一, Spreminjanje materiala: popolna ojačitev verige od lastnosti vlaken do kemičnih dodatkov
1. Tehnologija usmerjanja vlaken: obnova mikrostrukture
Mehanske lastnosti oblikovane celuloze lahko močno izboljšate tako, da spremenite razporeditev vlaken. Lenovo na primer uporablja algoritem postavitve, ki je usmerjen v vlakna, da naredi računalniško blažilno embalažo za 40 % močnejšo, medtem ko porabi 15 % manj materiala. Ta metoda posnema, kako naravna vlakna kristalizirajo, tako da jih organizirano poravnajo v smeri napetosti, da naredijo "kanal za mehansko ojačitev". Samsung je uporabil tehnologijo usmerjanja vlaken v nanometru, da je embalaža mobilnih telefonov postala 50,6 % bolj trpežna in za 30 % manjša verjetnost, da se bo sčasoma pokvarila.
2. Sinergija med mešanico vlaken in ojačitvenimi sredstvi
Različna vlakna lahko delujejo skupaj, da bi material deloval bolje, kot bi lahko sam. Študije kažejo, da kombinacija celuloze širokega{1}}listnega lesa in celuloze trsa v razmerju 1:1 poveča natezni indeks, indeks razpoka in togost materialov za oblikovanje celuloze za 22,0 %, 65,8 % oziroma 12,4 %. Tehnika ojačitve z mineralnimi vlakni lahko nudi tudi podporo materialu za pakiranje velikih gospodinjskih aparatov, saj ima natezno trdnost 16,51 MPa in modul elastičnosti 535 MPa. Neko podjetje je izdelalo pladenj za pulpo za zamrzovalnike, ki zdaj lahko sprejme 220 kilogramov namesto 150 kilogramov. To je zato, ker vsebujejo 20% mineralnih vlaken.
3. Spreminjanje načina delovanja kemičnih dodatkov
Hidroizolacijsko sredstvo: z dodatkom aluminijevega sulfata ali parafinskega losjona lahko na površini vlaken naredite hidrofobno plast, ki zmanjša vpojnost vode s 15 % na manj kot 3 %. V prostoru z 90-odstotno vlažnostjo določen proizvajalec klimatskih naprav uporablja tehnologijo premaza z mikrosilicijevim dioksidom, da ohrani 85 % prvotne trdnosti embalaže.
Kationski škrob poskrbi, da se vlakna bolje držijo skupaj z tvorbo vodikovih vezi. Če dodate 1 %, se lahko natezna trdnost poveča za 30 %. Mikrokapsule natrijevega bikarbonata, prevlečene z epoksi-, tvorijo mikroporozno strukturo s sproščanjem plina, zaradi česar so lažje in se bolje stiskajo.
Prevodni premaz iz grafena je antistatična spojina, ki ohranja površinsko upornost med 10 ⁶ in 10 ⁹ Ω/sq, kar preprečuje, da bi statična elektrika poškodovala elektronske dele.
2, Strukturno načrtovanje: novi načini dela od bionike do topologije. Najboljša uporaba
1. Nove ideje za tri{1}}dimenzionalne geometrijske oblike
Struktura satja je videti kot šestkotna enota satja, ki lahko enakomerno porazdeli zunanje napetosti. Na primer, podjetje je izdelalo oblogo iz celuloze za pralne stroje, ki ima postavitev satja. Pri preskusu padca z višine 1 meter ta podloga zniža najvišji pospešek izdelka za 27 %, ne da bi poškodovala strukturo.
Votla votlina in ojačitvena rebra: Kalupi se uporabljajo za izdelavo votlin in navpičnih reber znotraj izdelka, zaradi česar je ta močnejši proti upogibanju. Zasnova votline določenega kalupa za obešalnik je več kot podvojila njegovo-nosilnost, visoko-temperaturni in-visok{3}}tlačni kompozit več-plastne kompozitne strukture pa je povečal njeno tlačno trdnost za 30 % do 50 %.
Struktura gradientne gostote: površinska gostota paketa je visoka, da se upre udarcem, notranja gostota pa je nizka, da absorbira energijo. To se naredi s tehnologijo nadzora gradienta gostote. S to tehniko je Apple naredil embalažo telefona za 20 % tanjšo, hkrati pa ohranil enako raven zaščite.
2. Optimizacija topologije in oblikovanje stvari, ki izgledajo kot živa bitja
Biomimetična uporaba: Za izdelavo celuloznih materialov, ki se lahko popravljajo sami, kopirajte način, kako so hitinska vlakna pletena skupaj. Vlakna lahko delno povrnejo svojo trdnost z rekombinacijo vodikove vezi, ko se na določenem območju poškodujejo.
Algoritem za optimizacijo topologije: uporaba računalniških simulacij za izboljšanje porazdelitve vlaken, tako da je material gostejši v regijah, kjer je stres velik. Podjetje je izdelalo embalažo za televizorje, ki je z optimizacijo topologije povečala gostoto območja za 20 %. To je znižalo stopnjo padca in škode z 1,2 % na 0,3 %.
3, Optimizacija procesa: natančen nadzor nad vsem, od nastavitev oblikovanja do tehnologij sušenja
1. Izboljšanje parametrov postopka oblikovanja
Temperatura in tlak kalupa: dvig temperature kalupa na pravo raven (180–250 stopinj) lahko pospeši izhlapevanje vode in spodbudi vodikovo vez med vlakni. Zvišanje tlaka oblikovanja (5–10 MPa) lahko naredi vlakna tesneje organizirana. Z izboljšavo postopka je določeno podjetje povečalo gostoto pladnjev za celulozo z 0,4 g/cm³ na 0,7 g/cm³ in jih naredilo za 60 % močnejše proti stiskanju.
Čas za vakuumsko adsorpcijo: Če podaljšate obdobje vakuumske adsorpcije s 3 sekund na 8 sekund, bo odlaganje vlaken bolj enakomerno in bo manj šibkih točk. Embalaža za določeno mikrovalovno pečico je bila spremenjena tako, da lahko sprejme 18 plasti namesto 12.
2. Novi načini sušenja stvari
Sušenje v mikrovalovni pečici: sočasno segrevanje notranjosti in zunanjosti izdelka z mikrovalovi, kar zmanjša koncentracijo napetosti. Potem ko je določeno podjetje začelo uporabljati mikrovalovno sušenje, se je stopnja zvijanja embalaže zmanjšala s 5 % na 0,5 %, trdnost pa se je povečala za 15 %.
S kombiniranjem prodornosti infrardečega sevanja z enakomernostjo vročega zraka infrardeče kompozitno sušenje z vročim zrakom poveča učinkovitost sušenja za 40 %, hkrati pa ohranja modul elastičnosti vlaken.
4, Kompozitna tehnologija: prehod od posameznih materialov k sistemskim rešitvam
1. Kompozit celuloze in plastike
Površinski premaz: Če želite narediti plast, ki se ne bo obrabila, popršite poliuretanski ali akrilni losjon-na vodni osnovi na površino celuloze. S to tehnologijo je eno podjetje potrojilo odpornost proti obrabi svoje embalaže in jo podaljšalo za pet let.
Vgrajeno brizganje: postavitev plastičnih ojačitvenih reber v celulozne strukture za izdelavo hibridnega nosilnega-sistema. Embalaža za določen hladilnik je narejena tako, da en pladenj prenese večjo težo, od 200 kilogramov do 350 kilogramov.
2. Kompozit celuloze in kovine
Kompozitna plast aluminijaste folije na vrhu celuloze lahko izboljša hidroizolacijo in zaščito pred elektromagnetnimi valovi hkrati. S to metodo je bila embalaža za-televizor višjega cenovnega razreda IPX7-odporna na vodo in je opravila EMC testiranje.
Jeklena skeletna ojačitev: dajanje jeklenih okvirjev v težko-embalažo za izdelavo "mehke trde" vezivne strukture. Ta zasnova je zmanjšala stopnjo loma med pošiljanjem za določeno zunanjo enoto klimatske naprave z 2,1 % na 0,1 %.
