机械键盘是什么

xiaohei Q&A 2020-04-15 10:56:10 阅读(...)

机械键盘是一种键盘的类型,从结构来说,机械键盘的每一颗按键都有一个单独的开关来控制闭合,这个开关也被称为“轴”,依照微动开关的分类,机械键盘可分为传统的茶轴、青轴、白轴、黑轴、红轴以及Romer-G和光轴。

机械键盘(英文:Mechanical Keyboard)是一种键盘的类型,从结构来说,机械键盘的每一颗按键都有一个单独的开关来控制闭合,这个开关也被称为“”,依照微动开关的分类,机械键盘可分为传统的茶轴、青轴、白轴、黑轴、红轴以及 Romer-G 和光轴。正是由于每一个按键都由一个独立的微动组成,因此按键段落感较强,从而产生适于游戏娱乐的特殊手感,故而通常作为比较昂贵的高端游戏外设。

机械键盘是什么

结构

键帽

ABS

化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料

英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic

ABS 塑料(树脂)是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物(A 代表丙烯腈,B 代表丁二烯,S 代表苯乙烯)。它应该是 PC 行业中应用最最广泛的材料了,机箱面板、显示器外壳、键盘鼠标等等,几乎所有地方都能见到它的身影。它有着无味道无毒害的特点,可以在极低零下 40 摄氏度下使用、融化温度高达 217 摄氏度(热变形温度为 93-118 摄氏度),承受冲击能力强不易变形,且绝缘性好,不容易受湿度和频率影响。

ABS 材料的键帽是所有材料中最多的,当然最主要的原因就是工艺成熟价格便宜,从几十元的普通键盘到上千元的高端货都能见到 ABS 材料键帽。ABS 键帽颜色多样,可以做成半透明的以适应背光灯需要,这是其它材料无法企及的。这种材料制成的键帽相对其它几种材质最柔软,不是非常坚硬触感温和,有一定抗打油能力,但是不如 POM 和 PBT。

POM

化学名称:聚甲醛

英文名称:Polyoxymethylene

POM 材料又称赛钢或者特灵,可见其质地坚硬。它可以稳定工作在零下 40 摄氏度到 100 摄氏度之间,相对 ABS 来说不够稳定达到 240 摄氏度的时候会分解,不过对于键盘键帽来说是不可能超过 100 摄氏度的,完全不用担心只要你不拿烟头烫。POM 材料是一种高密度高结晶的线性聚合物,所以有着优异耐磨性,强度高绝缘耐磨。抗氧化抗腐蚀能力强。可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等有机溶剂。

POM 材料的键帽相对 ABS 要少,所以原厂键盘中不多见。是一种耐用朴素的材料。无论是耐用性还是坚固程度 POM 都比 ABS 好,抗打油能力也是成倍增长,至少用两三年不会出现打油问题(打油出现因人而异)。手感上介于 PBT 和 ABS 之间。

PBT

化学名称:聚对苯二甲酸丁二醇酯

英文名称:Polybutylene terephthalate

PBT 塑料是一种更优秀的材料,它相比 POM 还要坚硬,整块的材料如石头一般。强度高、耐疲劳、不宜形变,高温下也不容易变化,抗老化效果非常理想,因此可以说它是最稳定的键帽材料。绝缘性优良。

PBT 比较少见,但是在机械键盘圈里经常被人提起,它应该是最靠谱最优秀的键帽材料了,无论是抗打油、坚硬度都是非常好的,抗腐蚀抗氧化效果也非常好,号称永远不打油。另外它高温环境下遇水易分解,正是因为这种特性所以专门有店铺利用水煮给 PBT 键帽上色,染色后的键帽颜色不脱落自然美观。当然价格也是非常昂贵的,一套 37 枚主按键区的彩虹色键帽要卖到一百元左右。

尼龙

尼龙这种材料在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。最常见的就是丝袜,无论是窈窕美女还是彪悍劫匪都用得到。这种材料的键帽不是主流,但是在机械键盘中也有出售,手感温润特别像玉石的感觉。

键帽分类

电脑是在不断发展和进步着的。同样,作为耗材,外设产品和用户的关系也越来越密切。尤其键盘已成为我们接触次数最多和最常用的输入设备。键盘结构经历了机械式、塑料薄膜式、无接点静电电容式、导电橡胶式的发展历程,而键盘上字符的印刷方式也有了很大的进步和提高。

激光蚀刻

所谓激光蚀刻就是使用激光刻字技术在键帽上灼烧出黑色的凹槽而已。因为其刻下的痕迹是线性的,所以常见的激光蚀刻键盘上的箭头等都是空心的。

市面上众多的白色键盘基本都是使用的这一键帽技术,主要是厂家看中了它的成本低廉,尽管其生产线价格高昂,但其日产量是其它印刷方式的十倍以上,而且由于是烧刻的字迹,所以不需要任何其他措施就能有很清晰牢固的字迹。 其大规模另一个原因就是比较环保,不会有有害的生成物产生。

但激光蚀刻也有几个致命的缺陷,这也决定了它不能用于高档键盘的生产。首先,由于激光蚀刻属于蚀刻,而没有使用油墨,所以只能印出单一的黑色字体,这样在高档键盘上常有的多色套印设计就无法做到;其次,高档键盘出于对外观设计和耐用性的需要,大多使用了非白色系的颜色设计,并在键帽材料中添加了耐磨性的填料,但由于激光蚀刻的自身特性,使得它在非白色系和添加了其它填料的键盘上不能蚀刻出理想的清晰字迹;最后,激光蚀刻机的结构设计和编程方式使得它最好用来制造标准键位设计的键盘,人体工学等非标准结构的产品很难在普通的激光蚀刻机上印刷出来。正因如此,所以在大厂的产品生产线上,激光蚀刻只是被用在中低档的生产线上以利用其生产速度快、成本低的优势;而在高档产品生产线上,由于有更高的印刷品质要求,所以只能继续使用传统的高成本的油墨印刷法。

移印法

移印法是相当古老的一种键帽印刷方式,因其不太实用且效率较低,已经废弃,不再使用。

移印法就是使用一组字母铅字作为原始字模,通过自动机械将其上面刷上油墨以后,再将一组软橡胶块压在其上面,这样抬起橡胶块的时候,字迹油墨就会转移到橡胶块上,然后再将橡胶块移到空白键盘上,将橡胶块一压,油墨就被印到了键盘上。

在照相排版技术出现以前,书籍、报纸和杂志等都是这样印出来的。与激光蚀刻和丝网印刷相比,移印法没有任何印刷条件的限制,可以用来印刷任何一种形式的键盘。但是移印法的缺点也很明显,它的印刷速度极慢,印一个键盘的时间几乎可以让 10 多个激光蚀刻的键盘走下流水线。所以,除了那些买不起激光蚀刻机的小厂没有办法只好用这种没有任何技术要求的印刷方式以外,键盘生产大厂一般只用它来印刷那些不计成本的高档产品。其次由于其印刷工艺的影响,在移印法印刷的键盘上进行覆膜要比丝网印刷困难得多,所以很多使用移印法印刷的键盘并没有进行覆膜,而是通过研究油墨的成分提高印刷的牢固程度来增强键盘的寿命。

丝网印刷

其原理就是将一个特制的丝网覆盖在空白的键盘上,其中有字迹的地方被镂空,然后将油墨从上面刮过,这样在镂空的部分就会印上字迹。

丝网印刷的特点是可以在印刷完字迹以后再用特制的丝网刷上一层塑胶,在干涸以后就会形成一层覆盖在印刷字迹上的塑料保护膜,可以阻止长时间使用对字迹的磨损,这也就是通常所说的键盘覆膜技术。该塑胶的英文专业术语为:Coating

与激光蚀刻相比,丝网印刷可以通过多块丝网的反复套印自由印刷出多种颜色,而且也没有对键盘材质的要求限制。但由于其印刷方式的限制,仍然不能印刷形状过于复杂的键盘。

含浸印刷

含浸印刷(又叫热升华法),是一种和普通的油墨印刷截然不同的印刷方式,它使用的并非是常见的液体状颜料类油墨,而是固体树脂类油墨。这种油墨在高温下会升华成气态,以气态分子形式渗入可渗透性的印刷品表面后凝华,从而与印刷表面在物理层面上成为一个整体,而不仅仅像普通颜料类油墨那样“粘”在印刷表面上,所以其印刷的牢固性极高。而且树脂类油墨先天在光泽、形态等方面更为优秀。

含浸印刷最常见的就是陶瓷杯“烤印”照片的服务。含浸印刷用于键盘印刷时,油墨会完全“渗入”按键的 PBT 及 ABS 塑料内层,所以几乎是不可能被磨掉的,而且含浸印刷的文字极具立体感和光泽度。但含浸印刷的过程比普通颜料油墨印刷实在复杂太多,而且成本极高,所以目只有 RealForce 键盘使用这种印刷方式。

激光填料法

激光填料法的原理有点类似“纹身”,纹身就是用针在皮肤上纹出细细的纹路,然后用颜料填涂,这样颜色就会渗入皮肤的纹路,以后就不会被水洗掉或磨掉。而激光填料技术也是如此,先用激光蚀刻技术印刷一遍文字(但要比通常激光蚀刻印得浅一些,以保证表面的平整),然后使用油墨印刷方式进行二次印刷,这样固化的油墨就会渗入激光留下的刻痕并留在其中,此后就不会轻易被磨去了。

使用激光填料技术印刷的键盘,由于经过了油墨的二次印刷,所以就弥补了激光蚀刻字体不好和不能印刷彩色的缺陷,而由于有激光的刻痕作为基础,其牢固性要远远高于单纯的油墨印刷。个人认为,这种键帽处理方法是激光蚀刻和油墨印刷的结合体

镂空印字法

首先说明一点这种方法在手机的键盘上几乎全都是用这种方式印刷的。且只有 APPLE 的一些笔记本键盘使用过这个印字方法。

这种印刷方式说起来很简单,就是使用透明材料制造按键,然后用不透明的涂料覆盖按键表面后,按照文字的样子将表面镂空成“阴文”。如果将不透明涂料涂在按键内侧不接触手指的一面,那么文字自然就会变得永不磨损。 其实,苹果电脑使用这种印刷方式的主要目的并不是为了字迹牢固,而是为了美观。因为这种镂空出来的字体由于是“刻”出来的,所以要比油墨印的更加清晰明快,而且像手机键盘一样,镂空文字的按键下面可以安装背光电路,使得笔记本键盘像手机键盘一样具有绝佳的背光效果。

但镂空印字法的缺陷也很明显,这种透明材质在用于制造键盘时,其弹性、硬度、耐磨度都先天不及普通键帽材料。实际上,不管是不是使用镂空文字印刷,透明键帽材质至今没有一种在触感上赶得上传统的黑白 ABS 塑料。

二色成形

二色成型是利用模具将两种不同颜色的塑料结合在一起,利用两种塑料颜色的差异性来显示字体。

二色成形的优势在于字体颜色鲜艳、耐用度高、不易有掉字的现象,制造技术好的话键帽触感表现就会十分不错。缺点则是难表现出较细的文字、颜色种类单调、笔画复杂度低,而且其制造的固定成本昂贵。

特点

优点

1、机械键盘最重要是轴,机械键盘比普通薄膜键盘寿命长,好的机械键盘寿命 10 多年甚至 20 多年

2、机械键盘使用时间长久之后,按键手感变化很小,而薄膜则无法达到。

3、机械键盘不同的轴的按键手感都不相同,薄膜则触感单一。

4、机械键盘可以做到 6 键以上无冲突,部分机械键盘可以全键无冲突,而 6 键以上无冲突的薄膜键盘较少。

5、可以自己更换键帽,方便个性 DIY。

缺点

1、售价偏高,因为成本较高,市场上大部分都在 100-1000 元,更有两千元以上的也不足为奇。

2、虽然键盘有很长寿命,但是防水防尘能力差,使用时需要多加小心。

历史发展

在键盘出现的早期就已经出现了机械键盘,曾经经历过一段繁荣时期,比如早期的服务器上曾配备的就是机械键盘。随后很快被物美价廉的薄膜键盘所替代,但是机械键盘并没有消失,一直作为高端产品的代表发展,机械键盘本身的特性是无法被淹没的,所以当机械键盘经历了繁荣、没落之后,如今的现状是,越来越多电脑的使用者和游戏玩家,对使用电脑的舒适度、手感、品质提出了更高的要求,作为外设之一的键盘也出现了一些变化,机械键盘不再只是发烧友的最爱,而且开始被越来越多的追求品质和手感的朋友所认可。

近些年,机械键盘又一春到来,最具有代表性的如以品质优秀而著称的 Cherry 原厂键盘,以时尚、精美、简约外观取胜但又保持较高制作工艺的 Filco,和在游戏玩家心目中有较高地位的 SteelSeries 等。

旭丽 SILITEK、群光 CHICONY、英群 BTC、美蓓亚 NMB,承接微软、罗技、IBM、HP 等世界知名品牌的键盘 OEM 制造。但是这四大代工厂生产的机械键盘非常罕见。那么众多产自台湾的机械键盘是由哪家工厂生产呢?

那就是备受争议的并且已经倒闭的笙春,从来自丹麦的 Steel 6G、6G2、台湾 jazzykit 到日本 filco 的产品等,就是由笙春代工的,都曾经出现过一定的问题,所以这些产品曾经饱受玩家争论。jAKi JD002 就是 jazzykit JD001 的后续产品,虽然更换了代工厂,但仍然产自台湾。所以台湾是机械键盘的另一个盛产之地。此外流行的 filco 是由台湾立宝生产,SteelSeries 的 7G 和 6Gv2 则是由台湾明哲生产。

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