Из чего сделаны ноутбуки? Разбор

Если вы читаете этот материал с ноутбука или планшета, то потрогайте материалы корпуса и постучите по нему. Какой звук он издает?

Вы когда-нибудь задумывались о том, почему ноутбуки вообще такие, какие они есть? Почему они так выглядят? Из чего они вообще сделаны?

Очевидно, что идеальная форма ноутбука вполне интуитивна: это плоская книжка, как папка для бумаг — легкая, тонкая и удобная для транспортировки. Но что по поводу материалов? Тут не всё так однозначно, кроме начинки, конечно.

Корпуса большинства ноутбуков либо пластиковые, либо же металлические. Почему они не деревянные, например, или не стеклянные?

Хотя, стоп. Справедливости ради, деревянный ноутбук всё-таки существует. Умельцы из дублинской компании iameco («I Am Eco») еще в 2019 году создали прототип экологически безопасного ноутбука из дерева!

Но такой ноутбук единственный в своем роде, да и дерево не особо соответствует требованиям как материал корпуса. А что соответствует?

Какие вообще есть требования к материалам для изготовления корпусов ноутбуков? Почему всю жизнь ноутбуки были пластиковыми, а потом вдруг внезапно стали металлическими? И из чего сделан именно ваш? Что ж, давайте разберемся, зачем ноутбуки купают в кислоте, а еще посмотрим на них под микроскопом!

Введение

Итак, давайте сперва поймем: а что мы хотим от корпусов гаджетов? Каким требованиям они должны отвечать?

Спойлер: они не такие очевидные, как “легкий” и “приятный”.

Материалы, из которых изготавливается корпус ноутбука, в первую очередь, должны прекрасно справляться с конструкционной функцией и удерживать заданную форму и все внутренности: то есть, они должны быть прочными.

Во-вторых, материалы должны быть безопасными для пользователя: то есть нетоксичными и индифферентными к влаге и воздуху. Покрытый ржавчиной или источающий жуткий едкий аромат ноутбук вряд ли пошел бы в серию.

В-третьих, материалы должны хорошо отводить тепло от внутренних элементов и не превращаться в печку на коленках. Хотя и не всегда это зависит от материалов, как показывает практика…

Не в последнюю очередь, материал корпуса должен быть легким! Никто же не хочет таскать мешок кирпичей в руке или за спиной.

Ну и, в конце концов, материалы просто должны быть красивыми и приятными на ощупь, они должны приносить тактильное удовольствие пользователям! Прям как новенький HONOR MagicBook 16, но о нем чуть позже.

Пластик

Начнем с пластика и вернемся в 1982 год. Этот материал является поистине прародителем корпусов для ноутбуков, ведь даже самый первый в мире лэптоп Grid Compass, изготовленный в 1982 году по заказу NASA, был сделан из такого материала. Знакомьтесь — ABS пластик!

Да-да, это та самая белая пластмасса, которая с успехом желтела с годами и превращалась в нечто вот такое:

Почему именно он?

ABS или акрилонитрил-бутадиен-стирол — это ударопрочная, термопластическая, нетоксичная, влагостойкая и теплостойкая смола, которая обладает высокой прочностью и долговечностью.

Собственно, по совокупности всех этих замечательных качеств данный пластик и был выбран за основу для корпусов ноутбуков. Ну а еще на то время практически все ПК и их коплектующие изготавливались из этого же ABS пластика, поэтому — зачем далеко ходить, как говорится, если есть проверенный вариант.

Но у ABS смолы есть один существенный недостаток. К слову, мы его уже случайно упомянули.

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) со временем окисляется кислородом из воздуха под действием света или тепла, темнеет и становится более хрупким, а потому сейчас из него уже не делают тех белых корпусов для ПК, мониторов, клавиатур и ноутбуков, какие многим удалось застать еще в начале нулевых.

Но это касается только белых деталей. В остальном же, ABS пластик применяется и по сей день, только из него обычно делают черные клавиши для клавиатуры, темного цвета корпуса или же просто покрывают его сверху краской, и дело в шляпе.

Но на смену ABS пришло кое-что получше! Называется — поликарбонат (PC). Да, вы слышали это модное слово. Самые известные изделия из этого ударопрочного пластика — это, как ни странно, теплицы для садоводства. А раньше, в древности, из него изготавливали CD и DVD диски. Да, было время…

Этот пластик тоже термопластичный, его тоже удобно формовать, он — прозрачный, да и не желтеет! Ну просто замечательно! Есть лишь одно но: поликарбонат гораздо более хрупкий и чуть более дорогой, в отличие от ABS.

Снова проблема. А как её решили? Очень просто: два этих пластика расплавили и смешали. Поэтому сейчас ноутбуки часто изготавливают из композиционных пластмассовых смесей, в которые иногда добавляют стекловолокно или даже углеволокно для придания дополнительной прочности.

К слову, такие волокна, то есть нити или просто ворсинки, тонкие волоски, укрепляют пластик за счет создания трехмерной сетки, как бы склеенной пластмассой. Получается действительно прочный композиционный материал.

Но вот незадача: теплопроводность пластика, его стойкость к царапинам и долговечность лакокрасочных покрытий иногда оставляют желать лучшего даже сегодня.

Металл

И тут на помощь нам приходит металл — самый универсальный материал для изготовления корпусов любых ноутбуков. Но какой металл?

Конечно, сложно себе представить 30-килограммовый чугунный ноутбук, покрытый слоем ржавчины. Всё почему? Потому что железо и его сплавы тяжелые и, как правило, подвержены коррозии — то есть самопроизвольному разрушению в результате взаимодействия с окружающей средой.

А вот, к примеру, алюминий таких недостатков лишен. Это легкий, прочный, ковкий металл с прекрасной теплопроводностью: только представьте — алюминий отводит тепло более чем в 1500 раз быстрее, чем ABS и поликарбонат!

Благодаря прекрасной теплопроводности из алюминия делают, например, лопасти воздушных радиаторов для охлаждения элементов начинки ПК или даже обычные водяные радиаторы для обогрева помещений. Ведь и для охлаждения, и для обогрева нужен хороший отвод тепла от его источника.

А это значит, что в алюминиевом корпусе любые элементы начинки ноутбука можно расположить очень компактно, обеспечив при этом эффективный теплоотвод металлическими стенками и продлив срок службы ноутбука.

Почему же тогда ноутбуки сразу не стали делать из алюминия, раз он так хорош?

Дело в том, что в отличие от дешевой технологии производства пластиковых корпусов (расплавил, выдавил, сформовал, и готово), корпуса из алюминия производить сложнее и дороже.

Самый сложный и дорогой подход — это вытачивать фрезеровочным станком корпус нужной формы из цельного куска алюминия. Так делают некоторые компании, особенно, в премиальном сегменте ультратонких ноутбуков. Например, все MacBook от Apple сделаны именно таким способом.

Другой, более простой вариант — взять лист алюминия и штамповать из него незамысловатой формы элементы. Такой подход гораздо чаще используют для создания корпусов ноутбуков. Почему? Потому что так удобнее и дешевле делать тонкостенные вместительные алюминиевые корпуса практически без потери в прочности и жесткости конструкции.

Кстати, помните про HONOR MagicBook 16? Вот он — именно такой!

Да, вот этот красавец — новинка от компании HONOR 2022 модельного года.

Как и в предыдущих моделях MagicBook, в этом ноутбуке корпус полностью выполнен из алюминия: и лицевая панель, и верхняя, и задняя крышки. Металл качественно обработан, очень приятный наощупь и выглядит очень стильно и дорого. Как такого эффекта добиваются, расскажем чуть дальше.

Эта модель имеет на борту 16,1-дюймовый антибликовый FullView-экран с IPS-матрицей разрешением 1920 x 1080 пикселей, с тонкими рамками 5,1 мм, полезной площадью 87,3% и широким углом обзора 170 градусов для максимально комфортного просмотра любого контента, например наших видео.

Благодаря 100% цветовому охвату sRGB и яркости 300 нит HONOR MagicBook 16 обеспечивает яркую и четкую картинку в играх, при просмотре и редактировании фото и видео. Отлично подойдет и геймерам, и дизайнерам, и просто любителям посмотреть сериальчики или позалипать в YouTube.

При этом HONOR MagicBook 16 имеет сертификат TÜV Rheinland по снижению уровня синего света, обеспечивая тем самым надежную защиту глаз для пользователей, которые постоянно работают с устройством.

Что внутри? А внутри у нас всё по последнему слову техники. Конечно же, мощный процессор AMD Ryzen 5000 серии с архитектурой Zen 3, производительность которого возросла аж на 26% по сравнению с предыдущим поколением. Производительность графического процессора также увеличена на 15%, что делает устройство идеальным ноутбуком для игр и обработки больших мультимедийных файлов (каких-нибудь 4K 60 FPS видео, например).

Оснащенный архитектурой Zen 3, данный ноутбук предлагает лучшую в отрасли производительность процессора, как заявляют в HONOR, с частотой до 4,2 ГГц в турбо режиме. Причем в режиме высокой производительности мощность устройства возрастает аж на 43% по сравнению с предыдущим поколением MagicBook.

HONOR MagicBook 16 поставляется с установленной Windows 11, встроенной памятью емкостью 512 Гб и двухканальной оперативной памятью 16 Гб, что позволяет работать сразу в нескольких приложениях, держать десятки открытых вкладок в браузере и вообще не испытывать проблем с производительностью при всё при этом.

Что интересно, в ноутбуке есть система охлаждения с тройными двухмиллиметровыми тепловыми трубками, двумя вентиляторами и восемью высокоточными датчиками температуры, которая эффективно отводит тепло, обеспечивая максимум производительности без троттлинга и перегрева.

Естественно, в 2022 году — быстрая зарядка. С помощью технологии быстрой зарядки SuperCharge 65 Вт у вас есть возможность зарядить этот ноутбук до 50% всего за 30 минут и до 100% примерно за 1,5 часа, что тоже довольно быстро.

Что по соединениям? А тут у нас самый новый Wi-Fi 6 на 2,4 и 5 ГГц, и Bluetooth 5.1. Все необходимые разъемы на месте.

У ноутбука два мощных динамика с поддержкой технологии Nahimic и два микрофона. HONOR MagicBook 16 оснащен полноразмерной клавиатурой с подсветкой. Ну а тачпад со встроенным NFC обеспечивает быстрое соединение между ноутбуком и смартфонами HONOR.

Что по ценам? Продажи HONOR MagicBook 16 на базе AMD Ryzen 5000 серии стартовали 18 февраля по цене 79 990 рублей. А в описании к видео есть ссылка со скидкой в 10%, которая действует до 14 марта. Торопитесь!

Но вернемся к алюминию. Так ли он хорош? Ответ — да. Только вот чистый алюминий очень мягкий, ковкий и легко деформируется. Для решения этой проблемы в техникие применяют не чистый алюминий, а его легированные сплавы. Если что, легирование — это добавление в состав материалов примесей с целью изменения их свойств.

Самый популярный сплав — алюминий 6000-й серии, в котором есть добавки магния и кремния. Еще один чуть более дорогой представитель — алюминий 7000-й серии, который легирован цинком, магнием и медью.

Чтобы вы понимали, эти сплавы по своим свойствам совсем не похожи на фольгу от шоколадки. Из таких сплавов делают некоторые металлоконструкции и собирают корпуса самолетов. Так что за прочность алюминиевых корпусов ноутбуков можно не переживать.

Но голый алюминий — тоже не дело! Полированную поверхность легко поцарапать, а шершавый и необработанный алюминий подвергается коррозии и покрывается неравномерным белым налетом — оксидом алюминия. Просто вспомните, как выглядят советские алюминиевые кастрюли и ложки. Как же решают и эту проблему?

Анодированный и шлифованный алюминий

Для этого придумали очень остроумное решение: алюминий нарочно покрывают этим самым оксидом, чтобы предотвратить последующую коррозию металла. Клин клином выбивают на опережение, так сказать. Это делают при помощи специальной технологии, называемой анодированием.

Тут всё просто. Алюминиевую деталь (в нашем случае — корпус ноутбука) помещают в специальную ванну с раствором серной кислоты и подводят к ней положительный провод. Опускают в раствор другой проводник (электрод), на него подводят «минус». Когда на цепь подают ток, то алюминиевая деталь становится анодом: через раствор электролита протекает ток, а на поверхности алюминия протекает электрохимический процесс окисления:

На катоде при этом просто выделяется водород:

Причем формирующийся таким синтетическим образом оксид алюминия представляет собой не просто красивую матовую пленку, а наноструктурированную пористую структуру, похожую на пчелиные соты!

Естественно, такая структура очень отличается по свойствам от обычного коррозионного налета на алюминии. Подобная пористая структура служит ещё и отличной базой под покраску, ведь внутри этих «сот» (внутри пор) очень прочно удерживается любой краситель, что успешно применяется для покраски алюминиевых деталей.

Кстати, о цветах. Анодированный алюминий совсем не обязательно красить, ведь он может менять свой цвет прямо при анодировании!

Дело в том, что пористая упорядоченная структура оксида на его поверхности является, по сути, так называемой дифракционной решёткой — то есть оптическим прибором, действие которого основано на явлении дифракции света.

Световые волны на такой решётке накладываются друг на друга и из всего спектра отбираются волны только определенной длины. Это явление называется интерференцией. В результате мы видим, что металл будто бы окрашен в розовый или синий цвет, к примеру. Хотя никакой краски на его поверхности на самом деле нет! Представляете, анодирование не просто защищает алюминий, но еще и позволяет красить его, не используя красители! Круто!

Ведь в зависимости от диаметра пор и толщины оксидной пленки (которую можно регулировать силой приложенного тока и длительностью электролиза) цвет детали может принимать почти любой оттенок.

Это как с крыльями бабочки: возможно, вы знаете, что их крылья на самом деле не имеют окраски, а яркие цвета они приобретают за счет дифракции на наноструктурированных бороздках в их крылышках.

На самом деле, есть ещё один способ сделать алюминий привлекательным и долговечным. И это более дешевое шлифование.

Шлифуя поверхность алюминия, мы делаем её более однородной и равномерной, сглаживаем все шероховатости, в результате получая красивую матовую поверхность, прятную на ощупь и достаточно стойкую к коррозии.

Сегодня шлифованный алюминий применяется ещё более широко, чем анодированный, ведь его проще и дешевле изготовить, а по эксплуатационным характеристикам он почти не уступает своему собрату из ванны с серной кислотой.

Резюмируя всё сказанное про данный металл, хочется отметить, что помимо стильного внешнего вида, у алюминия есть еще один плюс: при одинаковой устойчивости к механическим повреждениям ноутбук в алюминиевом корпусе весит легче пластикового.

То есть чтобы достичь аналогичной прочности, пластик пришлось бы сделать более массивным и тяжелым, что конечно недопустимо для портативных и ультратонких ноутбуков.

Но и минусы у алюминия тоже есть: делать из него много мелких деталей экономически невыгодно, да и зачастую просто нельзя. Популярный сплав Al 6061 вообще не годится для такого литья. Поэтому корпуса из алюминиевых сплавов обычно либо штампуют, либо фрезеруют. По этой причине производителям часто приходится в качестве корпуса ноутбука использовать алюминиевую основу, которая уже объединяет в себе основные узлы. Как, к примеру, в тех же MacBook.

Так корпус получается более дешевым и менее склонным к деформации, и плюс он лучше отводит тепло, что актуально для компактных моделей, у которых внутренние компоненты расположены очень близко друг к другу.

Магний

Так, стоп. Мы совсем забыли про магний — самый легкий конструкционный металл: его же тоже используют в производстве ноутбуков, так как он достаточно прочный и действительно очень легкий: 1,7 г на кубический см против 2,7 г на кубический см у алюминия, то есть почти на 30% легче.

В качестве альтернативы шлифованному алюминию чаще всего применяют магниевый сплав AZ91, легированный добавками алюминия и цинка, который подходит для литья под высоким давлением. И это круто.

В отличие от большинства сплавов алюминия, из него можно отливать мелкие детали сложной формы. Поэтому из магния часто изготавливают именно внутреннюю раму ноутбука (или её элементы), усиливающую конструкцию многих пластиковых ноутов.

Главные недостатки магниевых сплавов в том, что они не устойчивы к поражению коррозией и у них не очень эстетичный внешний вид, поэтому детали из них анодируют и тщательно и плотно окрашивают, что помогает решить две этих проблемы.

Корпуса же из магниевых сплавов изготавливают редко еще и по той причине, что данный металл банально дороже, хотя по совокупности прочих свойств мало чем отличается от алюминия.

Выводы

Итак, пора подвести логичный итог нашему ролику. Сегодня мы с вами узнали, из чего же всё-таки сделаны все ноутбуки. Если резюмировать, то:

• Пластик — ABS, поликарбонат или же их композиты. Дешевый, удобный для формовки и достаточно прочный. Но он плохо отводит тепло, недостаточно жесткий, неэкологичный, и не такой приятный наощупь.
• Алюминий — идеальный вариант. Он может быть анодированным или шлифованным, но главное, что он прекрасно отводит тепло, он легче, жестче и прочнее пластика и обещает служить долгие годы.
• Магний — самый легкий конструкционный материал. Но из-за склонности к коррозии и более высокой цены, чем у алюминия, применяется в основном для внутренних элементов ноутбуков и редко в качестве материала корпуса.

Вот как-то так! Ну а выбор как всегда остается за вами!

Кстати, вы сами можете определить, из какого материала сделан ваш ноутбук. Визуально это сделать порой непросто из-за краски на поверхности многих моделей. Но всегда есть один отличительный признак: металл наощупь холоднее, чем пластик. Это, кстати, тоже связано с его хорошей теплопроводностью. В остальном же — они очень похожи.

Post Views: 375