Next-Gen-Laptop-Materialien Aluminiumlegierung vs. Magnesiumlegierung vs. Kohlefaser

Wir erleben gerade eine Renaissance von Laptops mit unglaublichen Spezifikationen und einigen wirklich erstaunlichen Designarbeiten, die die neuesten Modelle schmücken. Als Teil dieser Designs der nächsten Generation sehen wir auch viele neue Materialien für Laptops. Aluminium, Magnesium, Kohlefaser und sogar das extrem robuste, gehärtete Gorilla-Glas. Wenn Sie ein neues High-End-Notebook oder -Tablet herstellen möchten, ist altmodischer Kunststoff keine Option mehr.

Was sind jedoch die Vor- und Nachteile dieser neuen Materialien, und welches sollte den Vorteil bieten, wenn Sie sich zwischen Modellen entscheiden? Lass uns einen Blick darauf werfen.

Aluminiumlegierung

Wenn es bei der neuen Generation von Laptop-Designs eine „ältere“ Option gibt, dann Aluminium. Die Aluminiumlegierung, die von Apple bereits 2003 bei High-End-PowerBooks eingesetzt wurde, ersetzte die Titanlegierung älterer Generationen. Es gab zwei Gründe: Durch das Anodisieren des Metalls das Lackieren und Einfärben des Metalls wurde das Problem der Farbabplatzungen früherer Generationen gelöst. Aluminium ist billiger zu kaufen und zu verarbeiten als Titan. Die geringere Dichte bedeutet, dass Aluminiumschalen dicker sein müssen. Diese zusätzliche Steifigkeit führt jedoch im Allgemeinen zu einem Design, das weniger anfällig für Biegung, Verzug und Beulen ist.

Erst mit der Einführung des Macbook Air debütierte Apple mit seiner „Unibody“ -Designsprache. Der Hauptkörper (und später der Bildschirm) wurde aus einem einzigen Stück einer maschinengefrästen Aluminiumlegierung hergestellt. Dies ist mittlerweile mehr oder weniger der Standard für High-End-Laptops. Die Herstellung dieser speziellen Teile ist zwar teuer, ermöglicht jedoch die Gestaltung von Laptops mit insgesamt weniger Karosserieteilen, was die Herstellung insgesamt vereinfacht und sie weniger anfällig für Verformungen und Verformungen des Körpers macht. Einige Laptops für bis zu 300 US-Dollar verfügen über Aluminiumgehäuse-Designs, jedoch ohne das gefräste einteilige Gehäuse. Eloxieren, eine Legierungsbehandlung, die bei der Wärmeableitung und der Korrosionsbeständigkeit helfen kann, kann auch zum „Einfärben“ von Aluminium in verschiedenen Farben verwendet werden.

Der ASUS-Chromebook-Flip mit vollständigem Aluminiumgehäuse ist für weniger als 300 US-Dollar erhältlich.

Aluminiumlegierungen sind typischerweise stärker als Kunststoffe, insbesondere wenn sie in Unibody-Konstruktionen verwendet werden. Sie haben jedoch einige offensichtliche Nachteile: Selbst die relativ dicken Körper von Premium-Aluminium-Laptops werden bei starkem Aufprall einbeulen, und zwar aufgrund von mangelnder Flexibilität in einem mehrteiligen Chassis häufiger als Kunststoffe. Aluminium leitet Wärme auch viel besser ab als Kunststoff, wodurch einige Laptops unangenehm überhitzt werden. In der Entwurfsphase muss ein erhebliches technisches Know-how eingesetzt werden, um heiße Zonen wie den Prozessor und Kühlkörper von Bereichen fernzuhalten, in denen der Benutzer die Maschine wahrscheinlich für längere Zeit berührt.

Magnesiumlegierung

Magnesium, eine Alternative zu Aluminium, wird als Primärlegierung für eine zunehmende Anzahl von Laptopdesigns verwendet. Es ist um etwa 30% leichter als Aluminium (es ist tatsächlich das leichteste strukturell verwendete Metall der Welt) und hat ein größeres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Dies ermöglicht, dass Elektronikkörper aus Magnesiumlegierungen dünner als ähnliche Aluminiumkonstruktionen mit der gleichen allgemeinen Haltbarkeit sind. Magnesium ist auch weniger wärmeleitfähig, was bedeutet, dass Konstrukteure mehr Freiheit haben, interne Komponenten zu platzieren, die keine unangenehme Hitze verursachen.

Die Surface-Serie von Microsoft verwendet Gehäuse und Rahmen aus Magnesiumlegierungen.

Magnesium ist im Allgemeinen einfacher in der Herstellung als Aluminium und eröffnet damit neue Designmöglichkeiten für Laptop- und Tablet-Hersteller. Leider ist es auch als Metall erheblich teurer. Um dies auszugleichen, kombinieren Hersteller Magnesiumschalen manchmal mit billigeren Kunststoffteilen am Rahmen oder Innenbereichen wie der Handballenauflage. Voll Magnesium-Designs wie das Surface Pro und einige Premium-Einträge in den HP ENVY- und Lenovo ThinkPad-Linien sind tendenziell teurer als vergleichbare Modelle.

Zwischen einer Aluminiumlegierung und einer Magnesiumlegierung gibt es wirklich keinen Unterschied, um den Kauf eines neuen Laptops auf die eine oder andere Weise zu beeinflussen. Mit erhöhter Steifigkeit neigt ein Magnesiumgehäuse möglicherweise weniger dazu, sich zu verbiegen oder zu verbiegen als ein Aluminiumgehäuse, aber es neigt auch dazu, bei erhöhtem Druck zu reißen. Die thermischen Eigenschaften werden wahrscheinlich nicht so auffällig sein (da die Hersteller ohnehin gut mit der internen Wärme umgehen können). Wenn Sie nicht ständig einen Laptop in Umgebungen mit hohen Temperaturen verwenden möchten, sollten die internen Spezifikationen wahrscheinlich ein dringlicheres Problem sein.

Kohlefaser

Carbonfasern sind ein bisschen irreführend: Das Material, das in Flugzeugen und Sportwagen so populär dargestellt wird, ist in der Tat eine Zusammensetzung aus gewebten Carbonsträngen und eher rudimentären Polymerbasen. Im Grunde ist es ein High-Tech-Kunststoff, der mit synthetischem Kohlenstoff verstärkt ist. Das Ergebnis ist ein Material mit einem extrem hohen Verhältnis von Gewicht zu Festigkeit, das einen zu einem Bruchteil des Gewichts ähnlichen Schutz wie ein Metall oder eine Legierung ermöglicht.

Es sieht auch sehr cool aus. Die meisten Hersteller zeigen das Kohlefasermaterial gerne in ihren Designs, was zu einem unverwechselbaren grau-schwarzen Gewebe führt, das sofort erkennbar ist.

Die XPS-Notebooks von Dell verwenden Kohlefaserkörper mit Deckeln und Böden aus Aluminiumlegierungen.

Das Material ist zumindest in gewisser Weise leichter zu formen und zu formen als Metall, so dass für größere Teile nur eine einfache Gussform erforderlich ist, und nicht ein maschinengesteuerter Fräsprozess. Kohlefaser leitet Wärme zu einem Bruchteil der Rate von Aluminium oder Magnesium ab. Dies macht sie zur idealen Wahl für Bereiche der Laptop-Hülle, in denen der Benutzer wahrscheinlich Haut legt, wie beispielsweise die Handballenauflage.

Kohlefasern haben jedoch einige Nachteile gegenüber herkömmlichen Laptop-Materialien. Da es sich um ein Verbundmaterial aus Karbongewebe und zerbrechlicherem Polymer handelt, ist seine Oberfläche nicht annähernd so haltbar wie der gewebte Innenraum - es ist viel anfälliger für sichtbare Kratzer und Dellen. Die darunter befindlichen Komponenten sind zwar fast so sicher wie unter Metall, aber ein Abwurf an der Ecke oder ein durchdringender Stoß wirken immer noch ziemlich schlecht. Kohlefasern sind auch in der Herstellung wesentlich teurer als selbst Magnesiumlegierungen.

Die ThinkPad Carbon-Linie verwendet Kohlefaserrahmen und Magnesiumkarosserieteile.

Aus diesem Grund wird es in erster Linie als Kombinationsmaterial eingesetzt, wobei Gehäuse aus leichtem und attraktiver Kohlefaser für Innenteile wie die Handballenauflage und das Touchpad verwendet werden, während Aluminiumlegierungen außen verwendet werden. Meines Wissens gab es kein vollständig aus Kohlefaser gefertigtes Laptopgehäuse (obwohl es einige Smartphones aus strukturell ähnlichem Kevlar gab).

Gehärtetes Glas

Der Aufstieg der Smartphones in den späten 2000er Jahren machte gehärtetes Glas - insbesondere das patentierte Gorilla-Glas von Corning - ein neu betrachtetes Konstruktionsmaterial für alle Arten von Elektronik. Zusätzlich zu der ziemlich offensichtlichen Verwendung für Touchscreen-Laptops haben einige neuere Designs gehärtetes Glas für Laptopdeckel und sogar erstklassige, glatt nachführende Touchpads verwendet.

Einige HP Spectre-Laptops verwenden gehärtete Glasdeckel, Bildschirme, Handballenauflagen und Touchpads.

Modernes gehärtetes Glas ist etwas erstaunliches, es verfügt über eine Kratzfestigkeit, die fast so gut ist wie Materialien wie synthetischer Saphir. Es fühlt sich auch ziemlich gut an und ist jetzt relativ kostengünstig in das Design eines Laptops zu integrieren. Da Hersteller wie ASUS bereits große Bestellungen für Smartphone-Glas haben, sollten Sie sich ein wenig auf den Laptop setzen?

Aber Achtung, gehärtetes Glas ist immer noch… na ja, Glas. Sie ist zwar kratzfest und bricht wahrscheinlich weniger als eine typische Fensterscheibe, aber ein Tropfen auf eine halbwegs harte Oberfläche lässt die Bildschirme, Deckel und Touchpads immer noch zerbrechen. Als Material für Laptop- und Tablet-Körper ist gehärtetes Glas eine kosmetische Ergänzung und keine besonders dauerhafte.

Bildquellen: Dell, ASUS, Lenovo, HP