引言

近年來，輕量化技術所制造的復合材料已經在航空航天、軌道交通、船舶車輛、橋梁建筑、電動工具、體育運動器材以及計算機、通信、消費電子產品等“3C”電子產品諸多領域受到極大關注。

3C電子產品目前朝著便攜化、輕薄化發展。目前電子產品外殼和結構材料最常見的有金屬材料、工程塑料、復合材料料等，其他還有概念性產品如鈦合金、木紋或竹紋、皮革等。但從輕量化的趨勢和成本、工藝的考量，工程塑料、鋁（鎂）合金材料、碳纖維復合材料等材料的應用越來越廣泛。

1. 專業攝像機

帝人所研發的熱可塑碳纖維復合材料“Sereebo®（世力堡）”，已被松下電器（以下簡稱“松下”）的數碼4K攝像機HC-X2000和HC-X1500采用，比傳統型號小40%，輕15%。

“Sereebo”可大幅縮短成型時間，是適用于電器產品和汽車零部件量產的創新CFRTP。本次松下采用帝人的聚碳酸酯樹脂基“Sereebo”復合材料結合注塑成型工藝生產攝像機的手柄和頂蓋部件。

攝像機為了平衡機體和內部的重量及強度，通常采用短切碳纖維復合材料，但由于其纖維長度短，因此存在強度不夠高的問題。但“Sereebo”采用帝人獨創的樹脂合成技術，在實現了輕量化和強度的同時，具備優異的阻燃性。此外，通過獨創的樹脂加工技術，碳纖維不會浮出表面，能夠獲得良好的表面外觀。

圖 1 松下HC-X2000

盡管相機底盤和機身通常由切碎的碳纖維增強塑料制成，以提高強度并減輕重量，但短纖維無法完全實現長碳纖維的強度和其他獨特功能。Sereebo融合了帝人獨創的樹脂配方技術，可提高強度，減輕重量和阻燃性。此外，它的表面非常光滑，帝人先進的樹脂加工技術消除了碳纖維隆起(凸起)。

帝人正在加快其針對Sereebo的大規模生產應用的開發，包括需要強度和重量減輕的精密設備和消費類電子產品。在不久的將來，帝人有望增強其作為復合材料解決方案全球專家的地位。

圖 2 松下HC-X1500攝像機

2. 筆記本電腦

筆記本電腦一種小型、可方便攜帶的個人電腦，主要分為商用型和消費型，隨著技術的進步體積越來越小，重量越來越輕，而功能卻越來越強大。筆記本電腦的外殼既是保護機體的最直接的方式，也是影響其散熱效果、“體重”、美觀度的重要因素，目前主要有工程塑料、鋁（鎂）合金材料、碳纖維復合材料料等。

采用碳纖維增強復合材料作為筆記本外殼材質,既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性,它的外觀類似塑料,但是強度和導熱能力優于塑料,而且碳纖維是一種導電材質,可以起到類似金屬的屏蔽作用（塑料外殼則需要另外鍍一層金屬膜來屏蔽）。

碳纖維的輕量化效果遠高于金屬材料，與鋼材相比，碳纖維的強度其8倍，但重量只有鋼材的70%，與鋁相比，強度是其20倍，但重量只有鋁的40%，碳纖維質輕、強度高、模量高，是輕量化部件的首選材料，因此是筆記本材料的理想選擇。

（1）VAIO® Z 全碳纖維機身

VAIO挑戰了世界上首次實現碳纖維復合材料(CFRP)的立體成型，并且將其用于筆記本電腦整個機身。VAIO通過自身多年積累的技術和各合作企業東麗技術的集大成，終于實現了不到1kg的輕量化筆記本電腦「VAIO® Z」。

圖3 全碳纖維筆記本電腦機殼

圖4 全碳纖維筆記本外殼

世界首創——全碳纖維復合材料機身的立體成型

VAIO® Z 2021拿在手里感覺非常輕，因為其整個機體的重量只有958克，薄至12.2mm，擁有極佳的便攜性。而且得益于碳纖維材質本身的特性，無需擔心機器受到擠壓、碰撞等外力導致的損傷，為商務產品的安全性保駕護航。

雖然VAIO Z 2021非常輕便，但你完全可以用單手輕松掀開屏幕，整個機體在這個過程中不會有任何的翹起，這種阻尼的把控以及細節設計的考究，著實讓人贊嘆。

圖5 單手輕松掀開屏幕全

（2）戴爾XPS 12外殼使用碳纖維和鋁合金材料

Dell XPS系列采用全碳纖維的板材，外觀為3K紋路，體現碳纖維的紋理和質感。XPS 13配備了高檔碳纖維材質鍵盤面和底座和氧化鋁頂蓋。我們都知道，碳纖維材質在柔韌性方面非常突出，堅固耐磨，甚至比鋁鎂合金的堅固度也要高出不少，同時與金屬材質相比更加輕便。頂蓋采用了金屬質感的銀色，C面則配以類膚質感的黑色，同時以銀色金屬質感線條做腰線，整體給人以簡潔干練的感覺，同時又具備出眾的美感。

圖 6碳纖維復合材料鍵盤面板和底座

碳纖維復合材料在筆電外殼的應用優勢很突出，主要是基于碳纖維復合材料質輕、結構強的特點，可滿足小、輕、便攜化的發展趨勢。隨著5G到來，筆記本電腦內部器件散熱是關鍵，而碳纖維復合材料導熱性能很強，具有天然的材料優勢，隨著研究的深入，將有更多的應用。

圖7 Dell XPS系列

（3）Thinkpad X系列

ThinkPad X1 Nano 2022采用航空級的碳纖維機身（可選編織紋理或純黑色外殼），在提供媲美金屬外殼的高強度之余，可以進一步減輕重量，從而實現了薄至14.4mm輕至970g的極致輕盈身材。

圖 8 Thinkpad X系列

同時，該本采用碳纖編織紋理與沉浸純黑配色，搭配醒目的呼吸紅點以及表面的類膚質柔感涂層，使整機外觀質感更加細膩。

圖9 Thinkpad X1 Nano 2022

3. 手機外殼

德國廠商Carbon Mobile于2020年發布了全球首款碳纖維外殼手機 Carbon 1 MK II。這款手機采用碳纖維單體外殼制造，人工將碳纖維布放入模具中成型，然后使用 CNC 進行加工。官方表示，手機外殼采用的塑料部件不到5%。

這款手機采用碳纖維單體外殼制造，人工將碳纖維布放入模具中成型，由于是單體外殼設計沒有內部框架，因此所有組件均附接到碳纖維上，然后使用 CNC 進行加工塑料僅占手機結構所用材料的5%不到。

圖10 全球首款碳纖維復合材料外殼手機

4. 電視背板和掛架

隨著電視功能的不斷發展，人們不再滿足單純的觀看電視，而是作為戶外宣傳、集會活動、大型會議等的工具，即使是家庭所用的普通電視，也朝的大屏幕的方向發展，特別是LED電視出現以后，滿足了電視大屏幕、超薄的技術要求。以55吋以上的大屏幕電視為例，超薄的發展對背板厚度減薄和后殼結構形態平板化對對背板材料的剛性有更高的要求，碳纖維復合材料具有強度大、剛性好的優點，用于電視設計就非常有優勢。3K外觀紋路、內層使用UD單向預浸料進行疊層設計，減重效果可達到50%以上，且傳統的電視背板材料，如鍍鋅鋼板、鋁塑板、鋼塑板等撤掉外力后材料會變形，不能完全恢復原樣，而碳纖維背板無論厚薄回彈能力都足夠強，受外力的沖擊幾乎不會變形。碳纖維復合材料強度好、重量輕的優點，使其應用在追求輕薄的電子產品上具有較好的應用前景。

圖11 碳纖維復合材料電視機背板和掛架

5. 碳纖維復合材料外殼充電寶

世界上最小最輕的10000mAh充電寶——NB10000碳纖維輕跑電源。

NITECORE奈特科爾全新推出輕量移動電源系列，小碳磚率先來襲——NB10000碳纖維輕跑電源。作為世界上最小最輕的10000mAh移動電源，使用碳纖維復合材料，為越野跑專業打造，輕量化全面升級。

奈特科爾NB10000僅重150克，比常規10000mAh移動電源體積小50%。內置10000mAh大容量鋰電池，充電寶整備能量密度高達257mWH/g，比普通18650鋰電池電芯能量密度高出22%。

NB10000外框采用碳纖維復合材料制造，強抗沖擊有效保護電芯。碳纖維復合材料廣泛應用于航天、電子等高新行業，如波音飛機。具有重量輕，結實耐用的特點。外表采用沖壓成型編織碳纖維板材，重量輕，有效保護電芯，保證電池穩定，使用安全。

10000mAh大容量百公里及百英里級別越野賽全賽程電量支持！為手機、GPS、頭燈、耳機等設備提供持久可靠的續航。可為iPhone11充電 3次；可為華為P3O充電2次；可為頭燈充電5.5次（奈特科爾牛頭燈NU32）；可為可充鋰電池充電3次（奈特科爾NL1835R電池）。擁有IPX5防護等級，在越野跑中遇上雨雪天氣亦能使用。

NB10000擁有USB-A + USB-C雙口設計，智能識別，快速輸入，任意接口均可輸出充電。同時，支持小電流充電，可為藍牙耳機、手環等小電流設備提供適配電源，充電不傷機。功能按鍵內藏指示燈，3顆藍色指示燈可提示充電狀態和電池剩余電量。

NB10000精選高品質電芯，放電平穩。在-10℃的極低溫和40℃的高溫環境下依然能正常使用，多重防護。

黑色質感外殼搭配碳纖黑科技紋理，觸感細膩舒適，磨砂邊框有效防滑，易于手持攜帶。

圖12 碳纖維充電寶

圖13 碳纖維充電寶

圖14 碳纖維復合材料充電寶外框

6. 專業攝像機碳纖維滑軌

攝像滑軌對于喜歡攝影的朋友來說，是不可或缺的攝影器材。想要拍照出精致，吸引到人照片就需要這一臺設備。

在電影拍攝過程中需要借助攝像滑軌來完成很多特效鏡頭的拍攝，如鏡頭的左右平移，旋轉拍攝，延時攝影等等。延時攝影這個功能深受攝影愛好者的喜歡，從日初升起到太陽落山這一整天的變化，在短短的幾秒內呈現出平時用肉眼無法察覺的奇異精彩景象。無論是在專業的影視拍攝過程中，還是在個人業余的愛好拍攝，攝像滑軌都是深受人們青睞的攝影器材。

圖15 碳纖維復合材料滑軌

圖16 碳纖維復合材料滑軌 輕便、堅固

結束語

碳纖維復合材料在電子產品中的應用，碳纖維復合材料輕、強的特點滿足由子產品小、輕、便攜發展趨勢。而且，瑞纖維復合材制還有導電、導熱、光適過性強、吸收電酶波等特殊性能，隨著研究的深入，將有更多的應用。但目前受制于碳纖維成本和加工工藝，相信隨著碳纖維價格的下降和產品制作水平的提升，碳纖維復合材料在電產品中的應用將越來越廣泛。