一, Kolme suurta teknistä ongelmaa monimutkaisissa rakenteellisissa sijoitteluissa
Elektroniikkalaitteita pakattaessa on oltava totta samaan aikaan kolmen asian: niiden on oltava tarkat sijoittelussaan, tarjoavat hyvän iskunvaimennuksen ja riittävän vahvoja kestämään painoa. Ruiskuvaluteknologian avulla perinteiset muovit voivat helposti saavuttaa millimetrin{1}}tason asennon. Valettu massa kuitenkin kohtaa seuraavat ongelmat pitkällä aikavälillä materiaalien ominaisuuksista ja prosessin rajoituksista johtuen:
Erityyppiset materiaalit
Valetun massan valmistukseen käytetään luonnonmateriaaleja, kuten sokeriruokosokeria ja bambukuitua. Kuitujen pituus, halkaisija ja kemiallinen koostumus muuttuvat raaka-aineen tyypin, alkuperän ja jopa vuodenajan mukaan. Esimerkiksi sokeriruokosokerin kuidut ovat yleensä 1,0–1,8 mm pitkiä, mutta havupuun kuidut voivat olla 2–4 mm pitkiä. Tämä luonnollinen vaihtelu aiheuttaa massan vedensuodatustehokkuuden, muovaustehokkuuden ja mekaanisen lujuuden muuttumisen, mikä vaikuttaa suoraan monimutkaisten rakenteiden mittapysyvyyteen.
Prosessin kutistumisen muodonmuutos
Muovausmassa on aluksi märkä paperiaihio, johon mahtuu jopa 75–80 % vettä. Tuotteen kuivuessa sen sisältämä vesi haihtuu, jolloin tuote kutistuu 2–5 %. Kutistumisen määrä vaihtelee suuresti annoksesta toiseen. Kutistumissuuntaa voi olla vaikea hallita perinteisillä menetelmillä, mikä voi helposti johtaa vääntymiseen tai vääntymiseen ja vaikuttaa paikannusrakenteen tarkkuuteen.
Rakenteellista vahvuutta, jossa ei ole järkeä
Asemointirakenteen tulee mukautua tarkasti tuotteen pintaan, kun taas puskurointirakenteen tulee tarjota joustavuutta onteloiden ja pystypalkkien läpi. Jos materiaalin paksuutta nostetaan vain sen vahvistamiseksi, puskurointikyky kärsii. Jos kaviteetin suunnitteluun luotetaan liikaa, se voi myös aiheuttaa paikallisen lujuuden olevan liian heikko, koska kuidut eivät ole jakautuneet tasaisesti.
2, Läpimurtoratkaisu: Täydellinen innovaatio materiaaleista prosesseihin
Vastauksena yllä lueteltuihin ongelmiin teollisuus on edistynyt teknologisesti muovatun massan sijoittamisessa monimutkaisiin rakenteisiin kolmella päämenetelmällä: materiaalia vaihtamalla, prosessia parantamalla ja rakenteen suunnittelulla.
1. Materiaalin vaihtaminen: Kuitukomposiitti ja lisäainetekniikka
Kuitusuhdetta muuttamalla ja hyödyllisiä ainesosia lisäämällä lietteen suorituskyky paranee huomattavasti.
Kuitukomposiittitekniikka: yhdistämällä pitkiä kuituja (kuten havupuuta) lyhyisiin kuituihin (kuten sokeriruo'on patonkiin) rakenteesta tulee vahvempi ja täyttöaukot tasaamaan tiheyttä. Esimerkiksi yksi elektroniikkamerkki käyttää pakkauksissaan 60 % havupuukuitua ja 40 % sokeriruoko-säkkikuitua. Tämä tekee kohdistusurasta tarkemman ± 0,2 mm:n tarkkuudella.
Enhancerin käyttö: Kun lisäät lämpökovettuvaa hartsia tai nanoselluloosaa ristisilloitetun verkoston luomiseksi korkeapaineisen kuumapuristusprosessin aikana,-materiaalista tulee jäykempi. Kokeellisten tietojen mukaan 3 % nanoselluloosan lisääminen muottimassaan parantaa taivutuslujuutta 40 %, samalla kun elastinen muodonmuutoskapasiteetti pysyy 20 %:ssa.
Kosteudenkestävä{0}}käsittely: Alumiinisulfaatin tai silaaniliitosaineen lisääminen tekee kuiduista vähemmän todennäköisesti kosteuden imeytymisen ja estää niiden koon muuttumisen liikaa kosteuden muuttuessa. 90 %:n kosteusasetuksessa kosteuskestävän -käsitellyn pakkauksen koonmuutosnopeus laski 0,8 %:sta 0,3 %:iin.
2. Prosessin optimointi: parempi ohjaus ja automaatio
Uusia ideoita märkäpuristusprosessiin: Se siirretään nopeasti muotoilumuottiin korkeapaineekstruusiota ja -kuivausta varten{0}}muovauksen jälkeen. Tämä "yksivaiheinen menetelmä" vähentää muodonmuutoksia märkäaihion siirtoprosessin aikana. Tietty yritys valmistaa matkapuhelimen pakkausvuorausta märkäpuristustekniikkaa hyödyntäen. Sijoitusuran syvyystoleranssi säädetään ± 0,15 mm:n tarkkuudella.
Muotin kuumapuristuskuivausteknologiassa lämmityselementit rakennetaan muotomuottiin nopeuttamaan veden haihtumista siirtämällä lämpöä kosketuksen kautta. Samanaikaisesti kohdistetaan 0,5 - 1,5 MPa painetta kutistuman muodonmuutoksen pysäyttämiseksi. Tämä lähestymistapa vähentää asioiden kuivaamiseen tarvittavaa energiaa 35 % ja tasaa tuotteiden kosteuspitoisuutta ± 1,5 % tarkkuudella.
Automaattinen paikannusjärjestelmä: Lisäämällä servokäyttömoduuleja ja erittäin{0}}tarkkoja antureita muotin sijainnin muuttamiseksi reaaliajassa. Esimerkiksi patentoidulla menetelmällä voit muuttaa kiinteän muotin mikrometrin tarkkuudella liukukiskojen ja säädettävien asentopalojen avulla. Tämä lyhentää muotin asentamiseen ja kohdistamiseen kuluvaa aikaa 10 minuutista 2 minuuttiin.
3. Rakenteen suunnittelu: Onton, pystysuoran vahvistuksen ja kaarevan pinnan suunnittelu yhdessä
Biomimeettistä suunnittelua ja topologian optimointia voidaan käyttää integroidun rakenteen rakentamiseen, joka "sijoittaa, puskuroi ja kuljettaa".
Koordinaatio ontelon ja raudoituksen välillä: sijoitusalueella käytetään tiheää raudoitusta jäykemmäksi rakenteesta, kun taas puskurialueella käytetään kenno- tai aaltoilevia onteloita vaimentamaan iskuja. Esimerkiksi kannettavassa tietokoneessa on 0,5 mm paksut pystypalkit sijoitusuran ympärillä. Nämä tangot tekevät paikallisesta puristuslujuudesta kolme kertaa vahvemman ja levittävät iskuvoiman koko pakkaukseen ontelon läpi.
Suunnittelu pintasovitukseen: Jos haluat tehdä epäsymmetrisiä pintoja, kopioi tuotteen pinnan muoto ja käytä geometrisia rajoituksia saadaksesi tarkan sijainnin. Erityinen kuulokepakkaus käyttää 3D-skannaustekniikkaa tuotteen mallin tekemiseen ja sen jälkeen käänteisen suunnittelun sisävuorauspinnan, jotta kuulokkeet ja pakkaus koskettavat 50 % enemmän. Asemointivirhe on alle 0,1 mm.
Prosessi-pohjainen rakenteellinen kompensointi: Tee kutistumisen muodonmuutoksen kompensointikäyrät ja käytä käänteistä esi-muodonmuutosta kuivumisen aikana tapahtuvien koon muutosten korvaamiseen. Varaa esimerkiksi 0,3 % pitkän sivun kutistumistoleranssista varmistaaksesi, että lopputuotteen koko täyttää suunnitteluvaatimukset.
3, Käyttö teollisuudessa: laboratoriosta massatuotantoon
Teknologian innovaatiot ovat tehneet muovatusta sellusta suositun valinnan sähköpakkauksiin.
Huawei Mate 60 Pro on huippuluokan-matkapuhelin, jossa on muotoiltu paperimassavuori ja ontto muotoilu, joka pitää näytön ja rungon välissä 2 mm ja 3 mm. Samaan aikaan pakkauksen kokonaispuristuslujuus saavuttaa 15 kPa:n, mikä riittää läpäisemään kuljetustestauskriteerit. Tämä on pystysuoran riparakenteen ansiosta.
Tarkka lisäsuojaus: DJI-droonin gimbalin pakkauksessa on monikerroksinen muotoilu. Yläkerros pitää kardaanirungon paikoillaan kaarevilla urilla, kun taas alakerros suojaa moottoria ja anturia hunajakennorakenteella. Tämä alentaa tuotteen vahingoittumisastetta 0,8 prosentista 0,2 prosenttiin.
Pakkaukset puetettaville laitteille: Apple Watch Series 9 -pakkauslaatikossa on kaksinkertainen-muovattu massarakenne. Ulompi kerros on suunniteltu tekemään laatikosta vahvempi aallotetun muotoilun avulla, ja sisäkerroksessa on mikroontelo, joka pitää kellon rungon ja hihnan paikoillaan, jotta ne eivät tärise kuljetuksen aikana.
