一, Wybór i przygotowanie surowców: pierwszy krok do płaskości
1. Znalezienie najlepszego rodzaju i proporcji błonnika
Jakość włókien ma bezpośredni wpływ na jakość formowania się masy celulozowej. Włókna w miazdze drzewnej iglastej są stosunkowo długie (1,2–3,5 mm), co może sprawić, że produkt będzie mocniejszy i mniej podatny na rozdarcie, ale należy kontrolować ich ilość, aby uniknąć szorstkich powierzchni spowodowanych splątaniem włókien. Włókna masy celulozowej z twardego drewna są stosunkowo krótkie (0,5–1,5 mm), co może poprawić przepływ masy celulozowej i pomóc w równomiernym wypełnieniu formy. Do praktycznego zastosowania najlepiej jest mieszać masę celulozową z drewna iglastego i-liściastego w stosunku 3:7, aby uzyskać właściwą równowagę wytrzymałości i gładkości powierzchni.
2. Dokładna kontrola procesu roztwarzania
Stopień ubijania (stopień stukania) jest ważnym czynnikiem wpływającym na sposób rozprowadzania włókien. Technologię mielenia na mokro można wykorzystać do wytworzenia na powierzchni włókien mikroporowatych struktur, które poprawią zdolność wchłaniania zaczynu. Na przykład firmy Apple w łańcuchu dostaw stosują stopniowany proces roztwarzania. Długie włókna (miazga drzewna iglasta) są rozcierane na miazgę w wysokim stężeniu 10% lub większym, aby spowodować ich pęcznienie i rozkład; krótkie włókna (miazga z twardego drewna) są kontrolowane tak, aby miały stopień ubicia od 30 stopni SR do 45 stopni SR, aby zapobiec ich nadmiernemu przecięciu. Zastosowanie modelu dynamicznego roztwarzania sprawiło, że papier na jednej linii produkcyjnej był o 15% mocniejszy i zmniejszył ilość zużywanej miazgi drzewnej o 8% na tonę papieru.
3. Łączny wpływ dodatków
Kationowy poliakryloamid (CPAM) to wzmacniacz, który neutralizuje ładunki, dzięki czemu włókna mocniej się sklejają. Dodanie 0,2% roztworu może stworzyć sieciową strukturę membranową podczas odwadniania podciśnieniowego, co zmniejsza utratę wiórów o ponad 86%.
Klej: Zmieszanie 0,2% kleju AKD z 1% skrobi kationowej może sprawić, że wiązania między warstwami będą o 92% mocniejsze i zapobiegną zrywaniu się włókien z powierzchni.
Środek wodoodporny: lotion parafinowy tworzy na powierzchni włókna warstwę, która chroni je przed działaniem wody i utrzymuje stałą wytrzymałość.
2, Poprawa procesu formowania, aby uzyskać kontrolę z dokładnością do milimetra
1. Technologia formowania próżniowego
Formowanie próżniowe jest powszechną metodą w branży opakowań przemysłowych. Wykorzystuje adsorpcję podciśnieniową do równomiernego wypełnienia formy zawiesiną. Kontrola kluczowych parametrów obejmuje:
Poziom próżni: Utrzymuj go w zakresie od -0,06 MPa do -0,08 MPa, aby mieć pewność, że zawiesina szybko się adsorbuje i aby zapobiec nadmiernemu naprężeniu włókien.
Zmień czas adsorpcji w zależności od gęstości produktu. Zwykle zajmuje to od 8 do 15 sekund. Jeśli będzie za krótki, może nie wypełnić się całkowicie, a jeśli będzie za długi, włókna mogą się osadzić i rozpaść.
Temperatura formy: Aby przyspieszyć odparowanie wody i pobudzić powstawanie wiązań wodorowych pomiędzy włóknami, należy rozgrzać formę do temperatury 150 do 200 stopni Celsjusza.
2. Proces formowania tłocznego na mokro
Gdy produkt ma wilgotność od 50% do 75%, poddaje się go prasowaniu na mokro. Szczelność produktu można zwiększyć o 20% przy ciśnieniu od 0,4 do 0,6 MPa i temperaturze od 180 do 200 stopni. Chropowatość powierzchni wynosi Ra mniejsza lub równa 0,8 μm. Pewna firma wykorzystuje maszyny do prasowania na gorąco do tłoczenia i polerowania wewnętrznej tacy iPhone'a. Dzięki temu powierzchnia jest gładka jak lustro, a współczynnik tarcia obniża się do 0,354.
3. Technologia suszenia w kuchence mikrofalowej
Suszenie mikrofalowe może jednocześnie podgrzać produkt wewnątrz i na zewnątrz, co zmniejsza stres związany z suszeniem w porównaniu z typowym suszeniem gorącym powietrzem. Zarządzając krzywą suszenia w sekcjach (o temperaturze<90 ℃ in the front section and 120 ℃ -150 ℃ in the back section), the surface fibers may be prevented from drying out soon and becoming brittle, and the moisture content of the product can be uniformly reduced to 10% -12%.
3, Nowe pomysły na projektowanie form: przełamywanie granic fizycznych
1. Wykonywanie form z dużą dokładnością
Wybór odpowiedniego materiału: Wykonany ze stopu aluminium-klasy lotniczej (np. 7075-T6) lub stali chromowanej, o twardości HRC60 lub wyższej i wytrzymujący ponad 100 000 cykli formowania.
Obróbka powierzchni: pięcioosiowe-centrum obróbcze CNC służy do precyzyjnego wycinania wnęki formy o chropowatości powierzchni Ra mniejszej lub równej 0,4 μm. Chromowanie sprawia, że powierzchnia jest o 30% twardsza i sprawia, że włókna są mniej podatne na przyklejanie się do niej.
Układ odciągowy: Aby mieć pewność, że gnojowica zostanie równomiernie wchłonięta i nie zaklei się, należy możliwie najlepiej rozmieścić otwory odciągowe (o średnicy 0,5–1,0 mm i rozstawie 15–20 mm) oraz sito filtrujące o średnicy 0,01 mm.
2. Optymalizacja topologii strukturalnej
Gniazdo formy zaprojektowano tak, aby było lekkie, na podstawie analizy symulacyjnej CAE. Na przykład forma do pakowania z serii Huawei Mate ma-wzmocnioną żebrowaną strukturę plastra miodu, dzięki czemu jest o 30% lżejsza i o 40% bardziej odporna na uderzenia. Wewnętrzna forma na jabłka ma 12 różnych rozmiarów komórek o strukturze plastra miodu. Wykorzystuje optymalizację topologii, aby znaleźć właściwą równowagę pomiędzy wagą i wytrzymałością.
3. Dodanie funkcji-samooczyszczania
W konstrukcje form można wbudować ultradźwiękowe urządzenia wibracyjne (20 kHz–40 kHz), aby szybko strząsnąć resztki włókien podczas procesu formowania. Alternatywnie można zastosować powłokę teflonową (grubość 5–10 μm), aby zmniejszyć przyleganie włókien i potrzebę czyszczenia przez człowieka.
4, Typowe studium przypadku: przejście z zastosowań laboratoryjnych do zastosowań przemysłowych
Przypadek 1: Wewnętrzna taca Apple iPhone
Surowcami są miazga bambusowa (60%), pulpa trzciny cukrowej (30%) i nanowłókna (10%). Włókna mają długość od 0,8 do 1,2 milimetra.
Prasowanie na mokro, ciśnienie kształtowania 0,5 MPa, temperatura 190 stopni i czas 40 sekund; moc suszenia mikrofalowego 5kW i czas 8 minut.
Efekt: Chropowatość powierzchni Ra mniejsza lub równa 0,5 μm, błąd dopasowania do konturu telefonu wynosi<0.1 mm, and the phone passed the 1.5-meter drop test.
Case 2: Opakowanie Sony Xperia 1 V
Surowce składają się w 80% z makulatury pochodzącej z recyklingu i w 20% z degradowalnego atramentu przewodzącego. Rezystywność powierzchniowa wynosi 10 ⁶ -10 ⁹ Ω/kw.
Proces obejmuje formowanie próżniowe przy stopniu próżni -0,07 MPa i okresie adsorpcji wynoszącym 12 sekund. LOGO marki jest grawerowane laserowo na głębokość 0,03 milimetra.
Efekt: Odporność powierzchni na zużycie przeszła 500 testów Martindale i wprowadzono funkcję monitorowania temperatury i wilgotności w transporcie.
