一, velik korak naprej v znanosti o materialih: od "razgradljivih" do "visoko zmogljivih"
1. Nanocelulozna tehnologija za utrjevanje
Tehnologija za izboljšanje nanoceluloze (NFC) je skoraj pripravljena za prodajo javnosti. Celulozo v nanometrskem merilu je mogoče enakomerno porazdeliti po matrici celuloze, da močno izboljša mehanske lastnosti materiala. Ko se v oblikovanje celuloze doda nanoceluloza, se natezna trdnost dvigne nad 150 MPa, tlačna trdnost obroča se poveča za 22 %, temperatura toplotne deformacije se dvigne do 205 stopinj in lahko prenese temperaturne šoke od -20 stopinj do 220 stopinj. Ta inovacija je prvič omogočila, da oblikovanje celuloze nadomesti industrijsko plastiko. Uporablja se lahko za naloge visoke trdnosti, kot je izdelava delov za avtomobile in ohišja elektronike.
2. Funkcionalne obloge iz rastlin
Fluorirane spojine (PFAS) so tisto, zaradi česar je tradicionalno oblikovanje celuloze vodoodporno in{0}}odporno na olje, vendar uredba EU REACH postavlja stroge omejitve za te snovi, ker se kopičijo v živih bitjih. Leta 2025 je Univerza Donghua dosegla tehnološki napredek pri prevleki z dvo-plastno strukturo "kitozan stearinska kislina". Pore v vlaknih so napolnili s hitozanom, da bi bila bolj-odporna na olje, in prekrila hidrofilne skupine z dolgimi ogljikovimi verigami stearinske kisline, da bi naredila vodoodporno-pregrado. Zaradi tega je bil izdelek-odporen na olje do stopnje 12 in ni puščal niti po 30 minutah namakanja v vroči vodi pri 95 stopinjah. Hidrofobno sredstvo iz morskih alg, ki ga je ustvarila skupina Henkel, lahko tudi podaljša obstojnost hidroizolacije do 12 ur in skrajša cikel biorazgradnje, zaradi česar je boljši način pakiranja hrane.
3. Sistem vlaken z mešanico
Da bi porabili manj lesne celuloze, industrija pospešuje razvoj mešanih celuloznih materialov iz kmetijskih odpadkov, kot so pšenična slama, sladkorni trs in bambusova vlakna. Dolžina vlaken pulpe sladkornega trsa je dobra (0,65-2,17 mm) in je poceni. Kitajska bo do leta 2025 lahko proizvedla več kot 1,2 milijona ton, kar je 37,4 % trga surovin. Tehnologija biokemične obdelave celuloze je izboljšala bambusovo celulozo, trdnost vlaken na trganje pa se je povečala na 18,5 kN m/kg, s stopnjo penetracije več kot 25 % na področju vrhunske embalaže. Ker se vlakna med seboj dopolnjujejo, metoda mešanih vlaken ne le zniža stroške surovin, ampak tudi izboljša učinkovitost oblikovanja.
2, Posodobitev procesne tehnologije: tako hitrost kot natančnost bosta boljši
1. Tehnologija oblikovanja za zelo visoke hitrosti
Dolg cikel oblikovanja standardne celuloze (90 sekund na kalup) je velik problem, ki omejuje količino, ki jo je mogoče izdelati. Visok{2}}tehnologija oblikovanja impulzov visoke napetosti skrajša cikel na 4 sekunde na kalup, kar zmanjša porabo energije za 43,8 %. Dvojni vijačni ekstruzijski sistem podjetja Jiangsu Xinmeixing je omogočil, da ena linija proizvede 22.000 ton na leto, kar je povečalo stopnjo avtomatizacije malih in srednje-proizvajalcev s 45 % na 73 %. Nemško podjetje Kiefel je izdalo tudi prilagodljivi stroj za vroče stiskanje, ki uporablja AI za dinamično prilagajanje deformaciji kalupa. Ta stroj ima natančnost ± 0,012 mm in se lahko uporablja za natančno pakiranje potrošniške elektronike.
2. Nov razvoj 3D celične strukture
Trenutno je pomembno področje tehnologije 3D-kompozitna mehurčasta struktura v obliki satja, ki se uporablja za blaženje pakiranja. Na podlagi dvojne-slojne zasnove "satovega mehurčka" je American Material Sciences Group dosegla stopnjo absorpcije energije 89J/g, kar je 40 % več kot običajna pena EPE. Huawei in Lenovo sta sodelovala pri ustvarjanju medpomnilnika gradientne gostote, ki ščiti območja s sprotnim spreminjanjem gostote. Vsako leto se obseg naročila poveča za 31,4 %. Takšna struktura ne le naredi stvari varnejše, ampak tudi porabi manj materiala, ker je oblika optimizirana, kar olajša izdelavo lahkih stvari.
3. Tehnika plesni z nizko vsebnostjo ogljika
Tehnologija oblikovanja kalupov z nizko vsebnostjo ogljika-na podlagi ocene življenjskega cikla (LCA) hitro postaja norma v poslovnem svetu. Ogljični odtis posameznega kompleta kalupov je mogoče zmanjšati za 62 % s simulacijo pretočnega kanala kalupa in uporabo materialov za kalupe, ki jih je mogoče reciklirati, za boljše delovanje. Industrijski grozd kalupov Ningbo je prav tako dokončal peto generacijo ultrazvočnih kalupov, ki omogočajo hitro menjavo kalupov v 30 sekundah. Zaradi tega je proizvodnja veliko bolj fleksibilna.
3, Inovacije v funkcionalni integraciji: prehod od "pasivne zaščite" k "aktivnemu ustvarjanju vrednosti"
1. Pametna metoda za pakiranje
Tehnologija IoT je v celoti integrirana z oblikovanjem celuloze za izdelavo pametne embalaže, ki jo je mogoče videti in z njo komunicirati. Na primer, vstavljanje pH{1}}naravnih barvnih trakov v svežo hrano pomeni, da ko se hrana pokvari in se sprostijo kisle snovi, se barvni trakovi spremenijo iz zelene v rumeno, kar ljudem takoj pove, kako dobra je hrana. S preprostim senzorskim vezjem, natisnjenim z biološko razgradljivo prevodno pasto, in zaznavanjem NFC na telefonu je mogoče prebrati informacije, kot sta temperatura shranjevanja in čas transporta, kar ustreza potrebam vrhunskih-svežih proizvodov po sledenju. Univerza Cornell je ustvarila tudi mehke elektronske naprave s tankim filmom, ki jih je mogoče reciklirati. Te naprave lahko vključujejo senzorje in prevodno črnilo v embalaži, da na primer spremljajo, kako dolgo je mogoče hraniti pokvarljivo blago.
2. Struktura za adaptivno ohranjanje
Da bi aktivno poskrbeli za težave, ki se pojavijo, ko poskušate ohraniti svežo hrano, oblikovanje celuloze ustvari plast različnih funkcij. Na primer, sestavljena struktura iz bambusovih vlaken in naravnega antibakterijskega sredstva iz chitina lahko samodejno nadzoruje vlažnost znotraj embalaže (RH 85 % do 90 %), absorbira plin etilen, ustavi rast plesni na sadju in zelenjavi ter podaljša rok uporabnosti za dva do tri dni v primerjavi s tradicionalnimi plastičnimi škatlami za konzerviranje. Za sveže meso in morske sadeže se uporablja kompozitna struktura iz "pulp molding + razgradljiva pregradna folija PLA", ki ima stopnjo pregrade za kisik manjšo ali enako 1,5 cc/(m²).
3. Kombinacije modularnih funkcij
"Ločeno shranjevanje, priročno ogrevanje in varnostna zaščita" so tri glavne potrebe, ki jih mora izpolniti montažna embalaža za hrano. Oblikovanje celuloze izpolnjuje te potrebe z integracijo funkcij prek strukturnih inovacij. Na primer struktura z več-votlinami, ki je že sestavljena in deli votlino za glavno sestavino, votlino za prilogo in votlino za omako; vsaka votlina je zatesnjena ločeno s tesnilom na-biljski osnovi, ki ga je mogoče reciklirati, da se prepreči mešanje okusov; Na dnu votline je vgrajen vodilni utor za hitro odvajanje morebitne kondenzirane vode, ki nastane med kuhanjem. Tako ohranimo okus sestavin. Segrevamo ga lahko na tri načine: na pari, v vrenju ali v mikrovalovni pečici (od -20 stopinj do 120 stopinj).
4, Pametni proizvodni sistem: Premik od »izkušnje usmerjenega« k »podatkovno usmerjenega«
1. Platforma za industrijski internet stvari
Več kot 1200 proizvodnih podjetij je zdaj povezanih z industrijsko platformo interneta stvari, ki je bila postavljena v Kunshan, Jiangsu. Dinamična optimizacija ključnih parametrov, kot sta temperatura kalupa in koncentracija gošče, se doseže z zbiranjem in analiziranjem procesnih parametrov v realnem času. To dvigne stopnjo donosa na 99,6%. Tehnologija sledljivosti veriženja blokov je bila uporabljena tudi za obvladovanje celotnega procesa ogljičnega odtisa. Za vsako tono končnega izdelka se trguje z 0,48 tone indikatorjev CCER, kar podjetjem pomaga zaslužiti več denarja s trgovanjem z ogljikom.
2. AI metoda za preverjanje kakovosti slik
Zhongxin Co., Ltd. je neodvisno ustvaril sistem vizualnega nadzora kakovosti z umetno inteligenco, ki uporablja algoritme globokega učenja za iskanje površinskih napak v blagu. Ta sistem zmanjša stopnjo napak na 0,03 ppm, zaradi česar je 20-krat učinkovitejši od ročnega nadzora kakovosti. S pregledovanjem napačnih podatkov lahko sistem izboljša načrtovanje kalupov in proizvodne procese v nasprotni smeri, kar ustvari zaprt krog "izboljšanja povratnih informacij zaznavanja".
3. Inteligentni proizvodni načrt, ki temelji na naročninah
Regionalno združenje za inteligentno proizvodnjo je izdalo nov naročniški model, imenovan »zakup opreme + ponovni nakup izdelka«. Ta model zniža prvotno naložbo strank za 67 % in uporablja tehnologijo veriženja blokov za poravnavo ogljičnih točk. Mali in srednje veliki-proizvajalci lahko najamejo inteligentno opremo za oblikovanje, plačajo pristojbine glede na obseg proizvodnje in nato dajo zavezništvu končne izdelke v odkup. To zmanjšuje tržna tveganja in finančni pritisk.
