Apple uvažuje o použití uhlíkových vláken pro své produkty - MujMAC.cz - Apple, Mac OS X, Apple iPod

4. května 2009, 03.00 | Patentová žádost Applu potvrzuje, že skutečně zvažuje použití pouzder z kompozitů s uhlíkovými vlákny, vyřešil otázku jejich vzhledu, zatím se však můžeme jen dohadovat, kde najdou konkrétní uplatnění.

AppleInsider objevil novou patentovou žádost Applu, jež dokazuje, že v Cupertinu opravdu uvažují o nasazení pouzder z uhlíkových vláken v budoucích produktech.

Pověsti na tohle téma kolovaly již dříve (ostatně Sony z tohoto materiálu vyrábí pouzdra některých svých notebooků VAIO už teď), ale nyní se lze opřít o konkrétní informace.

Otázka vzhledu uhlíkových kompozitů

Minulý týden totiž byla zveřejněna příslušná devítistránková patentová žádost, v níž Apple uvádí, že plast zpevněný uhlíkovými vlákny, neboli uhlíkový kompozit, představuje velmi pevný a současně lehký materiál pro pouzdra přenosných počítačů a jiných elektronických zařízení.

Žádost poté poměrně podrobně popisuje tradiční postup výroby uhlíkových kompozitů, kdy se do formy budoucí komponenty ukládají vrstvy uhlíkových vláken a potom se forma vyplní reaktoplastem, syntetickou pryskyřicí, jejíž molekuly se po zahřátí zesíťují a po následném ochlazení pod teplotu zesklovatění si výsledný materiál uchová tvar formy.

Existují i další metody výroby součástek z uhlíkových kompozitů, ty daná žádost rovněž zmiňuje, Apple však řeší hlavně otázku vzhledu takovýchto materiálů. Jde o to, že téměř vždy mají černou barvu a na povrchu bývají vidět ona uhlíková vlákna, což ovšem v znamená v případě Applu, který věnuje velikou pozornost designu a vůbec vnějšímu vzhledu svých produktů, značný problém.

V patentu se uvádí, že se uhlíková vlákna liší podle způsobu své přípravy a proto se různí i povrchový vzhled příslušných materiálů, takže výsledné kompozity mívají kosmetické nedokonalosti, jež narušují vzhled hotových komponent. A výběr jejich možných vzezření je poměrně úzký, to ztěžuje zajištění přitažlivého vzhledu.

Apple si patentuje její řešení

Apple ve svém patentu přichází s řešením, které popisuje značně podrobně, ale v zásadě jde o to, že se kompozit bude skládat jednak z vrstev reaktoplastem předem impregnovaných materiálů, neboli prepregů a poté ještě z krycí vrstvy („scrim layer“), jež zajistí patřičně estetický vzhled.

Zatímco prepregové vrstvy sestávají z uhlíkových vláken impregnovaných reaktoplastovou pryskyřicí, krycí vrstvu může tvořit jakási rouška ze skelných nebo uhlíkových vláken, která při formování kompozitu nasaje reagující pryskyřici. Případně mohou být krycí vrstvy dvě, mezi něž se vloží prepregové vrstvy, a tak se zajistí líbivý vzhled kompozitu z obou stran.

Obalení uhlíkového kompozitu krycí vrstvou ze skelných vláken by, podle Applu, navíc mělo zvýšit nárazuvzdornost oproti materiálům s krycí vrstvou z uhlíkových vláken, protože skelná vlákna nejsou tak tuhá jako vlákna uhlíková.

Krycí vrstva ovšem především zajistí estetický vzhled výsledného kompozitu, protože absorbuje jeho reaktoplastovou pryskyřici, převezme její barvu a vzhled. Tato vrstva je přitom velmi tenká a průsvitná, což ve spojení s absorbovanou pryskyřicí povede ke stejnoměrnému a líbivému povrchu.

Apple tak dochází k závěru, že jeho metoda dává designérům možnost, jak vyrábět komponenty z uhlíkových komponentů, aniž by byli omezeni na černou barvu nebo se museli smířit s nedokonalostmi jejich vnějšího vzhledu.

Výše popsaný postup se zdá být poměrně obecný, což vyvolává otázku, zda by něco takového vůbec mělo být patentovatelné, nezapomínejte však, že USA mají velice specifickou patentovou legislativu, jež v podstatě firmy nutí, aby si patentovaly téměř všechno, protože jim jinak hrozí, že se daného nápadu zmocní patentoví spekulanti.

Zároveň ovšem lze právě z patentových žádostí (které se po určité době od podání zveřejňují) do jisté míry odhadnout, jakým směrem by se mohl ubírat další vývoj u Applu.

Třeba v tomto případě to vypadá, že Apple vážně uvažuje o nasazení pouzder z uhlíkových kompozitů, potřeboval však způsob, jak si zajistit, že nebude omezován jejich estetickými vlastnostmi.

Spekulace o nasazení uhlíkových kompozitů v MacBooku Air

Takováto pouzdra by mohla především zajistit další snížení hmotnosti. Už loni v listopadu se spekulovalo, že by komponenty z uhlíkových vláken mohly být použity pro některé strukturální prvky notebooků Applu, namísto nyní nasazovaného hliníku.

Současné hliníkové komponenty, v kvalitě odpovídající té vyžadované leteckým průmyslem, mají o něco větší hmotnost, než by měly uhlíkové kompozity, loňské pověsti tvrdily, že se o uhlíkových kompozitech uvažovalo pro nový MacBook Air, kdy měly nahradit dolní část jeho hliníkového pouzdra.

o by údajně snížilo hmotnost ultrapřenosného MacBooku o dalších 100 gramů, v laboratořích Applu se snad dokonce nová součástka objevila, tvarově se shodovala se stávajícím hliníkovým dílem, jen měla, k nechuti Applu, černou barvu. To možná byl jeden z důvodů, proč MacBook Air stále zůstal u hliníku.

Možnosti uplatnění uhlíkových kompozitů v produktech Applu

Problém barvy by výše popsaná nová metoda přípravy uhlíkových kompozitů vyřešila, zůstává však mnoho dalších problémů, jež nasazení těchto materiálů zpochybňují. Uhlíkové kompozity by pravděpodobně byly ještě dražší než hliník (již kvůli poměrně komplikované výrobě) a navíc zde máme otázku recyklace.

Ochrana životního prostředí nabývá na důležitosti a zvlášť na Apple se v tomto směru vyvíjí značný tlak (sice si v této oblasti počíná stejně nebo lépe než většina konkurentů, ale v jeho případě je zaručena mnohem větší mediální publicita). Jenže zatímco hliník se dá recyklovat velice snadno, recyklace materiálů s uhlíkovými vlákny zatím zůstává dost problematická.

Když se tohle vše zváží, tak už takto dosažená úspora 100 gramů u MacBooku Air zase tak lákavě nevypadá. Nemluvě o tom, že narozdíl od hliníku uhlíkové kompozity velmi špatně vedou teplo, což by zvyšovalo nároky na chlazení takovýchto notebooků.

Ovšem na druhou stranu, právě u Applu nelze vyloučit, že by mohl přijít se „stylovým notebookem“, kde by použití takovéhoto pouzdra dávalo smysl (ačkoli v současnosti by asi bylo dost těžké shánět pro něco takového kupce.)

Přesto se jako daleko pravděpodobnější jeví užití těchto materiálů pro pouzdra kapesních přístrojů, u nichž se skutečně počítá s každým gramem, tedy pro iPhony, iPody a další podobné přístroje. (Na trhu se již několik mobilních telefonů s pouzdry alespoň částečně tvořenými uhlíkovými vlákny nachází, jde ovšem většinou o dražší stylové modely).

Nasazení těchto materiálů však nejspíš bude až věcí vzdálenější budoucnosti, očekávané letošní nové iPhony zřejmě zůstanou u tradičnějších materiálů, jejich pozdější nástupci by ale mohli překvapit i v tomhle směru (vedle toho, že pravděpodobně budou obsahovat čipy navržené přímo Applem).