真材实料看PC:金属本是这样锻造的
- 2013-9-16 9:55:32
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:穆测波
- 作者:
【电脑报在线】毫无疑问,金属是当今笔记本最为时尚的甲胄,符合后现代设计风格的需求,不仅高端大气还坚固耐用,也成为笔记本外壳材质的热点。不过,看着市面上林林总总的金属本,我们会发现,尽管同为金属本,其外观和质感还是有较大的区别,价格更是差异巨大。那么,金属本是怎么制造出来的?不同工艺的金属本又有哪些区别呢?
毫无疑问,金属是当今笔记本最为时尚的甲胄,符合后现代设计风格的需求,不仅高端大气还坚固耐用,也成为笔记本外壳材质的热点。不过,看着市面上林林总总的金属本,我们会发现,尽管同为金属本,其外观和质感还是有较大的区别,价格更是差异巨大。那么,金属本是怎么制造出来的?不同工艺的金属本又有哪些区别呢?
模铸、压铸:传统工艺依旧强劲
代表机型:ThinkPad X230S、戴尔Latitude 6430U
优势:外壳整体性好,强度高,适合大规模生产
缺点:铝合金质感较差,表面光洁度差,模具要求高,精度略差
模铸从原理上来说很简单,就是将融化的铝合金倒入模具内,模具密封冷凝后形成铝合金外壳。为了提升成型的质量,成型过程中在模具内加入巨大的压力,让铝合金成型更加致密,这就是压铸。
模铸和压铸是笔记本外壳中使用最为广泛的工艺。ThinkPad、戴尔Latitude等传统商务本的外壳大都是采用这一工艺,主要是因为模铸所生产的外壳强度高、整体性好,可以作为笔记本的承力框架或是防滚架等高强度承力结构。在模铸生产中,尽管其模具价格较高,但铸造生产时,总体材料成本可以控制在较低的水平上,而生产效率也较高,这就使得模铸工艺很适合大规模工业化生产。
不过,模铸的外壳在外观上可不是最美观的,在模铸时,为了让工件能顺利从模具中取出,需要在模具中放置硼砂等脱模剂,这导致了模铸工艺表面光洁度差,这让不少人怀疑它的金属属性。模铸工艺生产出的外壳在精度上略差,也不适合铸造细节丰富、变化大的外壳。
图:铝合金模铸的模具
图:ThinkPad X230S(上)戴尔6430U(下)使用的模铸底面与框架
一体成型:数控机床的魔术
代表机型:苹果MacBook系列、华硕UX31、戴尔XPS系列
优势:做工精细,金属质感强,外壳精度高,兼顾轻薄与强度
缺点:制造工艺复杂,制造成本高时间长,成品率较低
MacBook的成功让我们见到了金属外壳加工的新工艺--一体化成型,这种工艺是使用整块铝合金砖,在数控机床的控制下,经过复杂的切削、挖孔和激光打孔等方式,将铝块镂空,从而做成一个完整的外壳。
由于数控机床的精密加工特性,一体化成型的笔记本外壳拥有很高的精度和较高的加工灵活性,细节做工出色。加工过程中也可以保证轻薄与强度的最佳统一,如在笔记本受力部分,可以通过增加厚度、增设加强筋的方式,在非受力部分则依靠控制厚度的方式来减轻重量。高精度的外壳还能保证各部件之间的最佳配合。
一体机成型工艺相当复杂,即便是使用高端的数控机床,加工出一套笔记本外壳就需要4小时左右的时间,复杂的工艺也令其成品率较低。这对于笔记本的制造成本和大规模生产都形成极大的瓶颈。
图:一体化成型数控机床直接将整块金属(上)用切削、钻孔(下)等方式打造笔记本外壳
图:苹果MacBook Air(上)和戴尔XPS 15(下)的机壳做工细节相当精湛
优势:提升制造效率,降低制造成本,模具精度和细节表现不错
缺点:两步式制造,精度与外观与一体化成型的相比略显不足
一体化成型精度高而效率差,而模铸效率高而精度低,那么,能不能综合二者的优势呢?宏碁在这方面就作出了尝试,S7先使用模铸工艺铸造出一个与最终造型只有七八成相似度的粗模,然后再使用数控机床对粗模进行精细切削和铣刷。
这不仅将数控机床的加工时间由4小时降低到1小时左右,在铣削过程中产生的废料也比较小,效率提升,成本更低。由于后期的加工是由数控机床完成的,让这种混合工艺继承了一体成型高精度和不错的细节。
不过,这种工艺和一体成型相比,外壳光泽度显得略差一些,因此,这种工艺的笔记本往往需要在外观上略作修饰。而在一些微小的细节做工上也稍差一些,如S7的进气口和音箱出音口上的小孔,由于加工较为困难,所以采用外壳镶嵌铁丝网设计,而不是直接在外壳上打孔。
图:先铸出粗模后,在使用数控机床进行加工
图:宏碁S7的外壳中,即有数控机床加工的精细,也有模铸的痕迹。
冲击折弯工艺:廉价实现方式
代表机型:戴尔灵越14R、清华同方U49F
优势:工艺简单,价格便宜,外观漂亮,易于普及
缺点:强度差,无法承担结构性承重,只能拥有较简单的造型
中低端本金属本大多使用冲击折弯工艺,即将裁剪好的金属板放置在模具内,在经过高压冲击后,铝合金在冷却状态下折弯,并形成外壳所需的造型。
简单的冲压即可形成外壳,成本很低,同时,铝合金板的加工是在低温环境下完成的,即便是整卷的铝合金板上预先进行了镀膜、氧化等处理,在处理过程中不会被破坏,尽管低价,但金属的造型、着色都相当不错。
不过,薄薄的铝合金板冲击折弯后做成的笔记本外壳,其自身的强度并不高,无法为整机提供足够的结构性强度,因此,金属外壳背后往往会增加塑料框架以提升强度。
总结:多种工艺,创造多元化金属本
多种工艺,让金属本已全面普及,并出现在各档次的笔记本上,这自然是一种福利,让使用者可以在各档次笔记本中找到自己心仪的金属本,这原本是好事,但在一些商家口中,却把金属本和高端本进行对等,即便是一些使用折弯工艺的低端金属本也卖出了一体成型高端本的价格。所以,认清工艺,能保障自己的权益,也能避免被商家忽悠。
 
模铸、压铸:传统工艺依旧强劲
代表机型:ThinkPad X230S、戴尔Latitude 6430U
优势:外壳整体性好,强度高,适合大规模生产
缺点:铝合金质感较差,表面光洁度差,模具要求高,精度略差
模铸从原理上来说很简单,就是将融化的铝合金倒入模具内,模具密封冷凝后形成铝合金外壳。为了提升成型的质量,成型过程中在模具内加入巨大的压力,让铝合金成型更加致密,这就是压铸。
模铸和压铸是笔记本外壳中使用最为广泛的工艺。ThinkPad、戴尔Latitude等传统商务本的外壳大都是采用这一工艺,主要是因为模铸所生产的外壳强度高、整体性好,可以作为笔记本的承力框架或是防滚架等高强度承力结构。在模铸生产中,尽管其模具价格较高,但铸造生产时,总体材料成本可以控制在较低的水平上,而生产效率也较高,这就使得模铸工艺很适合大规模工业化生产。
不过,模铸的外壳在外观上可不是最美观的,在模铸时,为了让工件能顺利从模具中取出,需要在模具中放置硼砂等脱模剂,这导致了模铸工艺表面光洁度差,这让不少人怀疑它的金属属性。模铸工艺生产出的外壳在精度上略差,也不适合铸造细节丰富、变化大的外壳。
图:铝合金模铸的模具
图:ThinkPad X230S(上)戴尔6430U(下)使用的模铸底面与框架
一体成型:数控机床的魔术
代表机型:苹果MacBook系列、华硕UX31、戴尔XPS系列
优势:做工精细,金属质感强,外壳精度高,兼顾轻薄与强度
缺点:制造工艺复杂,制造成本高时间长,成品率较低
MacBook的成功让我们见到了金属外壳加工的新工艺--一体化成型,这种工艺是使用整块铝合金砖,在数控机床的控制下,经过复杂的切削、挖孔和激光打孔等方式,将铝块镂空,从而做成一个完整的外壳。
由于数控机床的精密加工特性,一体化成型的笔记本外壳拥有很高的精度和较高的加工灵活性,细节做工出色。加工过程中也可以保证轻薄与强度的最佳统一,如在笔记本受力部分,可以通过增加厚度、增设加强筋的方式,在非受力部分则依靠控制厚度的方式来减轻重量。高精度的外壳还能保证各部件之间的最佳配合。
一体机成型工艺相当复杂,即便是使用高端的数控机床,加工出一套笔记本外壳就需要4小时左右的时间,复杂的工艺也令其成品率较低。这对于笔记本的制造成本和大规模生产都形成极大的瓶颈。
图:一体化成型数控机床直接将整块金属(上)用切削、钻孔(下)等方式打造笔记本外壳
图:苹果MacBook Air(上)和戴尔XPS 15(下)的机壳做工细节相当精湛
模铸+数控整型:混合提升效率
代表机型:宏碁S7/P3优势:提升制造效率,降低制造成本,模具精度和细节表现不错
缺点:两步式制造,精度与外观与一体化成型的相比略显不足
一体化成型精度高而效率差,而模铸效率高而精度低,那么,能不能综合二者的优势呢?宏碁在这方面就作出了尝试,S7先使用模铸工艺铸造出一个与最终造型只有七八成相似度的粗模,然后再使用数控机床对粗模进行精细切削和铣刷。
这不仅将数控机床的加工时间由4小时降低到1小时左右,在铣削过程中产生的废料也比较小,效率提升,成本更低。由于后期的加工是由数控机床完成的,让这种混合工艺继承了一体成型高精度和不错的细节。
不过,这种工艺和一体成型相比,外壳光泽度显得略差一些,因此,这种工艺的笔记本往往需要在外观上略作修饰。而在一些微小的细节做工上也稍差一些,如S7的进气口和音箱出音口上的小孔,由于加工较为困难,所以采用外壳镶嵌铁丝网设计,而不是直接在外壳上打孔。
图:先铸出粗模后,在使用数控机床进行加工
图:宏碁S7的外壳中,即有数控机床加工的精细,也有模铸的痕迹。
冲击折弯工艺:廉价实现方式
代表机型:戴尔灵越14R、清华同方U49F
优势:工艺简单,价格便宜,外观漂亮,易于普及
缺点:强度差,无法承担结构性承重,只能拥有较简单的造型
中低端本金属本大多使用冲击折弯工艺,即将裁剪好的金属板放置在模具内,在经过高压冲击后,铝合金在冷却状态下折弯,并形成外壳所需的造型。
简单的冲压即可形成外壳,成本很低,同时,铝合金板的加工是在低温环境下完成的,即便是整卷的铝合金板上预先进行了镀膜、氧化等处理,在处理过程中不会被破坏,尽管低价,但金属的造型、着色都相当不错。
不过,薄薄的铝合金板冲击折弯后做成的笔记本外壳,其自身的强度并不高,无法为整机提供足够的结构性强度,因此,金属外壳背后往往会增加塑料框架以提升强度。
总结:多种工艺,创造多元化金属本
多种工艺,让金属本已全面普及,并出现在各档次的笔记本上,这自然是一种福利,让使用者可以在各档次笔记本中找到自己心仪的金属本,这原本是好事,但在一些商家口中,却把金属本和高端本进行对等,即便是一些使用折弯工艺的低端金属本也卖出了一体成型高端本的价格。所以,认清工艺,能保障自己的权益,也能避免被商家忽悠。
 
本文出自2013-09-16出版的《电脑报》2013年第36期 C.笔记本电脑
(网站编辑:pcw2013)
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