演着重要角色.
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1．塑料材质类
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§ABS工程塑料
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ABS工程塑料是在普通塑料基础上发展而来的一种专用于外壳制造的材料, 材料编码为”PC+ABS”. 与普通塑料相比, ABS工程塑料具有更高的耐热性, 可在100℃～200℃的高温环境下保持稳定而不产生形变, 机械强度也较普通塑料稍强, 是一种重量轻、易加工、抗酸碱腐蚀能力较强的材质.
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ABS工程塑料之所以能成为早期笔记本外壳的唯一材质, 与其低廉的成本和当时技术所限等因素不无关系. 然而, 随着笔记本电脑的发展, ABS工程塑料的种种弊端逐渐明显. 首先, 出于保护脆弱的电子元器件、加强整体架构强度和屏蔽电磁辐射等因素的考虑, 笔记本内部往往还需增加一些金属构件来辅助ABS工程塑料外壳, 造成整机厚度、重量不理想, 很难实现超轻薄设计; 其次, ABS工程塑料的热传导性较差, 易阻碍机内热量散发, 无法满足越来越高的散热要求; 再次, ABS工程塑料很难回收再利用, 也无法在自然条件下自行分解, 环境污染问题日渐突出.
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因此, 各笔记本制造商都将目光转移至强度更高、散热性强且易回收的环保型金属材料中. 而ABS工程塑料则被”排挤”到部分低端产品中, 或用于一些并不重要的机身位置(例如掌托).
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§聚碳酸脂!M{ yWt1n)Iz
从本质上看, 聚碳酸脂(材料编码PC-GF)也是塑料的一种, 并经过了”聚脂切片”生产过程. 与PC+ABS工程塑料相比, 聚碳酸脂的散热性较好、对热量的传导较均匀, 成本也相对低廉, 可取代部分金属铸件. 根据制造工艺不同, 聚碳酸脂可分为PC-GF10、PC-GF20和PC-GF30等几类, 它们均有较好的抗冲击强度、耐热性以及抗环境腐蚀性. 但聚碳酸脂的最大缺陷在于柔韧性较差、质地脆且易碎, 以其为机身材质的笔记本往往一跌落便容易破裂."p5o"Q | Z\ h"d v
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不过无论从视觉还是触觉角度, 采用聚碳酸脂材料的外壳都给人留下金属质感, 仅从外表很难将其与金属材质区分, 几可”以假乱真”. 不过就目前而言, 聚碳酸脂外壳主要被富上通机型采用, 其它品牌使用很少.V&v
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2．金属材质类B9X:x3Ib k
§镁铝合金/铝镁合金:FG+]X)RbRWA
镁铝合金与铝镁合金同属台金材质, 若镁金属所占合金比例较大, 通常称为镁铝合金, 反之亦然. 这种材质以造型美观、机体坚固、导热性好、重量轻和强度高等优点成为主流笔记本液晶屏盖、底壳乃至机体周身的首选材质. 由于镁和铝都是活性较高的金属, 这种材质表面通常必须进行喷涂处理以防腐蚀和氧化, 这样处理后也更显美观. 但这些喷涂层往往不耐磨, 易掉色且容易划伤, 这也是为什么笔记本电脑新买时靓丽无比, 长时间使用后外壳便开始磨损掉色, 显露出底层材料.*o+]B!m(w
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镁铝合金中的镁比例越高, 材料就越轻, 但强度较差; 提高铝的比例可确保较高强度, 但会导致偏重, 这就是为什么镁铝合金无法满足超小型及超便携型笔记本设计要求的原因. 总体而言, 镁铝合金仍是目前性价比最好的笔记本外壳材质之一, 毕竟其外观、强度以及重量均较ABS工程塑料更胜一筹. 与下文即将介绍的钛合金相比, 它的成本又要低廉得多.
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§钛合金/纯钛
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为克服镁铝合金的种种不足, 一些知名笔记本厂商开始采用更高档的材料——钛. 钛金属是一种神奇的材料, 它的硬度与钢相仿, 是镁铝合金的3-4倍, 但密度与铝相仿, 具备强度高与重量轻的双重优点. 另一方面, 钛的化学性质稳定, 表面不易氧化, 不需喷涂表面涂层, 即使磨损也能保持原样, 但限于其高昂的造价, 迄今也只被IBM和Apple两大品牌使用过, 而且仅仅用在高端的ThinkPad T和PowerBook系列.,D1{+`*xV aC'g0X5r ^
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小资料: ThinkPad的钛合金与PowerBook的纯钛j&H8[8_r
在T40问世前, 钛合金一直是ThinkPad T系列的主要材质, 然而由于钛金属成本高昂, T系列屏盖与机身上的”钛合金”实际只是在混合碳纤维材质表面镀以一层钛粉, 因此其完整命名应为”钛合金复合碳纤维”; 只有第一代Apple PowerBook G4才真正使用了”纯钛”机身, 成为迄今为止最坚固的民用笔记本.!U U7vu9W9O]7p
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§铝合金/铝冲件
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笔记本电脑的平民化趋势令IBM和Apple倍感压力, 二者不得不放弃昂贵的钛, 转而找寻其它更经济、有效的金属材质. 这时, IBM选择了镁合金, Apple则看中了铝冲件.
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与其它金属材质相比, 铝冲件是比较折中的金属材枓. 它同样具有轻薄特性, 而且比铝镁合金更容易制造、成本更低, 就连模具的选择也比铝镁合金和钛金属更加灵活. 铝冲件的表面工艺可选择喷漆处理或阳极处理(阳极处理工艺可在铝材表面生成稳定的氧化层, 也可获得各种漂亮的颜色, 如银白色、灰色、棕色和黑色等). 经过阳极处理的铝冲件表面比镁铝合金的喷涂表面更耐磨, 一般不会出现外壳磨损、刮花等令人不快的麻烦, 视觉感受也较为满意. 因此, 各笔记本电脑厂商都不约而同地选择铝冲件作为新一代笔记本电脑的外壳材料.
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需指出的是, 铝冲件的核心制造工艺——阳极处理过去一直掌握在日系厂商手中, 技术垄断在一定程度上影响了其普及. 但目前阳极处理技术已被越来越多的台湾OEM/ODM制造商掌握, 有效地降低了制造成本. 从目前发展趋势看, 不仅新一代的笔记本电脑会广泛采用铝冲件材质, 就连台式电脑机箱也可能拋弃传统的镀锌钢板, 投入铝冲件怀抱, Apple PowerMacG5便是实例._q,d3y$Cwe'zf6z
3．特殊材质类\a]f*_ E$[;d
§碳纤维
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碳纤维是一种被广泛应用在航空航天领域的高科技复合材料, 其强度可与金属媲美, 但重量却仅相当于工程塑料, 无疑是超轻薄机型的最佳选择. 最重要的是, 它的成本要比钛金属低很多.e*q*Jo{us/v2x H
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说到碳纤维, 便不得不提及IBM. 自1998年起, IBM便在其ThinkPad 600 Series机型上使用钛合金复合碳纤维材质, 并将该传统一直延续到T30. 去年华硕推出的S5N也采用了碳纤维, 只是华硕将其命名为”碳纤合金”. 至于索尼号称”世界第一轻薄”的VAIO X505则完全采用未添加任何金属的碳纤维材质作外壳.
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然而与镁铝合金和工程塑料相比, 碳纤维的制造成本仍然偏高, 成型与着色均比前二者困难, 这也是为什么采用碳纤维材质的笔记本往往色调、形状单一的原因. 另外, 碳纤维是一种导电材质, 如果不做好屏蔽处理会出现轻微漏电现象.
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§钛合金复合碳纤维4f R C YMi6A
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顾名思义, 这种材质将金属钛和碳纤维的优点集于一身, 具有重量轻、强度高、耐磨损等优点, 但成本较高. 采用钛合金复合碳纤维材质的笔记本主要有IBM ThinkPad, 如600系列、T2-T23、T30以及T40系列机身底部等.'X&{:L'\h
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有趣的是, 虽然主流ThinkPad T、X系列的屏盖已全面过渡到成本相对低廉的镁合金复合碳纤维材质, 但其机身底部仍然延续使用坚固的”钛合金复合碳纤维”, 由此可见金属钛的重要地位.
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§镁合金复合碳纤维
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镁合金复合碳纤维也是一种特殊材质, 主要被IBM采用, 如ThinkPad T40 Series、X31、X40等. 镁合金复合碳纤维材质是IBM向笔记本平民化趋势妥协的产物, 它在基本达到”钛合金复合碳纤维”材质相关特性(如强度、重量和散热能力等)的同时有效降低制造成本, 是一种比较折中的合金材质.
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§皮革材质
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皮革材质更像是一种另类、一种卖点, 并无多大实用性. 这种材质有较好的手感, 耐磨、防滑, 但皮革终究是一种软性材料, 它无法提供足够的强度保护脆弱的液晶屏和机身. 以NEC S1000为例, 如果从侧面单手开启屏盖, 你会发现液晶屏扭曲、水波纹等不良现象; 此外, 皮革也是一种隔热材料, 这对散热十分不利; 加之应用面窄、无法量产所导致的高成本, 令其仅是”看上去很美”.
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三．辨别外壳材质并非易事/F3T eo^8W%v
面对形形色色的笔记本材质, 用户购买时应当如何辨别呢? 首先可肯定的是, 查看材料编号的方法不太现实, 这些编号多数刻在材质背面./x9I^EyFM y&{~
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1．普通材质的辨别
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ABS工程塑料很好辨别, 它质地较脆, 用手抚摸表面有粗糙感, 敲击时声音低沉, 简而言之便是”看上去就是塑料”. 而镁铝合金材质的敲击声较清脆, 表面更光滑, 触摸有明显冰冷感. 至于可”以假乱真”的聚碳酸酯材质, 目前只有富士通品牌使用, 一般情况下并不多见.A&u%O`&z,{ wA
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2．特殊材质的辨别
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相比普通材质, 特殊材质的辨別要困难很多, 尤其是IBM ThinkPad系列笔记本的材质更令人迷惑. 购买前建议用户到各大网站和论坛查询资料. 下面笔者对IBM ThinkPad所用材质的鉴别经验作简单介绍. _ B:F-Y*X~
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IBM ThinkPad系列笔记本仅用过三种材质, 分别是钛合金复合碳纤维、镁合金复合碳纤维以及ABS工程塑料. 其中钛合金复合碳纤维是600系列、X2x系列、T2x系列、T30等机型屏盖和机身底部所选的材料. 而最新的T4x系列、X3x系列、X40则只在机身底部使用了钛合金复合碳纤维, 屏盖材质全面换为镁合金复合碳纤维; 至于ABS工程塑料则是主流ThinkPad掌托、屏框等部位的专用材质. 在此需特别指出的是, 早期600系列屏盖、机身上的钛合金复合碳纤维表面还额外拥有一层皮肤质感的涂层, 这也是为什么同样采用了钛合金复合碳纤维材质, 600系列的触摸感与其他机型不同的原因.但联想接手后ThinkPad系列笔记本出现了新的材质碳纤PA66－TLP1146，下图是T60的底壳材质
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