Next-Gen laptopmaterialen Aluminiumlegering versus magnesiumlegering versus koolstofvezel

We ervaren momenteel een renaissance van laptops, met zowel ongelooflijke specificaties als een aantal echt verbazingwekkende ontwerpen die de nieuwste modellen sieren. Als onderdeel van deze volgende generatie ontwerpen zien we ook veel nieuwe materialen op laptops. Aluminium, magnesium, koolstofvezel, zelfs het supergeharde geharde Gorilla Glass - het lijkt erop dat als je een nieuwe high-end laptop of tablet wilt maken, ouderwets plastic gewoon geen optie meer is.

Maar wat zijn de voors en tegens van deze nieuwe materialen, en welke zou de voorsprong moeten krijgen als u kiest tussen modellen? Laten we kijken.

Aluminium profiel

Als er een "oudere" optie is met de nieuwe generatie laptopontwerpen, is het aluminium. Beroemd werk door Apple op zijn high-end PowerBooks manier in 2003, vervangt de aluminiumlegering de titaniumlegering van oudere generaties. De redenering was tweeledig: met behulp van het anodisatieproces om het metaal af te werken en te kleuren loste het verfafscheidingsprobleem van eerdere generaties op en aluminium is goedkoper om te kopen en mee te werken dan titanium. Hoewel de lagere dichtheid van aluminiumschalen dikker moet zijn, resulteert die extra stijfheid doorgaans in een ontwerp dat minder gevoelig is voor buigen, kromtrekken en deuken.

Pas bij de introductie van de Macbook Air debuteerde Apple zijn "unibody" -ontwerptaal, met het hoofdgedeelte (en later de schermmontage) gevormd uit een enkel stuk machinaal gefreesde aluminiumlegering. Dit is nu min of meer de standaard geworden voor high-end laptops. Hoewel de productie van deze specifieke onderdelen duur is, kunnen laptops over het algemeen worden ontworpen met minder lichaamsdelen, waardoor de productie als geheel wordt vereenvoudigd en ze minder snel kromtrekken en vervormen. Sommige laptops zo goedkoop als $ 300 zijn voorzien van aluminium carrosseriedesigns, echter zonder het gefreesde ontwerp uit één stuk. Anodiseren, een legeringsbehandeling die kan helpen bij warmtedissipatie en corrosieweerstand, kan ook worden gebruikt om verschillende aluminiumkleuren te "verven".

De ASUS Chromebook-klep, met een volledig aluminium behuizing, kan worden gebruikt voor minder dan $ 300.

Aluminiumlegeringen zijn doorgaans sterker dan kunststoffen, vooral wanneer ze in unibody-ontwerpen worden gebruikt. Maar ze komen met een paar duidelijke nadelen: zelfs de relatief dikke lichamen van premium aluminium laptops zullen deuken als ze hard genoeg worden geraakt, en dat doen ze vaker dan kunststoffen vanwege een gebrek aan flexibiliteit in een meerdelig chassis. Aluminium voert de warmte ook veel beter dan plastic, waardoor sommige laptops overgevoelig zijn voor oververhitting. Aanzienlijke engineering moet in de ontwerpfase worden gebruikt om hete zones zoals de processor en koelelementen weg te houden van plaatsen waar de gebruiker de machine waarschijnlijk gedurende langere tijd zal aanraken.

Magnesium legering

Magnesium, een alternatief voor aluminium, wordt gebruikt als primaire legering voor een toenemend aantal laptopontwerpen. Het is qua volume lichter dan aluminium met ongeveer 30% (het is eigenlijk het lichtste structureel gebruikte metaal ter wereld), terwijl het een grotere sterkte-tot-gewichtverhouding heeft. Hierdoor kunnen elektronische componenten van magnesiumlegeringen dunner zijn dan vergelijkbare aluminiumontwerpen met dezelfde algemene duurzaamheid. Magnesium is ook minder thermisch geleidend, wat betekent dat ontwerpers meer vrijheid hebben bij het plaatsen van interne componenten die geen oncomfortabel hot-case creëren.

De Surface-serie van Microsoft maakt gebruik van lichamen en frames van magnesiumlegeringen.

Magnesium is over het algemeen gemakkelijker te gebruiken dan aluminium in termen van productie, waardoor nieuwe ontwerpmogelijkheden voor laptop- en tabletfabrikanten worden ontsloten. Helaas is het ook aanzienlijk duurder als een metaal. Om dit te compenseren, zullen fabrikanten soms magnesiumschalen combineren met goedkopere plastic onderdelen op het frame of interne gebieden zoals de polssteun. Volledige magnesium-bodied ontwerpen, zoals de Surface Pro en enkele premium items in de HP ENVY en Lenovo ThinkPad-lijnen, zijn meestal duurder dan vergelijkbare modellen.

Tussen aluminiumlegering en magnesiumlegering is er echt niet genoeg verschil om op de een of andere manier een nieuwe laptop te kopen. Met een grotere stijfheid heeft een magnesiumbehuizing minder kans om te buigen of deuken dan een aluminiumbehuizing, maar het is ook meer vatbaar voor barsten met verhoogde druk. De thermische eigenschappen zullen waarschijnlijk niet zo opvallen (aangezien fabrikanten toch behoorlijk goed zijn in het beheren van interne warmte). Tenzij u van plan bent om constant een laptop te gebruiken in omgevingen met hoge temperaturen, moeten de interne specificaties waarschijnlijk een meer dringende kwestie zijn.

Koolstofvezel

Koolstofvezel is een beetje een verkeerde benaming: het materiaal dat zo vaak wordt afgebeeld op vliegtuigen en sportauto's is in feite een composiet van zowel geweven koolstofstrengen als meer rudimentaire polymeerbases. Kortom, het is een high-tech plastic versterkt met synthetische koolstof. Het resultaat is een materiaal met een extreem hoge gewicht / sterkte-verhouding, waardoor een bescherming vergelijkbaar met een metaal of een legering bij een fractie van het gewicht mogelijk is.

Het ziet er ook heel gaaf uit. De meeste fabrikanten willen graag pronken met het koolstofvezelmateriaal in hun ontwerpen, resulterend in een onderscheidend grijs en zwart weefsel dat direct herkenbaar is.

XPS-laptops van Dell gebruiken koolstofvezelbehuizingen met aluminium deksels en bodems.

Het materiaal is, althans op sommige manieren, gemakkelijker te vormen en vormen dan metaal, waarbij slechts een eenvoudige gietvorm vereist is voor grotere stukken in plaats van een machinegestuurd freesproces. Koolstofvezel geleidt warmte met een fractie van de snelheid van aluminium of magnesium, waardoor het een ideale keuze is voor delen van de laptopbehuizing waar gebruikers waarschijnlijk een huid plaatsen, zoals de polssteun.

Koolstofvezel heeft echter enkele duidelijke nadelen ten opzichte van meer conventionele laptopmaterialen. Omdat het een composiet is van het carbonweefsel en het kwetsbaarder polymeer, is de afwerking nergens zo duurzaam als het geweven interieur - het is veel gevoeliger voor zichtbare krassen en deuken. De onderliggende componenten zijn mogelijk net zo veilig als onder de metalen onderdelen, maar een hoekdruppel of doordringende botsing ziet er nog steeds erg slecht uit. Koolstofvezel is ook veel duurder om te produceren dan zelfs magnesiumlegering.

De ThinkPad Carbon-lijn gebruikt koolstoffiber frames en magnesium carrosseriepanelen.

Vanwege dit wordt het voornamelijk ingezet als een combinatie materiaal, met cases met behulp van lichtgewicht en aantrekkelijke koolstofvezel op interieurcomponenten zoals de polssteun en het touchpad bij het gebruik van legering metaal aan de buitenkant. Voor zover ik weet, is er geen laptopbehuizing gemaakt die volledig is gemaakt van koolstofvezel (hoewel er enkele smartphones zijn gemaakt van structureel vergelijkbare Kevlar).

Gehard glas

De opkomst van smartphones in de late jaren 2000 maakte gehard glas - met name het gepatenteerde Gorilla-glas van Corning - een nieuw overwogen constructiemateriaal voor alle soorten elektronica. Naast het vrij voor de hand liggende gebruik voor laptops met aanraakscherm, hebben sommige nieuwere ontwerpen gehard glas gebruikt voor laptopdeksels en zelfs premium, smooth-tracking touchpads.

Sommige HP Specter-laptops gebruiken gehard glazen deksels, schermen, handpalmsteunen en touchpads.

Modern gehard glas is een aantal geweldige dingen, met krasbestendigheid die bijna net zo goed is als materialen zoals synthetische saffier. Het voelt ook best prettig, en het is nu relatief goedkoop om te integreren in het ontwerp van een laptop. Omdat fabrikanten zoals ASUS al grote orders voor smartphoneglas hebben, kun je een beetje op een laptop blijven plakken?

Maar let op, gehard glas is nog steeds ... nou, glas. Het kan krasbestendig zijn en minder snel breken dan een typisch venster, maar een val op een redelijk hard oppervlak zal nog steeds de schermen, deksels en touchpads verbrijzelen. Als materiaal voor laptop- en tabletbehuizingen is gehard glas een cosmetische toevoeging en niet een bijzonder duurzaam glas.

Beeldbronnen: Dell, ASUS, Lenovo, HP