一文了解碳纤维在笔电等3C电子产品外壳上的应用

碳纤维（carbon fiber，简称CF）是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。既有碳材料“硬”的固有特征，又兼备纺织纤维“柔”的可加工性，被誉为新材料之王。未来随着航空航天、汽车工业、飞机制造、风力发电、3C电子产品等产业的需求的大幅增长，以及体育休闲领域的平稳发展，碳纤维市场需求增速将愈发显著。现小编来说说碳纤维在笔电等3C电子产品外壳上的应用。

目前Dell和联想Thinkpad等品牌在采用碳纤维材质作为笔电外壳材质，如Dell XPS系列采用全碳纤维的板材，外观为3K纹路，体现碳纤维的纹理和质感。Thinkpad X系列采用三明治夹芯结构的碳纤维板材，其外观为UD纹路+喷涂，以上两家品牌占据了碳纤维笔记本电脑的主要份额。而其他的品牌商，如HP为了避开竞争，则采用连续碳纤维增强的热塑性板材。

采用碳纤维增强复合材料（CFRP）作为笔记本外壳材质,既拥有铝镁合金高雅坚固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性,它的外观类似塑料,但是强度和导热能力优于普通ABS塑料,而且碳纤维是一种导电材质,可以起到类似金属的屏蔽作用(ABS外壳需要另外镀一层金属膜来屏蔽)，如下为典型结构材料性能与减重对比表，从表中可以明显看出，CFRP的轻量化效果远高于金属材料，与钢材相比，碳纤维的强度其8倍，但重量只有钢材的70%，与铝相比，强度是其20倍，但重量只有铝的40%，碳纤维质轻、强度高、模量高，是轻量化部件的首选材料，因此是笔记本材料的理想选择。

图：典型结构材料性能对比表

CFRP作为一种高性能，环保可回收的新型材料，拥有良好的导热性、屏蔽性、耐候性和耐腐蚀性。碳纤维增强PC/PPS/PEEK/PI等热塑性复合材料技术的突破及成本的下降，笔电材质轻量化的趋势和成本、工艺的考量，工程塑料、铝(镁)合金材料、碳纤维复合材料等材料的应用越来越广泛。

碳纤维复合材料利用碳纤维和树脂进一步复合得到性能优越的产品，其中碳纤维由键合在一起形成长链的碳原子组成，坚硬质轻。而环氧树脂则具有良好的压缩和剪切性能以及低密度，因此可以制造质轻而强度高的部件，成型工艺多样化如湿法成型、真空袋压、树脂转移、模压、拉挤成型等，此外树脂的选择可用于定制特性的性质，如更长或更短的固化时间，超强抗性、高温配方、阻燃性和使用添加剂增加断裂韧性等。

图：碳纤维增强环氧树脂原理图

碳纤维板又称碳纤维复合板，是一种增强树脂复合材料，密度仅为1.5g/cm3,抗拉强度为1500MPA以上，通过碳纤维预浸布层叠热压而成，碳纤维板一般有三种纹理：斜纹、平纹、单向纹。

碳纤维表面有高亮、哑光两种，即3K平纹亮光、3K平纹哑光、3K斜纹亮光、3K哑光、单向纯黑，备注：表面颜色与性能无关，仅起美观作用。

发展趋势：碳纤维复合材料在笔电外壳的应用优势很突出，主要是基于碳纤维复合材料质轻、结构强的特点，可满足小、轻、便携化的发展趋势，随着5G到来，笔记本电脑内部器件散热是关键，而碳纤维复合材料导热性能很强，具有天然的材料优势，随着研究的深入，将有更多的应用。但目前受制于碳纤维成本、工艺难度及着色单一等，仅用于高端产品。相信随着碳纤维价格的下降、工艺及良率的提升，碳纤维复合材料在笔电上的应用将越来越广泛，如下为目前涉足笔电碳纤维的企业。