笔记本外壳材料有哪些 笔记本电脑制作材料介绍

电脑教程06

笔记本外壳材料有哪些 笔记本电脑制作材料介绍,第1张

笔记本电脑的外壳既是保护机体的最直接的方式,也是影响其散热效果、重量、美观度的重要因素。常见的笔记本电脑外壳用料有:合金外壳有铝镁合金与钛合金,塑料外壳有碳纤维、PC-GF-##(聚碳酸酯PC) 和ABS工程塑料。

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。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,通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且,银白色的镁铝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。缺点:镁铝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。

钛合金: 钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版,钛合金与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。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,也越能够支持大尺寸的显示器。因此,钛合金机种即使配备15英寸的显示器,也不用在面板四周预留太宽的框架。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。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依然是IBM专用的材料,这也是IBM笔记本电脑比较贵的原因之一。

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)。因此,早在1998年4月IBM公司就率先推出采用碳纤维外壳的笔记本电脑,也是IBM公司一直大力促销的主角。据IBM公司的资料显示,碳纤维强韧性是铝镁合金的两倍,而且散热效果最好。若使用时间相同,碳纤维机种的外壳摸起来最不烫手。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。

PC-GF-##(聚碳酸酯PC): PC-GF-##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,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,它的最大缺点是比较脆,一跌就破,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FUJITSU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。

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。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。ABS工程塑料最在的缺点就是质量重、导热性能欠佳。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,目前多数的塑料外壳笔记本电脑都是采用ABS工程塑料做原料的。

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,据了解,ABS工程塑料为主要材质的。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。

惠普G42也是采用的ABS工程塑料

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。

戴尔笔记本大部分采用了铝镁合金材料

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。

笔记本电脑外壳分为A、B、C和D四大部件,笔记本A壳:显示屏最上面的盖子,大盖子,为A壳,见图1(a)所示。笔记本B壳:显示屏里面的边框(看屏幕的时候,旁边的边),见图1(b)所示。笔记本C壳:键盘旁边的外壳,为C壳,手托位置, 见图1(c)所示。笔记本D壳:机器最底部与桌面接触的位置是D壳, 见图1(d)所示。笔记本外壳是主板、处理器等功能运行部件的载体和保护壳,集成了工艺设计、材料、体积控制、重量控制、散热控制、坚固安全性、环保性等一系列重要性。笔记本外壳材料有ABS工程塑料、镁铝合金、钛合金、碳纤维合金、PC-GF(聚碳酸脂PC)等,其中,以PC+ABS和铝镁合金最常见,这两者也是应用最广泛的笔记本外壳材料。本文介绍PC+ABS材质的笔记本C壳的模具设计。

平时用的笔记本C壳,是这样设计的—注塑

图1 笔记本电脑外壳分类

2.制品分析

笔记本C壳产品图如图1所示,塑件最大外形尺寸为276.50 mm X 228.30 mm X 9.30 mm,塑件平均胶位厚度1.50mm,按键区域的厚度1.20 mm,塑件质量78.5克,材料为PC+ABS,缩水率为0.37%.

塑件的外观要求是不得存在各种注塑缺陷,塑件不得翘曲变形。PC+ABS融合了PC和ABS各自的优点,与PC相比,PC+ABS合金主要改善了熔融流动性、成型性、可电镀性及外观性。与ABS相比,则主要提高了耐热性、抗冲性及薄壁制品的刚性。

PC+ABS在成型加工前必须进行干燥,使材料含水量降至0.05%以下,最好在0.02%以下,以提高材料加工稳定性能和机械性能。在成型PC+ABS时使用模温机来控制模具温度,建议的模温是50-80℃。较高的模具温度,往往会产生良好的流动、较高的熔接线强度、较小的产品内应力,但成型周期会延长。若模具温度比建议的低,就会导致高内应力并损坏制件的最佳性能。就制件表面和循环周期而言,模具温度为建议温度范围的中间值时,可望得到较好的结果。

塑件两处需要设计滑块抽芯,中间鼠标触摸屏部位窗口边缘两处扣位需要设计斜顶成型,见图2.

平时用的笔记本C壳,是这样设计的—注塑

图2笔记本C壳产品图

3.模具设计要点

3.1型腔数量

塑件尺寸较大,需要的注塑机吨位较大,因此只能设计1出1的型腔排位。模具设计图见图3,模胚为FCI4550A80B110C120.四边配有零度边锁,以便精密定位。所选择的注塑机为250吨注塑机,经核算,塑化能力和合模力符合要求。

3.2进浇方式设计

塑件尺寸较大,属于扁平薄壁壳体。塑件的流长比较大。因此,确定浇口的位置和数量都比较关键。模具设计中选择了8点进胶,见模具设计图。其中键盘位置6点点浇口进胶,浇口参数见图7。另外两点为大水口搭接式进胶,见图8。

3.3侧向抽芯系统设计

2个滑块尺寸较小,选择斜导柱驱动的后模滑块抽芯。两处斜顶均为T槽滑动的斜顶。

3.4 镶件设计

前后模仁尺寸较大,直接镶入模板精框内的难度较大,因此前后模仁分别设计了挤紧块,以基准角为基准,远离基准角的两个边,模框加大1mm,压入挤紧块。后模仁小镶件,有两种镶法,一种为挂台,一种为锥度,各有特点。小镶件挂台设计有很多优点:一是少了模架和镶件的钻孔和攻丝加工;二是简化模具组装工作量;第三是能够避免漏装螺丝失误发生的可能性。

挂台设计要点如下:

(1)镶件的挂台应选在镶件的长边上,同时要避开曲线部位。

(2)必须保证挂台及所在部位可以磨削或者线切割加工。

(3)短的挂台要避开扁顶杆,以免干涉。

(4)总之,挂台的设计一定要考虑加工工艺,不可随意设计。

(5)镶件的底部有运水胶圈时,不要用挂台,应该用螺丝固定,防止漏水。