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AR/VR用高分子材料
发布时间:2022-04-20    来源:模切之家   阅读次数:464 分享到:

用于VR设备的材料可以归结为以下四类:

  • 第一类:用于VR设备结构构建,在具备高强度性能的同时也要满足轻量化的要求。
  • 第二类:用于VR设备的透镜,要求有超强的透光性以及一定的耐热性。
  • 第三类:用于与人体接触部分,要求舒适、透气,耐腐、耐磨等性能。
  • 第四类:用于VR外壳,不但需要具备超强的耐摔性能,同时也要满足对现在的环保需求。

01非金属材料

PA

PA的性能之强大,每个材料佬都知道,不做赘述。具体到应用上的话,可用作边框、外壳、头部松紧带和卡扣等。

相关材料供应商有:帝斯曼、阿科玛、杜邦、华力兴、山东祥龙、山东东辰、同益股份等。

值得注意的是,部分材料厂商开始在AR/VR布局的超低密度尼龙,具有更加轻巧、延展性好、形状记忆、可染色等特点。

▲Bose智能音频眼镜 | 尼龙边框

▲运动眼镜 | 杜邦尼龙材料

▲VR眼镜部件(右下黑色) | 阿科玛生物基PA11

PC

PC能够兼备强度、延展性、韧性、冲击强度和关键的透明度等性能。

目前,PC可用作AR/VR的主体框架和镜片等。代表性材料供应商有:科思创、三菱化学、万华化学等。

▲Rokid Air主体 | PC+医用级镁铝合金

▲Bose智能音频眼镜镜片 | PC

▲AR/VR镜片 | PC

COC

COC是具有环状烯烃结构的非晶性透明共聚高分子材料,随着AR/VR设备的火热,COC也开始逐渐进入人们的视野。

COC具有与PMMA相匹敌的光学性能,以及高于PC的耐热性,还有低吸水性、优良的尺寸稳定性等,在市场上获得了很高的评价。

COC还具有改善水蒸汽气密性,增加刚性、耐热性,能赋予易切割性等优点。材料供应商为宝理塑料、三井化学等。

▲AR/VR穿戴设备光学零件 | 三井化学 APEL? COC

PMMA

PMMA俗称亚克力或有机玻璃,和PC相似,具有高度透明性,且相对于PC更便宜的价格和加工性能,密度低、强度高,可达到92%左右的透光率

在一些中端VR设备的镜片和光学部件,或是对材料要求并非很严格的应用领域里,PMMA是PC的“绝佳平替”:

▲VR头显非球面镜片 | PMMA

碳纤维

碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成。

不仅在汽车轻量化、复合材料等民用领域,也是军用和航天航空等高技术器材的优质选材,具有轻质量、耐高温、高强度、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性。

亚马逊第二代Echo Frames镜框就采用碳纤维和钛合金制成。碳纤维目前主要供应商有:日本东丽、三菱、东邦、Zoltek、中材科技、新秀新材、威海拓展等。

▲AR/VR眼镜框架 | 新秀新材 碳纤维

▲第二代Echo Frames镜框 | 碳纤维

▲Dlodlo V1 | 碳纤维,重量仅为88克

TPU

TPU具有良好的强度、韧性、耐磨耐油性能,可作为人体接触材料,且加工性能优秀,现已广泛应用于医疗、食品甚至是国防领域。

在AR/VR中,TPU可以用作镜片防尘膜、固定头带、头枕等等,目前比较有代表性的供应商包括路博润、科思创、阿科玛、万华化学、美瑞新材、华峰等。

▲VR头带头枕

▲镜片防尘膜 | TPU

02金属材料

镁合金

镁合金包括镁铝、镁锂合金,前者应用相对更广,后者则是密度最小的合金材料(1.35-1.65g/cm?),也称为超轻合金。

据悉,西安四方的一款镁锂合金AR眼镜结构件,其重量只有12-15g之间。

▲AR眼镜结构件 | 西安四方 镁锂合金

▲HTC Vive Focus 3结构件 | 镁合金

钛金属

钛金属和钛合金长久以来都是航空航天的热门材料,因为它在极端温度下也能保证极其出众的高强度、高韧性、耐腐蚀性。

正因如此,目前只有国防、航天航空、医疗以及高端产业(如高级自行车、珠宝和跑车等)会用到钛合金。

此前,枭龙XLOONG发布的一款AR智能眼镜就采用了钛合金眼镜架,此外上述提到过的亚马逊二代Echo Frames也用上了钛。

▲枭龙 XLOONG X300 AR智能眼镜 | 钛合金

液态金属

液态金属指在室温附近或更高一些的常温下呈液态的金属,又称低熔点金属。

典型的有镓基、铋基金属及其合金,具有安全无毒、可流动、高导电、高导热、高强度等优异性能。

液态金属此前也曾迎来过一波热门——折叠手机,其铰链就可以用到液态金属。在VR设备上,我国的宜安科技就将其应用到了转轴部件

▲VR转轴(右侧) | 宜安科技液态金属

03有机硅

有机硅具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。

主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。代表性材料供应商有新安天玉、信越化学、埃肯、陶氏等。

▲VR面罩 | 有机硅

04AR/VR高分子材料

供应商20强

DSM

目前帝斯曼的业务主要分五个部分:营养、制药、性能材料、聚合物中间体、基础化学及材料。DSM在VR领域主要可供应PA4T等相关材料,用于壳体卡扣等部位

赢创

赢创的GAMID? 透明聚酰胺可用于AR/VR光学镜片,具备透明度高、适用于各种颜色,出色的光学性能,而且具有极高的透光度和紫外线防护等级;VESTAMID? CareTROGAMID? Care材料具有轻量化,可用于镜框减轻重量。

阿科玛

阿科玛的产品被用于非常广泛而多样化的终端市场,包括汽车、电子、运输、化妆品、奢侈品、运动等等其他行业。

应用于AR/VR材料的Rilsan? PA材料,具有生物基、超低密度(低于0.9g/cm?)、耐久性强、形状记忆、延展性、可染色等特点。

杜邦

杜邦的Zytel? HTN材料为AR/VR眼镜等应用提供更轻薄的设计,其重量比传统玻璃纤维增强聚碳酸酯材料减轻25%。

此外,Zytel? HTN具有优异的机械性能,可替代金属用于电子电气产品的外壳和结构件。

科思创

科思创是全球最大的聚合物生产公司之一,应用于AR/VR的材料解决方案有:模克隆? PC、Bayfol? HX PC薄膜,具有高度耐用、坚韧、耐候和耐热的性能。

此外有消息称,科思创的TPU已应用于META(原Facebook)的AR/VR设备。

艾曼斯

EMS的Grilamid? TR 90具有低密度、轻量化、抗冲击强度和抗断裂性、优异的光学和机械性能等特点,已用于VR/AR眼镜部件。

路博润

路博润是国际聚氨酯巨头,在TPU应用上已经有60多年的历史。路博润的ESTANE? TPU兼具橡胶的柔韧性和塑料的坚固性,可用于AR/VR解决方案。

三菱化学

三菱化学是日本头部化工集团企业之一,在AR/VR领域主要以PC材料为拳头产品。

Iupilon?具有低光学失真的特点,与传统的PC树脂相比具有较高的表面硬度,较高的透明性,可用于高折射粒子AR/VR镜片

瑞翁

瑞翁同样也是全球特种弹性体、聚合物、特化品的领先企业。

旗下的ZEONEX? 环烯烃聚合物 (COP) 是一种工程光学树脂,可提供出色的光学性能,包括高透明度、低双折射、低吸水率和良好的耐热性。

ZEONEX? 非常适合光学元件,包括镜头、数码和手机相机棱镜、AR/VR镜头等

宝理塑料

宝理塑料的主要产品为五大类:POM、PBT、PPS、LCP和COC。

宝理的TOPAS? COC具有低介电、低吸湿、耐高温、尺寸稳定性,适合用于AR/VR光学镜头

三井化学

三井化学同样也是深耕COC材料多年的企业之一,上述的APEL? COC材料具备可同时实现高折射率和低双折射,还具备可控多的耐热性和流动性,以及高透性,适用于AR/VR穿戴设备的光学镜片。

万华化学

万华化学是我国头部化工企业,据悉其为AR/VR提供的材料包括但不限于超薄阻燃PA/ABS、PA 12改性料、超薄阻燃PC等。

金发科技

金发科技在AR/VR领域的材料解决方案包括低密度、耐腐蚀、低光泽的PP-91024,耐弯折,易于内衬粘接,触感好的PA66-C112,以及具备红外透过效果的PC材料JH810UV等等。

山东祥龙

山东祥龙成立于2004年,已快速成长为我国尼龙产业的中流砥柱之一。其优势产品包括透明PA、阻隔PA和LCPA等等,均在AR/VR领域有相当大的应用潜力。

东辰瑞

东辰瑞森是国内最早从事LCPA研发生产的企业之一,主要产品包括PA1212、PA1012、PA1010、PA612、PA610、透明尼龙等等。其透明PA和LCPA目前在镜框上均有应用。

华力兴

华力兴主要产品包括PC、PC/ABS、高温PA、纳米材料、改性聚酯材料等等。

华力兴的主要下游领域以电子电气为主,涵盖通讯、数码、家电、照明、办公以及汽车、军工等行业。

据悉,华力兴的材料已经在苹果、惠普、华为、联想、中兴、比亚迪、TCL、小米等知名企业的畅销产品上广泛使用。

新秀新材

新秀新材前身为新秀电子,产品包括碳纤维、玻璃纤维、自然竹木纤维、芳纶纤维、尼龙纤维等。

值得一提的是,新秀新材是全球领先将芳纶纤维、竹、木应用于手机、笔记本等电子产品的企业之一。

其碳纤维可用于VR/AR眼镜架,具有质轻、强度高、外观高档,佩戴舒适等特点。

瓦克化学

瓦克是全球硅基产品的领军者,其产品领域几乎覆盖了所有重点行业。

LUMISIL LR 7601是瓦克专为光学产品开发的高透明液体硅胶,其透光率高达96%,可在很大程度上减少光学镜片在使用过程中的因透明度引起的色彩失真度、反光性和清晰度对视觉感受的影响。目前常见于消费电子产品和可穿戴设备光学部件。

陶氏

此处的陶氏主要指陶熙有机硅(Dowsil),旗下SILASTIC?可塑光学有机硅是一种高度透明的有机硅。

此类产品旨在提高照明应用的设计自由度。SILASTIC? 可成型有机硅是混合比为1:1的双组分液体有机硅,可以大大提高设计的长期性能。

陶氏的熙耐特? MS系列具有高可见光透光率,低雾度和低散射,可作为光学级塑料或玻璃的替代品

新安天玉

新安天玉有机硅有限公司是浙江新安化工集团股份有限公司的全资子公司,公司是国内首屈一指的混炼硅橡胶、液体硅橡胶提供商。

新安天玉可提供液态硅胶用于AR/VR光学镜片

信越化学

信越聚合物成立于1926年,是世界顶级氯乙烯树脂和半导体硅制造商。1953年在日本首次将有机硅事业化。其后,发挥有机硅的优异特点,开发了超过5000种产品,满足着电气电子、汽车、建筑、化妆品、保健护理、化学等各个产业领域的需求。

埃肯

埃肯有机硅成立于1904年,从石英到专业有机硅,再到硅铁合金等,其业务遍及整个价值链。

从智能手表表带、VR眼镜、智能手机和平板电脑等电子产品,以及吹风机、家庭机器人和智能家电,埃肯有机硅均可提供完善的密封性能,保护极为敏感的电子组件免受外界污染,延长使用寿命。

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