1. Materiaalin ominaisuudet: Luonnonkuitujen käytön edut mekaanisissa järjestelmissä
Kasvikuituja, kuten jätepaperia, bambusellua ja sokeriruokosuovia, käytetään muovatun massan valmistukseen. Tyhjiöimutekniikkaa käytetään muotoilemaan se kolmiulotteiseksi verkkorakenteeksi. Tämän rakenteen kuidut on satunnaisesti kudottu yhteen muodostamaan kolmiulotteinen tukijärjestelmä, joka näyttää hunajakennolta. Sillä on seuraavat mekaaniset ominaisuudet:
Kuinka jännitys leviää: Vetysidoksesta ja yhteenkutoutumisesta muodostuva kuiturakenne antaa ulkopuolisen paineen absorboida elastisen muodonmuutoksen avulla materiaalin puristuksen sijaan. Esimerkiksi munatarjotin painaa vain 65 g, mutta se kestää 80 kg pystysuoraa staattista voimaa rikkoutumatta. Hunajakennorakenne estää yksittäistä alustaa taipumasta yli 3 mm, mikä on parempi kuin saman paksuiset vaahtomuovit.
Tiheyden ja lujuuden optimointi: Kun kuituja muotoillaan korkeissa lämpötiloissa ja paineissa (180-250 astetta, 5-10 MPa), niiden väliset vetysidokset järjestyvät uudelleen ja tiheys nousee arvoon 0,6-0,8 g/cm ³, mikä tekee materiaalista paljon jäykemmästä. Alumiinisulfaattivedeneristysaineen tai tärkkelysliiman vahvistavan yhdisteen lisääminen lisää kuidun tarttuvuutta 30 % ja säilyttää materiaalin kevyenä (50 % vähemmän tiheänä kuin puu).
Dynaaminen puskurointikyky: Iskutestauksessa on negatiivinen korrelaatio massan muovauksen puskurointietäisyyden ja siirretyn kiihtyvyyden välillä. Esimerkiksi tietyntyyppisissä matkapuhelinpakkauksissa käytetään monikerroksista komposiittirakennetta (ontelo + pystysuora vahvistusrakenne) vähentääkseen tärinän nopeutta kuljetuksen aikana 40 %. Tuotteen eheysaste pudotustesteissä on 99,7 %.
2. Rakennesuunnittelu: Siirtyminen yksittäisestä suojauksesta järjestelmäratkaisuihin
Erilaisten elektronisten ja sähköisten tuotteiden tarve pakottaa sellun muovauksen siirtymään "yleispuskuroinnista" "räätälöityyn järjestelmäsuojaukseen":
Geometrian optimointi: Kammiot ja jäykisteet: Suunnittele muotti siten, että se tekee tyhjiä ja lisää ripoja sisään. Esimerkiksi tietyntyyppisissä kannettavien tietokoneiden pakkauksissa on "hyvin" muotoiltu pystysuora vahvistusrakenne, joka kaksinkertaistaa kantavuuden ja kestää 100 kg painetta pinottuna.
Komposiitti, jossa on useampi kuin yksi kerros: Kolmesta viiteen massakartonkikerroksesta koostuva komposiitti, joka kestää korkeita lämpötiloja ja paineita. Tämä tekee kuitukerrosten välisestä linkistä 30-50 % vahvemman. Tietyn merkin TV-pakkauksissa on 5-kerroksinen komposiittirakenne, johon mahtuu 500 kg tuotteita ja jonka puristuslujuus on 15 MPa.
Suojaus alueittain:
Este hunajakennolla: Mikromittakaavaisia hunajakennoyksiköitä käytetään jakamaan alueita tarkkuusosille, kuten kameramoduuleille ja piirilevyille. Kun näihin yksiköihin osuu ulkopuolelta, ne työskentelevät yhdessä muuttaakseen muotoaan ja absorboidakseen energiaa. Tietyn merkkisten kuulokkeiden pakkauksissa on 0,5 mm hunajakenno, ja osien vaurioitumisaste pudotustestauksen aikana on pudonnut 8 prosentista 0,3 prosenttiin.
Gradienttipuskurointi: Tee tiheysgradientteja tuotteen painon jakautumisen perusteella. Esimerkiksi tietyntyyppisillä pelikonsolipakkauksilla on korkea-tiheys (0,8 g/cm³) painopistealueella ja pieni-tiheys (0,5 g/cm³) reuna-alueella. Tämä tekee pakkauksesta 20 % kevyemmän ja 15 % paremmin suojaamassa konsolia.
3. Käytä liiketoiminnassa: huippuluokan-gadgeteista koko näkymän kattamiseen
3C-elektroniikan alalla:
Pakkaus matkapuhelimille: Huawei Mate 60 Prossa on massavalettu vuoraus, joka vähentää kuljetuksen aikana kuluvaa energiaa 12 % tarkan liimausrakenteensa ansiosta. Pudotuskoe läpäisee kirkkaasti, 1,5 metrin korkeudella ja kuusi ilmaista pudotusta joka puolelta.
Lenovo lopettaa hitaasti muovisten pehmustepakkausten käytön kannettavissa tietokoneissa vuodesta 2022 alkaen ja siirtyy 100 % massamuovaukseen vuoteen 2024 mennessä. Yoga-sarjaan kuuluu "kaksikammio+kaareva pystypalkki" -rakenne, joka on läpäissyt ISTA 3A -standardin testauksen ja joka simuloi maailmanlaajuisen kuljetuksen olosuhteita.
Kodinkoneiden alalla:
Samsung QLED -sarja käyttää yhdistelmää "massamuovattu alusta + EPE-puskuriliuska" TV-pakkauksessaan. Lokeroon mahtuu 200 kg, mikä vähentää pakkauksen kokonaispainoa 35 % ja hiilidioksidipäästöjä 50 %.
Ilmastointilaitteen ulkoyksikössä on käytetty massamuovattua kulmatukirakennetta, jota on parannettu ANSYS-simulaatiolla. Se voi taipua alle 2 mm, kun siihen kohdistuu 80 kg:n staattinen kuormitus, ja se maksaa 40 % vähemmän kuin tavalliset puiset kulmatuet.
Laitteet, joita voit käyttää:
Älykello: Apple Watch Series 8:n pakkaus on valmistettu 0,3 mm:n ultra-ohuesta massavalusta. Se suojaa herkkiä elektronisia osia käyttämällä "mikrohuokoinen hengittävyys + anti-staattinen pinnoite" -tekniikkaa, ja alle 0,1 % ajasta se vaurioituu, kun avaat sen.
