一, Optymalizacja konstrukcji: główny sposób na poprawę wytrzymałości i dokładności
1. Projektowanie zbrojenia pustego i pionowego: Znalezienie właściwej równowagi pomiędzy elastycznością i wytrzymałością
Opakowanie chroniące artykuły elektryczne musi być w stanie wytrzymać zarówno uderzenia, jak i odkształcenia. W konstrukcji formy pusta struktura może uczynić produkt bardziej elastycznym i pochłaniać energię wibracji podczas transportu. Pręty wzmacniające usztywniają produkt i rozkładają naprężenia poprzez zagęszczenie układu włókien. Na przykład komputery Lenovo są dostarczane w pudełkach z pionowymi, falistymi żebrami, dzięki którym każde pudełko jest o 20% mocniejsze pod względem wytrzymałości na ściskanie. Łuk-przejścia wnęki pomaga również w rozłożeniu naprężeń, co obniża współczynnik uszkodzeń w teście upuszczenia z 8% do 0,3%.
2. Nachylenie rozformowania i zaokrąglone przejście narożne: podwójna gwarancja precyzji i wydajności
Nachylenie rozformowania ma bezpośredni wpływ na wielkość produktu i jakość powierzchni. Zbyt duże nachylenie może utrudnić wyjmowanie z formy, co może spowodować pozostawienie blizn lub pęknięć. Zbyt duże nachylenie może również sprawić, że pakowanie będzie mniej przydatne. Aby mieć pewność, że wykroje papieru-zatrzymujące wilgoć wychodzą gładko i że włókna nie pękają z powodu prostych krawędzi i kątów prostych, formy do pakowania produktów elektronicznych mają zwykle nachylenie przy wyjmowaniu z formy od 1 stopnia do 3 stopni i zaokrąglone przejścia od R0,5 do R2 mm. Na przykład forma opakowania słuchawek dousznych Apple Beats Studio Pro sprawiła, że krawędzie produktu są o 15% mocniejsze i ograniczają ilość odpadów poprzez zaokrąglenie rogów.
3. Kontrolowanie grubości muru: umiejętność znalezienia właściwej równowagi pomiędzy wytrzymałością a kosztem
Wytrzymałość produktu zależy w dużej mierze od grubości ścianek, jednak zbyt gruba ścianka może wymagać większej ilości surowców i energii do wyschnięcia. Większość form do pakowania urządzeń elektronicznych ma ścianki o grubości od 0,5 do 6 mm (metoda formowania adsorpcyjnego) i wzmacniają słabe części poprzez dodanie do nich dodatkowej grubości. Na przykład forma do pakowania telefonu Xiaomi spowodowała, że ścianki w obszarze modułu aparatu były grubsze o 0,3 mm, co zwiększyło lokalną wytrzymałość na ściskanie o 30%, podczas gdy ogólne zużycie materiału wzrosło jedynie o 5%.
2, Adaptacja procesu: skok technologiczny od prasowania na mokro do prasowania na sucho
1. Proces prasowania na mokro formy: wykonanie czegokolwiek z dużą ilością szczegółów i dokładności
Metoda prasowania na mokro wykorzystuje formowanie pod wysokim-ciśnieniem w celu zagęszczenia włókien, dzięki czemu doskonale nadaje się do pakowania-wysokiej klasy elektroniki. Istnieją dwa główne problemy, które należy rozwiązać przy projektowaniu form:
Układ-zorientowany na włókna: kierunek przepływu włókien w polu nacisku jest regulowany przez dokładnie dopasowane formy wypukłe i wklęsłe. Na przykład forma opakowania telefonu Sony Xperia 1 V wykorzystuje technologię kontroli ciśnienia strefowego, aby dopasować włókna do kierunku uderzenia. Zwiększa to współczynnik absorpcji energii o 40% w testach upadku.
Tworzenie mikroporowatej struktury: Forma musi wytwarzać mikroporowaty układ o średnicy 0,1–0,5 mm, aby spełnić wymagania precyzyjnych instrumentów w zakresie buforowania. Pewna firma wyprodukowała formę do pakowania elektronicznego sprzętu medycznego, która wykorzystuje technologię grawerowania laserowego do równomiernego rozprowadzenia mikroporów o średnicy 0,2 mm, utrzymując niedokładność gęstości produktu w granicach ± 2%.
2. Formy do procesu suchego: spojrzenie na tanie-szybkie prototypowanie
Formowanie na gorąco jest częścią procesu suchego, który zmniejsza zapotrzebowanie na wilgoć, zużycie energii i koszty produkcji. Istnieją dwa duże problemy, które należy rozwiązać przy projektowaniu form:
Optymalizacja przewodzenia ciepła: W procesie suchym konieczne jest szybkie podgrzanie włókien, aby stały się one solidne, a w formie należy zastosować materiały o wysokiej przewodności cieplnej (takie jak stop aluminium) i zbudować pasujący obieg wody chłodzącej. Na przykład pewna firma wyprodukowała formę do formowania suchej masy celulozowej, która skróciła cykl formowania ze 120 sekund do 80 sekund poprzez zmianę układu obiegu wody chłodzącej.
Lepsza jakość powierzchni: Technologia procesu suchego często pozostawia zadziory na powierzchniach, dlatego w formie należy zastosować technologię nanopowłoki. Na pewną formę do pakowania laptopów nałożono powłokę tytanową, aby powierzchnia produktu była mniej szorstka, wahając się od Ra3,2 μm do Ra0,8 μm. Spełniało to standardy wyglądu-wysokiej klasy elektroniki.
3, Zgodność środowiskowa: trendy w zrównoważonym projektowaniu w świecie biznesu
1. Konstrukcja modułowa: najlepszy sposób, aby zachęcić więcej osób do recyklingu
Przepisy UE dotyczące WEEE stanowią, że sprzęt elektroniczny musi wykazywać współczynnik recyklingu tworzyw sztucznych na poziomie co najmniej 85%. Jednakże klasyczne części opakowań o zintegrowanej formie są trudne do rozebrania, a ich wskaźnik recyklingu wynosi jedynie 55%. Zatrzaski łączą formy modułowe zamiast kleju, co ułatwia demontaż części opakowania. Na przykład jeden z producentów laptopów zmienił formę ramy centralnej ze zintegrowanej na modułową. Podniosło to wskaźnik recyklingu tworzyw sztucznych do 82% i obniżyło koszty pleśni o 10%.
2. Zmiana materiałów pochodzenia biologicznego w celu zmniejszenia ich wpływu na środowisko
Istnieją dwa duże problemy, które należy rozwiązać podczas wytwarzania form z materiałów pochodzenia biologicznego, takich jak PLA i PHA:
Odporność na temperaturę: Temperaturę wtrysku należy utrzymywać w przedziale 180-220 stopni Celsjusza, a formę należy pokryć chromem, aby PLA nie przyklejał się do niej. Pewna firma wyprodukowała formę do pakowania telefonów komórkowych z PLA, która wytrzymuje 200 000 razy dłużej niż poprzednio, dzięki chromowaniu.
Optymalizacja płynności: materiał PHA jest bardzo gruby, co może powodować nierówne wypełnienie. W projekcie formy należy zastosować gradientowe kanały przepływu. Optymalizując przekrój kanału przepływu, pewna forma do pakowania elektroniki medycznej sprawiła, że dystrybucja włókien produktów PHA była o 30% bardziej równomierna.
4, Praktyka branżowa: od wielkiego przełomu technologicznego do szerokiego zastosowania
Przypadek 1: Propozycja Lenovo zastąpienia plastiku
Od 2022 r. Lenovo będzie powoli przechodzić z plastikowych wyściółek w opakowaniach laptopów na formowanie z masy celulozowej. Dzięki temu opakowania będą mocniejsze i dokładniejsze dzięki zastosowaniu nowych projektów form.
Zwiększenie o 30% ilości włókien długich w celu budowy struktury szkieletowej oraz zastosowanie pulpy mechanicznej wysokomiotłowej (TMP) w celu poprawy stopnia przeplatania się włókien;
Korzystanie z Enhancera: Dodanie 0,2% roztworu PAM w celu utworzenia struktury membranowej sieci ogranicza wydzielanie chipów o 86%.
Ulepszenie procesu prasowania na gorąco: Produkt jest o 20% mocniejszy przy kombinacji 180 stopni, 0,5 MPa i 40 sekund, a błąd płaskości powierzchni jest mniejszy niż 0,08 mm.
Do 2024 r. firma Lenovo całkowicie wymieniła opakowania z masy celulozowej. Obniżyło to koszt wysyłki jednego laptopa o 15% i zwiększyło zadowolenie klientów o 12%.
Przypadek 2: Innowacja Apple w zakresie estetyki włókien
Opakowanie słuchawek Apple Beats Studio Pro jest wykonane w 100% z materiałów na bazie włókien-(włókna bambusowego i włókna wytłoków z trzciny cukrowej). Następująca konstrukcja formy stanowi kompromis pomiędzy wytrzymałością a dokładnością:
Dodanie nanocelulozy (o średnicy 50–100 nm) do materiału sprawia, że jest on o 50% mocniejszy, a tego właśnie potrzebuje precyzyjny sprzęt, aby działał prawidłowo.
Konstrukcja mikroporowatej struktury: Do podziału obszaru zastosowano komórki o strukturze plastra miodu o grubości 0,3 mm, co zmniejsza ryzyko uszkodzeń podczas testów upuszczenia z 8% do 0,3%.
Produkcja modułowa: Precyzyjne formy do obróbki CNC zapewniają dokładność rozmiaru opakowania z dokładnością do ± 0,05 mm, co ułatwia składanie z produktem.
