Os materiais e tecnologias de impressão das teclas dos teclados

[Mikhail Kosevich Volkov]

No mercado de hoje, termos como "double shot", "double injection", "laser", "PBT" e "ABS" são utilizados para categorizar as teclas de teclados, porém o que realmente significam?

 

Materiais:

 

Comecemos pelos materiais empregados na fabricação dessas teclas, os quais podem ABS, PBT, POM ou outros materiais mais obscuros como policarbonato.
O ABS, ou Acrilonitrila Butadieno Estireno, é uma resina composta pelos monômeros cujos nomes compõem a sua sigla, que comumente possui baixa resistência a abrasão e erosão pelo uso, porém ao utilizar ABS de boa qualidade, esse malefício se torna diminuto ao ponto que tal desgaste apenas se mostra de forma significativa após anos de serviço. O acabamento ideal para não demonstrar esse desgaste é o acabamento brilhoso, pouco comum e pouco desejado entre usuários. A sensação de digitar em teclas de ABS é descrita como "superfície molhada", devida ao baixo coeficiente de atrito dessa resina. Devido a ser um plástico amorfo, ele degrada e sua cadeia molecular se desfaz na presença de isopropanol e outros solventes presentes em certos produtos como limpa contatos e o WD40 multiuso. É o material que produz as legendas mais limpas e definidas, permitindo fontes menores ou mais detalhadas no processo de sobremoldagem.

Wyse ASCII, um teclado com teclas em ABS. Fonte da foto: Mikhail Kosevich Volkov, 2019
 

O PBT, ou Polibutileno Tereftalato, parente do PET, é um plástico cristalino com alta resistência a abrasão e maior atrito, gerando a sensação de tato mais áspero. É altamente resistente a produtos químicos, porém, ele tende a encolher e deformar após moldado, o resultado disso é que teclas fabricadas com esse material geralmente apresentam deformações nas legendas, caso sejam feitas com injeção dupla, e no formato da tecla como visível em teclas longas. Teclados antigos que tinham teclas em PBT geralmente utilizavam uma barra de espaço feita em ABS devido a essa característica. Assim como POM, sua estrutura também dificulta a oxidação do aditivo antichamas, reduzindo o amarelamento.

Tecla de espaço injetada em PBT. Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2024

O POM, ou Polióxido de Metileno, é similar ao ABS, porém com atrito ainda menor, e maior resistência física a abrasão. É utilizado na indústria por essas características em peças que sofrerão atrito, como quase todo miolo de switch tipo MX. Além disso, é um plástico cristalino, o que o torna mais resistente quimicamente. Sua estrutura cristalina dificulta a oxidação do elemento antichamas, o que faz teclas brancas em POM permanecerem brancas por muito mais tempo que as de ABS. Por ser mais raro, é difícil encontrar exemplares de teclados que venham com elas.
 

Qual tipo é melhor depende das suas prioridades, em teclados baratos, não há razão para optar por algo senão ABS, pois PBT e POM são materiais mais caros, e injeção dupla barata do primeiro resulta em teclas com letras tortas. Outros tipos mais obscuros como nylon e policarbonato não possuem características muito especiais, o primeiro deles sendo um material cristalino em sua forma pura, porém geralmente é misturado a materiais amorfos usados como carga mineral para aumentar sua resistência, e o segundo é um plástico amorfo que compartilha das mesmas desvantagens do ABS, porém pode ser injetado de forma transparente permitindo ver os switches abaixo. Materiais utilizados em impressão 3D são muito recentes para se aferir seus benefícios, porém geralmente não são utilizadas teclas produzidas dessa forma pelo custo e qualidade do acabamento.
Todos eles apresentarão diferentes perfis de som. A diferença entre perfis como Cherry, XDA, DSA, OEM e outros e a espessura das teclas também impactam no som, o qual é um aspecto completamente pessoal.

 

Teclado com teclas transparentes. Fonte da imagem: Lofree

 

Métodos de impressão:

 

Atualmente o método de impressão mais famoso é o double shot, também conhecido na indústria como "2k injection", "double injection" ou sobremoldagem. Esse método consiste em primeiro injetar uma peça em um molde menor contendo o desenho da tecla, e então transportá-la para um molde com o formato final da tecla para que o resto seja injetado sobre ela, formando por fim uma única peça. As legendas ficam com uma distinção nítida entre a legenda e cor de fundo, também é um tipo de impressão que permite a passagem de luz caso utilizado um material translúcido ou até mesmo transparente na legenda. Há exemplos de teclas, principalmente produzidas na antiga União Soviética, Coréia do Sul e Japão, que possuem 3(triple shot) ou mais estágios de injeção para legendas em diferentes cores, porém seu custo causou a queda de tais opçòes em tempos recentes. É o método mais durável que permite iluminação. Seu custo depende do material empregado e estágios, e tende a ser o tipo mais caro de "impressão" disponível comercialmente. Para baratear o processo, algumas empresas decidiram adotar uma estrutura mais simples na peça de legenda, obrigando a escolha de uma fonte que permita o vazamento da resina para preencher os espaços dentro das letras, dando origem às famosas fontes com letras cortadas presentes nos teclados baratos.

Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2024

 

Dye sublimation, ou sublimação de pigmento, consiste em esquentar um pigmento até seu ponto de sublimação e forçar os seus vapores a "tingir" o plástico da tecla. Isso pode ser feito até mesmo em casa aquecendo uma folha de papel com a imagem desejada impressa prensada sobre a tecla, em um processo similar à impressão de imagens em camisetas customizadas praticada por lojas. Similarmente, é possível através desse processo imprimir qualquer imagem em uma tecla clara. Sua durabilidade é igual à de sobremoldagem, porém não permite iluminação e as legendas ficam com bordas mais difusas no plástico. Seu custo é relativamente baixo comparado ao anterior, porém continua mais caro que impressão a laser, e apenas funciona quando o pigmento é mais escuro que o material de fundo. Uma alternativa para obter letras coloridas claras em teclas escuras é, simplesmente, injetar a tecla na cor desejada e sublimar o pigmento escuro sobre toda a tecla exceto na legenda, porém o custo é extremamente alto devido à complexidade e quantidade de material utilizado, tornando preferível a sobremoldagem.

Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2024

 

Impressão a laser possui 3 tipos:
O processo de fotoablação pode ter 2 nomes dependendo de seu nível: laser coloring e laser engraving. O primeiro é o processo em que múltiplas camadas de pigmento são colocadas nas teclas e o laser remove uma ou duas camadas de pigmento para exibir uma cor diferente sob ela. É uma alternativa de menor custo para sobremoldagem de 3 estágios. Já o segundo é mais potente e remove totalmente a tinta expondo o plástico sob o pigmento, é o segundo tipo de impressão que permite iluminação, e o único que permite desenhos complexos iluminados. Os pontos negativos e durabilidade de ambos são similares, e consistem no desgaste da camada superior, expondo o que há em baixo. A tinta pode alterar o tato das teclas significativamente, pois os dedos já não fazem contato com o plástico da tecla, porém com a tinta.

Fonte da imagem: Um amigo que decidiu permanecer anônimo, 2024

 

Laser foaming é um processo em que pequenas bolhas são feitas no plástico a fim de fazer uma resina escura apresentar cor clara, com o foco correto é possível imprimir legendas, porém é um processo não muito utilizado e quando as micro bolhas se quebram a tecla começa a se apagar. Similarmente, laser charring utiliza o mesmo laser, porém com uma potência maior, para queimar o plástico, de cor clara, no formato da legenda, é um processo mais durável.

Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2018

 

Pad printing é um processo em que se cola um adesivo na tecla, sendo mais barato que todos os demais, e está presente em diversos teclados baratos, como o Logitech K120, e mesmo teclados com teclas customizadas a pedidos de empresas, como meu Wyse ASCII. O ponto negativo, como pode ser visto na tecla "SEND" do meu teclado, é o desgaste do adesivo, em que as legendas somem pedaço a pedaço com o uso. É o mais utilizado no mercado.

Teclado Wyse ASCII com tecla customizada desgastada. Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2024

Um caso específico são teclas com impressão lateral, as quais podem ser feitas com qualquer um dos métodos mencionados, porém aumentam o custo nos processos de sobreinjeção e nos quais há legendas tanto no topo quanto na frente das teclas. Algumas fabricantes empregam uma tecnologia nas legendas principais, e outra nas secundárias devido à complexidade.

Teclas sobreinjetadas do Leopold FC900R com legendas laterais e convencionais. Fonte da imagem: Mikhail Kosevich Volkov, 2024

 

Impressão por tinta é pouco utilizada, porém ainda se vê em conjuntos de teclas temáticos. A vantagem é a possibilidade de, com uma tecla clara e menor custo que sublimação, imprimir qualquer coisa em qualquer tecla. Não há exemplares suficientes para aferir suas desvantagens até o momento em que escrevo este tópico.

Há outros tipos de impressão ainda mais obscuros, como gravação mecânica e degradação por luz ultravioleta para alterar a cor da resina na parte exposta, porém são pouquíssimo utilizadas em teclados comerciais, e mesmo industriais.

Conclusão:

 

Há diversos materiais e métodos de impressão para teclas de teclado. ABS e PBT estão consolidados há várias décadas no mercado, e por um bom motivo: as características e aplicação de ambos são suficientes para suprir todos os usos, seja a resistência química e mecânica do PBT, ou o baixo custo e facilidade de moldagem do ABS. Quanto aos métodos de impressão, a escolha entre os melhores acaba entre sublimação de pigmento e sobremoldagem, pois os demais tipos não oferecem a mesma qualidade e durabilidade. Pad printing com bons materiais pode durar bastante, passando de uma década, porém sendo uma aplicação de baixíssimo custo, é raro encontrar dispositivos que executam bem esse método, como os Dell Podule II, Lenovo Preferred (com teclas enter coloridas) e o Logitech K120. A decisão de qual material por parte das fabricantes deve ser feita de acordo com a necessidade de seus clientes na faixa de mercado que pretendem atender. No mercado geral, essa escolha cai sobre o comprador, já que ambos materiais atendem igualmente o uso normal dos teclados, deixando a preferência como o maior fator de escolha quando o orçamento a permite.