2019年上半年全球PC市场已企稳,并缓慢复苏,销量主要源于商业采购、换机需求、职场人士及学生群体等,容量维持在每年2.5 亿台左右,三大传统厂商Lenovo、Dell和HP继续主导市场,新晋厂商(如华为和小米)主打轻薄窄边框高屏占比风格,抓住了消费者对于轻薄本的需求,增量市场打开,市占率节节提升,将继续侵蚀传统厂商部分份额。
如下为ZDC互联网消费调研中心提供2019年笔记本电脑品牌占有率饼图。
图:2019年笔记本电脑品牌占有率饼图
从今年发布的热销机型来看,轻薄本的选材也是紧紧围绕金属为主题,搭配各种表面处理工艺,引领了轻薄本向大众化发展,如下统计热销机型材质常用:铝合金、镁合金两大类。
图:笔电材质统计
现小编重点介绍一下这两类材质特性及常用工艺。
铝合金材质
一、材质特性
5系铝合金Mg为主要合金元素,又称为铝镁合金,由于沉淀相形核困难,该系合金热处理不可强化,通常通过加工硬化提高其力学强度。一般适合采用冲压成型+部分装配面CNC加工到位,5系铝合金阳极效果比6系要稍差,但作为笔电大件外观面基本可以满足要求。如下华为MateBook13采用5252铝合金冲压+CNC加工(备注:5252比5052的阳极效果好,但价格稍贵)。
图:HUAWEI MateBook13
6系铝合金主要元素为镁与硅,主要强化相为Mg2Si,可以通过热处理进行强化。该材质属于高强度铝合金系列,不适合冲压,一般是采用全CNC加工成型,如下联想YOGA S940是采用6063铝合金全CNC加工成型,据供应链反馈A+C壳报价在600元左右,成本很高。
图:联想YOGA S940
5/6系铝合金,适合冲压、CNC加工成型,搭配喷砂、拉丝、高光、阳极处理或NIL工艺,色彩绚丽多彩,以上工艺可以直接套用手机上成熟方案。
二、常见表面处理
1. 拉丝工艺
金属拉丝是用拉丝机将铝板刮出线条的制造过程,在工件表面形成线纹,起到装饰效果的一种表面处理手段。由于表面拉丝处理能够体现金属材料的质感,所以得到众多用户的喜爱和越来越广泛的应用,拉丝有多种,常见有同心圆、直纹、斜纹、乱纹拉丝等。
图:ASUS灵耀Deluxe14
2. 喷砂工艺
喷砂是采用压缩空气为动力,以形成高速喷射束将锆砂/氧化铝/石英砂/碳化硅等砂粒,高速喷射到需处理工件表面,使工件表面发生微观变化,获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。
图:HUAWEI MateBook X Pro
3. 钻石切割工艺
钻石切割工艺早期源于手机金属外壳上常用外观工艺,适应于铝合金材质,采用PCD钻石刀具CNC加工而成,此工艺适合铝合金材质,而镁合金材质目前很难做高光效果,主要是因为镁裸露在空气中很容易氧化,导致发雾、发麻。
图:MateBook X Pro
4. 阳极氧化工艺
5/6系列铝合金一般采用CNC加工成型,其中5系可以采用冲压成型,后制程一般采用抛光、喷砂、拉丝等表面处理后,再通过阳极处理,表面形成一层致密的氧化膜。优点:阳极上色容易,色彩绚丽多样化。
图:联想小新Air
5. NIL即纳米压印工艺
NIL可以分为 UV NIL 与 Embossing NIL, 因为UV NIL 具有低成本、高产出、高解析且适用于多种基材,故昆山明宝滕纳米科技、太仓瑞宏、苏州华远纳米烫印等公司以UV NIL为主力制程。其制程特色为:
- 依选用基材材质,在平面基板上提供UV树脂后,利用压印模仁直接压印与照射UV光固化树脂,然后将模具离型即完成NIL制程;
- NIL是环保制程,使用UV灯照射固化取代一般的烘烤作业; 使用无溶剂UV树脂减少溶剂排放。
NIL有多种基材可供选择:如 PET/PC/PMMA/OCA、铝合金、镁合金、玻璃等均可以。搭配不同的UV树脂, 呈现不同的应用效果
- HC型: 提供良好的表面硬度与耐磨特性
- Forming型: 遇热可以软化,适合IMD(IML/IMF)产品
- 染色型: 将色彩混入UV树脂中,呈现不同的效果
图:昆山明宝滕纳米科技提供
镁合金材质
一、材质特性
镁合金以镁为主加入其他元素组成的合金,其密度为1.8g/cm3左右,相当与铝合金的2/3、钢的1/4, 锌的l/4左右,镁铝合金是轻薄本不二选择,在追求极致轻薄,可选镁锂合金(密度1.4g/cm3),但成本相当高昂,比如牌号为AZ91D铸造镁合金采用半固态注射成型。
图:资料来自洛阳迈格镁业
DELL灵越7590 15.6寸材质点评:
- ACD面及骨架为镁合金材质,坚固耐用;
- 镁合金可有效减轻整机重量,相比铝合金材质重量可减轻约1/3;
- 轻薄便携,轻至1.59kg,薄至17.94mm。
图:DELL灵越7590
宏基蜂鸟swift5 14 材质点评:
- 采用超轻镁锂合金,轻至970g,;
- 炫薄设计,整机厚14.9mm。
图:宏基蜂鸟swift5
二、常见表面处理
1. 微弧氧化+喷漆工艺
镁合金一般采用半固态注射成型,因镁合金材质不耐腐蚀,如阳极氧化会熔化掉,一般是采用微弧氧化,后再表面喷漆上色。
图:Acer 蜂鸟Swift5
2. NIL即纳米压印工艺
如上铝合金常用表面工艺介绍,NIL工艺同样适应于镁合金材质的表面处理,这样极大的丰富了镁合金的表面处理工艺,给CMF/ID提供了较大的发挥空间,此工艺塑胶、金属、玻璃等均适合,由此可以推测NIL工艺是很受欢迎的。
图:昆山明寶滕納米科技提供
总结
一般来说,越高端的笔记本电脑所使用的材料越好,尤其在追求轻薄极致的风格,材质的选择就显得尤为的重要,如下通过材质密度及成本对比选材。
1:密度对比:镁锂合金1.40g/cm3<镁铝合金1.80g/cm3<铝合金2.66g/cm3
2:成本对比:铝合金<镁铝合金<镁锂合金
综合材质、工艺、成本来讲,轻薄本选材方向如下:
1:根据密度选材为镁铝合金最优,铝合金次之,但铝合金更具有成本优势。
2:追求极致轻薄本可采用镁锂合金材质。
从今年发布的机型来看,轻薄本的选材也是遵循以上规律,笔电外壳金属化直接带动金属结构件厂商订单剧增,机台稼动率提升。间接带动相关原材料如铝合金、镁合金等厂商,加工设备厂商如CNC、打磨、抛光、微弧氧化、涂装自动化设备等。
笔电材质对于5G塑胶粒子特性需求已提上了议程,笔电材质动向如何?如需了解请加群交流。艾邦笔记本创新材质交流群,目前有联想,小米,dell,华硕,胜利精密,广业达,纬创,仁宝等企业加入,扫描二维码加入
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2019年第一届笔记本电脑材质创新高峰论坛
时间:9月20日(周五)
地点:昆山
主要议题:
No. | 议题 | 演讲单位 |
1 | 5G笔电材质对材料需求及趋势 | 联想研究院 总监 施金忠 |
2 | 笔电CMF现状及未来趋势发展 | 华硕 大中华区CMF负责人 黄圣杰 |
3 | 近期笔电表面处理技术应用及趋势 | 仁宝(工业设计工程部经理 宋展钧&罗技(外观研发技术经理 陈宜韵) |
4 | 西门子数子化制造在自动化工厂的应用 | 西门子 行业经理 邓浚泉 |
5 | 塑料(PPA、PPS、PC/ABS、PC)在笔电机壳上的应用 | 巴斯夫 应用开发经理 王政 |
6 | 适合微弧氧化工艺塑料特性解析 | 苏州纳磐新材料 总经理 周玄全 |
7 | 多区域温控新型急冷急热模温系统在NB外壳注塑成型中的应用 | 诺驰机械 总经理 杨光 |
8 | 纳米压印在笔记本电脑上应用 | 昆山明宝滕纳米科技有限公司 总经理 林圳盛 |
9 | 超轻金属材料性能研究及应用 | 中国铝业郑州轻金属研究院 销售部经理 王飞超 |
10 | 铝合金在笔电上的应用 | 南南铝加工 IT材料研究所所长 邓松云博士 |
11 | 镁合金生产加工中常见问题及应对之策 | 善克化学集团 CEO 李杰 |
12 | 镁合金注射成型工艺在笔记本上的应用 | 胜利精密 资深经理 梁永 |
13 | 镁合金微弧氧化工艺在笔电上的应用 | 苏州斯瑞克新材料 总经理 喻绍森 |
14 | CNC加工在笔电领域的应用解决方案 | 迪奥数控 常务副总 曾令宽 |
15 | 大尺寸3D玻璃在笔电上的应用 | 东莞隆庆祥瑞 副总 成亚宁 |
16 | 激光在笔电上的应用 | 华工激光 经理 程文涛 |
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