一, Rakennesuunnittelun periaatteet: siirtyminen mekaanisista malleista toiminnalliseen integrointiin
1. Kolmiulotteinen hunajakennorakenne: tärkein tapa, jolla energiaa menetetään
Sirut ja optiset linssit ovat kaksi esimerkkiä{0}}tarkkuuselektroniikkatuotteista, jotka ovat erittäin herkkiä iskuenergialle. Valetun massan biomimeettinen kennorakennearkkitehtuuri levittää iskuenergiaa useisiin erillisiin yksiköihin. Esimerkiksi eräässä lidar-pakkauksessa on kuusikulmaisia kennokennoja, jotka ovat 8 mm pitkiä kummallakin puolella ja 0,5 mm paksuja seinillä. Huippukiihtyvyys pieneni 1200 grammasta tavallisesta EPS-vaahdosta 380 grammaan 1,2 metrin pudotustestissä, mikä suojasi sisäistä tarkkuusrakennetta.
Suunnittelupisteet:
Yksikön koon optimointi: Hunajakennoyksikön sivun pituuden ja tuotteen kuvasuhde on parasta pitää välillä 1:5–1:8 tuotteen painon ja koon mukaan.
Suunnittelu seinän paksuusgradientille: Jotta seinästä tulee jäykempi kyseisellä alueella, tee se tuotteen puolelta 0,8 mm:n paksuiseksi. Jotta se imeisi paremmin energiaa, tee siitä 0,3 mm paksu ulkopuolelta.
Dynaamisen simulaation todentaminen: Simuloi 1,5 metrin pudotus LS-DYNA-ohjelmistolla ja löydä paras kulma hunajakennoasettelulle (yleensä 45 astetta törmäyssuuntaan).
2. Komposiittimateriaalivahvistus: massan suorituskyvyn rajojen ylittäminen
Tyypillisen sellun muovauksen kimmokerroin on vain 0,2–0,5 GPa, mikä vaikeuttaa raskaiden laitteiden, kuten palvelimien ja teollisuusohjainten, kestävyyttä. Nanoselluloosa (NCC) tai hiilikuitu (CF) lujitemateriaalien lisääminen voi nostaa moduulin välille 2-5 GPa. Esimerkiksi Huawei Mate 60:n akkupakkaus on valmistettu komposiittimassasta, joka on 30 % lasikuitua. Vääristymä 50 kg:n pinoamistestissä on vain 1,2 mm, mikä on 76 % vähemmän kuin puhdas massa.
Kaavan suunnittelu materiaaleille:
Materiaaliluokan lisäämisen vaikutus suorituskyvyn parannussuhteeseen
Nanoselluloosan (NCC) vetolujuus kasvaa 5–10 % ja veden imeytysnopeus laskee 30 %.
Hiilikuidulla (CF) on 15–20 % korkeampi kimmomoduuli ja 300 % korkeampi johtavuus.
Bio-pohjainen hartsi, jonka lämpötilankesto on 5–8 %, nostettiin 120 asteeseen, vaikka se silti oli biohajoavaa.
3. Toiminnallisten pinnoitteiden integrointi: Useiden suojaesteiden tekeminen
Staattinen sähkö, sähkömagneettiset häiriöt (EMI) ja mikrobiologinen kontaminaatio voivat kaikki aiheuttaa ongelmia -tarkkuuselektroniikkatuotteissa. Pintapinnoitustekniikan avulla saat "anti-staattisen+suojaus+antibakteerisen" vaikutuksen:
Lisää pintaan 2–5 % hiilimustaa tai grafeenia, jotta se ei kestä sähköä (10 ⁶–10 ⁹ Ω/m²), mikä täyttää standardin IEC 61340–5–1.
Pinnoite sähkömagneettista suojausta varten: Nikkeli{0}}pinnoitettu kuitu (5 μm) komposiittipäällyste, joka vähentää painoa 60 % verrattuna tyypilliseen metallisuojaukseen ja estää 40 dB ääntä 1–18 GHz:n taajuusalueella.
Antibakteerinen pinnoite: Käsiteltynä nanohopea-ioneilla (Ag + pitoisuus 50 ppm), se estää yli 99 % Escherichia colin ja Staphylococcus aureuksen kasvun.
2, Tärkeimmät tekniset parametrit: tarkka ohjaus laboratoriosta massatuotantoon
1. Muovausprosessin asetusten tekeminen toimiviksi paremmin
Valetun massan mekaanisiin ominaisuuksiin vaikuttaa suoraan sen tiheys (0,4–0,8 g/cm³). Erittäin tarkan tiheyden säädön saat muuttamalla kuumapuristusprosessin aikana lämpötilaa (180–250 astetta), painetta (5–10 MPa) ja pitoaikaa (10–30 sekuntia).
Matala tiheys (0,4–0,5 g/cm ³): hyvä kevyille pehmustepakkauksille, kuten matkapuhelimille ja kuulokkeille. Se voi absorboida jopa 85 % iskusta.
Suuri tiheys (0,6–0,8 g/cm³): käytetään tukemaan suuria koneita, kuten palvelimia ja teollisuusrobotteja. Se kestää jopa 15-20 MPa painetta.
Dell XPS 13 -kannettavan pakkauksessa on gradienttitiheysrakenne, jonka tiheys on 0,7 g/cm³ alatukialueella ja 0,45 g/cm³ yläpuskurialueella. Näytön vaurioitumisaste laski 18 prosentista 3 prosenttiin, kun pudotustesti oli 1,5 metriä.
2. Muotin irrotuskaltevuus ja fileen säde: Elektroniset laitteet, joiden on oltava erittäin tarkkoja, tarvitsevat erittäin tarkan pakkauksen (toleranssi ± 0,1 mm), ja muotin irrotuskaltevuutta ja fileen sädettä on valvottava tarkasti.
Irrotuskaltevuus: Sisäontelon kaltevuus on 1-3 astetta, kun taas ulkoseinän kaltevuus on 0,5-1 astetta. Tämä estää tuotteen juuttumisen tai pakkauksen muodonmuutoksen.
Pyöristyssäde: R3-R5mm pyöristettyjä kulmia käytetään rakenteen siirtymisessä pienempään jännityspitoisuuteen (jännityskeskittymiskerrointa alennettu 40%).
Simulaation todentaminen: ANSYS Workbenchin avulla mallinnettiin irrotusprosessi ja löydettiin paras kaltevuus- ja fileeyhdistelmä. Muotin käyttöikää pidennettiin 50 000 käyttökerrasta 200 000 käyttökertaan.
3. Yhteistyö, jossa on useita onteloita
Useita osia sisältäville elektronisille laitteille (kuten droneille ja lääketieteellisille laitteille) tarvitaan moni{0}}ontelorakenne, jotta niillä on oikea sijainti ja suoja:
Itsenäinen kammio: Jokaisella ydinosalla, kuten sirulla tai moottorilla, on oma kammio, jonka koko on ± 0,05 mm, jotta ne eivät osuisi toisiinsa siirrettäessä.
Liitoskanava: Pidä ilmanpaine tasaisena ja helpottaa laatikon avaamista asettamalla kammioiden väliin 0,5 mm leveät hengitysaukot.
DJI Mavic 3 -drone toimitetaan kotelossa, jossa on 12 onteloa, joista jokaisessa on oma paikka akulle, gimbalille ja terille. Pakkauksen purkamisen aikana tapahtuneiden vahinkojen määrä on laskenut 3 prosentista 0,2 prosenttiin.
3,Yleinen käyttötapaus on kulutuselektroniikassa ja teollisuuslaitteissa.
1. Tarkka-lastupakkaus: ratkaisu, joka suojaa mikrometrin tasolla
Tietyn merkin 5 nm:n prosessisirujen pakkausten on vastattava näitä standardeja:
Ei staattinen: Pintaresistiivisyys on pienempi tai yhtä suuri kuin 10 ΩΩ/sq.
Kosteudenkestävyys: nopeuden, jolla se imee kosteutta, on oltava alle 2 % (ilmakehässä, jonka kosteus on 85 % 48 tunnin ajan).
Puskuri: 1 metrin pudotus: huippukiihtyvyys 500 g
Vastaus:
Materiaalina on nanoselluloosavahvistettu massa (NCC 8 %+lasikuitu 15 %).
Rakenne: Kaksikerroksinen hunajakenno, jonka sivun pituus on 6 mm yläkennossa ja 10 mm alemmassa kennossa.
Pinnoite: Antistaattinen grafeeni-pinnoite (2 μm paksu) + piimaa kosteutta-pitävä pinnoite (5 μm paksu)
Testin tulokset:
Pudotuskoe: 1,2 metriä alas, 420 g:n maksimikiihtyvyys
Kosteudenkestotesti: 85 % kosteus, 1,8 % kosteuden imeytymisnopeus 48 tunnissa
Sähköstaattisen energian testi: pintaresistiivisyys: 6,2 × 10 ΩΩ/m²
2. Lääketieteellisten laitteiden pakkaus: kaksi ongelmaa ratkaistava: puhtaana ja turvallisena pitäminen
Tietyn merkin kannettavan ultraäänidiagnostiikkalaitteen pakkauksen on vastattava näitä standardeja:
Aseptinen vaatimus: Täyttää lääketieteellisen standardin ISO 11737-1
Puskurin suorituskyky: 1,5 metrin pudotus ei vahingoita sitä.
Ympäristövaatimustenmukaisuus: T Ü V Itävalta on vahvistanut, että se on 100 % kierrätettävä ja biohajoava.
Materiaalin muodostavat bambukuitu (60 %), bio-pohjainen hartsi (20 %) ja nanohopea antibakteerinen aine (0,5 %).
Rakenne: 3D-verkkotuki ja itsenäinen ontelon sijainti
pinnoite: PLA-biohajoava kosteussuoja{0}}päällyste, jonka paksuus on 8 μm
Testin tulokset:
Mikrobitesti: 99,9 % Escherichia colista ja Staphylococcus aureuksesta lopetettiin.
Pudotuskoe: 1,5 metrin pudotus, 0,3 mm:n anturin liike
Hajoamistesti: 180 päivän jälkeen teollisuuskompostin hajoamisaste oli 92 %.
