一, Strukturna optimizacija: glavni način za izboljšanje moči in natančnosti
1. Oblikovanje votle in navpične armature: Iskanje pravega ravnovesja med prožnostjo in močjo
Embalaža, ki ščiti električne elemente, mora biti odporna na udarce in popačenje. Pri oblikovanju kalupa lahko votla struktura naredi izdelek bolj elastičen in absorbira energijo vibracij med pošiljanjem. Ojačitvene palice naredijo izdelek bolj trd in razširijo napetost, tako da naredijo razpored vlaken gostejši. Računalniki Lenovo so na primer v škatlah z navpičnimi valovitimi rebri, zaradi katerih je vsaka škatla 20 % močnejša, ko gre za tlačno trdnost. Prehod votline v obliki loka prav tako pomaga razpršiti napetost, kar zniža stopnjo poškodb pri preskusu padca z 8 % na 0,3 %.
2. Nagib za odstranjevanje iz kalupa in prehod z zaobljenim kotom: dvojno jamstvo za natančnost in izkoristek
Naklon razkalupljanja neposredno vpliva na velikost izdelka in kakovost površine. Prevelik naklon lahko oteži odstranjevanje iz kalupa, kar lahko pusti vlečne brazgotine ali razpoke. Zaradi prevelikega naklona je pakiranje lahko manj uporabno. Da bi zagotovili, da neobdelan papir, ki zadržuje vlago, nemoteno pride ven in da se vlakna ne zlomijo zaradi ravnih robov in pravih kotov, imajo kalupi za pakiranje elektronskih izdelkov običajno naklon odstranjevanja od 1 do 3 stopinje in zaobljene prehode od R0,5 do R2 mm. Oblika embalaže za ušesne čepke Apple Beats Studio Pro je na primer naredila robove izdelka za 15 % močnejše in zmanjšala količino odpadkov, tako da so vogali bolj zaobljeni.
3. Nadzor debeline stene: spretnost iskanja pravega razmerja med trdnostjo in ceno
Trdnost izdelka je v veliki meri odvisna od debeline sten, vendar če jih naredite predebele, lahko za sušenje potrebujete več surovin in energije. Večina kalupov za pakiranje elektronskih naprav ima stene, ki so debele od 0,5 do 6 mm (metoda adsorpcijskega oblikovanja), šibke dele pa okrepijo tako, da jim dodajo dodatno debelino. Na primer, kalup za embalažo telefona Xiaomi je stene v območju modula kamere naredil 0,3 mm debelejše, zaradi česar je bila lokalna tlačna trdnost 30 % večja, medtem ko se je skupna poraba materiala povečala le za 5 %.
2, Prilagoditev procesa: tehnološki preskok iz mokrega stiskanja v suho stiskanje
1. Postopek mokrega stiskanja kalupov: izdelava česar koli z veliko podrobnostmi in natančnostjo
Metoda mokrega stiskanja uporablja visokotlačno-litje za zgostitev vlaken, zaradi česar je odlična za pakiranje vrhunske-elektronike. Oblikovanje kalupa mora rešiti dve glavni težavi:
Vlakno{0}}usmerjena razporeditev: Smer toka vlaken v tlačnem polju se uravnava s skrbnim usklajevanjem konveksnih in konkavnih kalupov. Oblika embalaže za telefon Sony Xperia 1 V na primer uporablja tehnologijo conskega nadzora tlaka za poravnavo vlaken s smerjo udarca. To poveča stopnjo absorpcije energije za 40 % pri preskusih padca.
Izdelava mikro porozne strukture: Kalup mora izdelati mikro porozno matriko 0,1–0,5 mm, da ustreza potrebam pufranja natančnih instrumentov. Podjetje je izdelalo kalup za pakiranje medicinske elektronske opreme, ki uporablja tehnologijo laserskega graviranja za enakomerno porazdelitev 0,2 mm mikropor, pri čemer ohranja netočnost gostote izdelka znotraj ± 2 %.
2. Kalupi s suhim postopkom: iskanje poceni-cenovne, hitre izdelave prototipov
Vroče stiskanje je del suhega postopka, ki zmanjšuje potrebo po vlagi, porabo energije in proizvodne stroške. Oblikovanje kalupa mora rešiti dva velika problema:
Optimiziranje toplotne prevodnosti: Suhi postopek mora vlakna hitro segreti, da postanejo trdna, kalup pa mora uporabiti materiale z visoko toplotno prevodnostjo (kot je aluminijeva zlitina) in zgraditi krog hladilne vode, ki ustreza. Določeno podjetje je na primer izdelalo kalup za vlivanje suhe celuloze, ki je s preureditvijo tokokroga hladilne vode skrajšal cikel vlivanja s 120 sekund na 80 sekund.
Boljša kakovost površine: Tehnologija suhega postopka pogosto pušča robove na površinah, zato mora kalup uporabljati tehnologijo nano premazov. Prevleka iz titana je bila nanesena na določen kalup za embalažo prenosnega računalnika, da bi bila površina izdelka manj groba, in sicer od Ra3,2 μm do Ra0,8 μm. To je izpolnjevalo standarde videza-za vrhunsko elektroniko.
3, Okoljska skladnost: Trendi v trajnostnem oblikovanju v poslovnem svetu
1. Modularna zasnova: najboljši način, da pridobite več ljudi za recikliranje
Pravilo EU OEEO pravi, da mora imeti elektronska oprema vsaj 85-odstotno stopnjo recikliranja plastike. Vendar pa je klasične dele embalaže z integrirano zasnovo plesni težko razstaviti in njihova stopnja recikliranja je le 55 %. Zaskočne sponke povezujejo modularne kalupe namesto lepila, kar olajša razstavljanje delov embalaže. En proizvajalec prenosnih računalnikov je na primer spremenil kalup za osrednji okvir iz integriranega v modularni. To je povečalo stopnjo recikliranja plastike na 82 % in zmanjšalo stroške plesni za 10 %.
2. Spreminjanje bioloških materialov za zmanjšanje njihovega vpliva na okolje
Pri izdelavi bioloških materialov, kot sta PLA in PHA, v kalupe je treba rešiti dve veliki težavi:
Temperaturna odpornost: Temperaturo vbrizgavanja je treba vzdrževati med 180 in 220 stopinjami Celzija, kalup pa mora biti prevlečen s kromom, da se PLA ne oprime. Podjetje je s kromiranjem izdelalo model za pakiranje mobilnih telefonov PLA, ki traja 200.000-krat dlje kot prej.
Optimizacija likvidnosti: material PHA je zelo debel, zaradi česar je lahko polnjenje neenakomerno. Pri oblikovanju kalupa je treba uporabiti kanale gradientnega toka. Z optimizacijo odseka pretočnega kanala je določen kalup za medicinsko elektronsko embalažo naredil porazdelitev vlaken blaga PHA za 30 % bolj enakomerno.
4, Industrijska praksa: od velikega tehnološkega preboja do široke uporabe
1. primer: Lenovov predlog za zamenjavo plastike
Lenovo bo leta 2022 počasi prešel s plastičnega oblazinjenja v embalaži prenosnih računalnikov na oblikovanje celuloze. Zaradi tega bo embalaža močnejša in natančnejša z uporabo novih modelov kalupov.
Povečanje količine dolgih vlaken za 30 % za izgradnjo skeletne strukture in uporaba mehanske celuloze z veliko metle (TMP) za izboljšanje stopnje prepletanja vlaken;
Uporaba Enhancerja: dodajanje 0,2 % raztopine PAM za izdelavo omrežne membranske strukture zmanjša odpadanje čipov za 86%.
Izboljšava v procesu vročega stiskanja: izdelek je 20% tesnejši s kombinacijo 180 stopinj, 0,5 MPa in 40 sekund, napaka ravnosti površine pa je manjša od 0,08 mm.
Lenovo je do leta 2024 popolnoma zamenjal embalažo iz celuloze. To je znižalo stroške pošiljanja enega prenosnika za 15 % in povečalo zadovoljstvo strank za 12 %.
Primer 2: Applova inovacija Fiber Aesthetics
Embalaža za slušalke Apple Beats Studio Pro je narejena iz 100-odstotnih materialov na osnovi vlaken (bambusova vlakna in vlakna sladkornega trsa). Naslednja zasnova kalupa predstavlja kompromis med močjo in natančnostjo:
Dodatek nanoceluloze (50–100 nm v premeru) materialu naredi 50 % močnejši, kar potrebuje natančna oprema za pravilno delovanje.
Zasnova mikro porozne strukture: 0,3 mm celice satja se uporabljajo za razdelitev območja, kar zniža stopnjo poškodb z 8 % na 0,3 % med testiranjem padca.
Modularna proizvodnja: CNC precizni obdelovalni kalupi zagotavljajo, da je velikost embalaže točna do ± 0,05 mm, kar olajša sestavljanje z izdelkom.
