1. Proprietățile materialului: Beneficiile utilizării fibrelor naturale în sistemele mecanice
Fibrele vegetale, inclusiv deșeurile de hârtie, pulpa de bambus și bagasa de trestie de zahăr sunt folosite pentru a face pulpă turnată. Fibrele sunt apoi modelate într-o structură de plasă tri-dimensională utilizând tehnologia de aspirare în vid. Fibrele acestei structuri sunt țesute aleatoriu împreună pentru a oferi un sistem de sprijin tri-dimensional care arată ca un fagure și are propriile sale calități mecanice unice.
Distribuția tensiunilor și absorbția energiei: Deoarece fibrele sunt ținute împreună prin legături de hidrogen și țesute împreună, ele pot absorbi tensiunile exterioare prin deformare elastică în loc de compresia materialului. O tavă pentru ouă, de exemplu, cântărește doar 65 g, dar poate susține 80 kg de greutate statică fără a se rupe. Structura de tip fagure împiedică o singură tavă să se îndoaie mai mult de 3 mm, ceea ce este superior materialului plastic spumos de aceeași grosime.
Optimizarea densității și rezistenței: Când fibrele sunt modelate la temperaturi și presiuni ridicate (180–250 grade, 5–10 MPa), legăturile de hidrogen dintre ele sunt reorganizate, iar densitatea crește la 0,6–0,8 g/cm³, ceea ce face materialul mult mai rigid. Adăugarea unui agent de hidroizolație cu sulfat de aluminiu sau a unui compus de armare adeziv cu amidon crește aderența fibrelor cu 30%, păstrând în același timp materialul ușor (cu 50% mai puțin dens decât lemnul).
Performanță dinamică de tamponare: În testarea de impact, distanța de tamponare a turnării pulpei are o relație negativă cu accelerația transmisă. De exemplu, o anumită marcă de ambalaje pentru telefoane mobile folosește o structură compozită cu mai multe-strat (cavitate+design de armătură verticală) care reduce viteza de transmitere a vibrațiilor în timpul transportului cu 40% și menține produsul intact în 99,7% din timp în timpul testării căderii.
2. Proiectare structurală: de la garanții individuale la soluții cuprinzătoare
Îmbunătățirea turnării pastei de la „tampon universal” la „protecția sistemului personalizat” este condusă de gama largă de dispozitive electronice care au nevoie de aceasta. Acest lucru scade rata daunelor în timpul transportului prin șase modele principale:
Optimizarea geometriei: rigidizări și camere: proiectarea matriței pentru a face goluri și a adăuga nervuri în interior. De exemplu, un anumit tip de ambalaj pentru laptop are o structură verticală de întărire care arată ca o „puț”. Această structură dublează-capacitatea portantă și poate suporta o presiune de stivuire de 100 kg.
Compozit de înaltă temperatură și presiune înaltă realizat din 3 până la 5 straturi de placă de pastă. Face legătura dintre straturile de fibre cu 30% până la 50% mai puternică. O anumită marcă de ambalaje TV are o construcție compozită cu 5 straturi care poate susține 500 kg de articole și are o rezistență la compresiune de 15MPa. Poate fi folosit în locul paleților din lemn.
Protecție pe regiune:
Barieră cu fagure: unitățile de tip fagure la scară micro sunt utilizate pentru a împărți zonele pentru piese de precizie, cum ar fi modulele camerei și plăcile de circuite. Când aceste unități sunt lovite din exterior, ele lucrează împreună pentru a deforma și absorbi energia. Ambalajul pentru o anumită marcă de căști are o formă de fagure de 0,5 mm, iar rata de deteriorare a pieselor în timpul testării căderii a scăzut de la 8% la 0,3%.
tamponare cu gradient: faceți gradienți de densitate pe baza modului în care este răspândită greutatea produsului. De exemplu, un anumit tip de ambalaj pentru consolă de jocuri utilizează o structură de-densitate mare (0,8 g/cm³) în zona centrului de greutate și o structură de-densitate scăzută (0,5g/cm³) în zona marginilor. Acest lucru face ca pachetul să fie cu 20% mai ușor și cu 15% mai bun la protejarea consolei de jocuri.
Design care menține umezeala și staticul afară:
Ambalajul pentru turnarea celulozei poate include fibre conductoare sau acoperiri anti-statice pentru a scăpa de încărcătura statică care se acumulează în timpul transportului. Acest lucru poate reduce rata de deteriorare a dispozitivelor electronice din cauza electricității statice de la 3% la 4% la zero.
Utilizarea tehnologiilor de nano acoperire, cum ar fi înlocuirea compușilor PFAS cu oxid de grafen, poate face lucrurile să fie impermeabile și rezistente la ulei-, ceea ce trebuie să poată face piesele electrice. De exemplu, un anumit tip de ambalaj pentru echipamente medicale a primit certificarea UE pentru materialele în contact cu alimentele și poate funcționa bine la temperaturi de până la -18 grade.
3. Utilizare în afaceri: de la electronice-de ultimă generație până la acoperirea completă a scenei
În lumea electronicelor 3C:
Ambalare pentru telefoane mobile: rata internă de manipulare a ambalajelor pentru telefoanele mobile Xiaomi a crescut la 99,9%, iar rata daunelor în timpul tranzitului a scăzut cu 80%. A trecut testul standard ISTA 3A, care simulează condițiile de transport global.
Lenovo va renunța treptat la ambalajele din plastic pentru laptopuri începând cu 2022 și va fi trecut complet la modelarea pulpei până în 2024. Seria Yoga are o structură „cavitate dublă+bară verticală în formă de arc-care a fost îmbunătățită prin simularea ANSYS. Se poate îndoi mai puțin de 2 mm sub o sarcină statică de 80 kg.
Când vine vorba de electrocasnice:
Ambalaj TV: Seria Samsung QLED utilizează o combinație de „tavă turnată în pulpă+bandă tampon EPE”. Tava poate susține 200 kg, ceea ce reduce greutatea ambalajului cu 35% și emisiile de carbon cu 50%.
Unitatea exterioară a aparatului de aer condiționat are o structură de colț turnată în pulpă, iar Gree folosește învățarea automată pentru a îmbunătăți designul matriței. Când se pune pe el o sarcină statică de 80 kg, deformarea este mai mică de 2 mm. Acest lucru economisește 40% din costuri în comparație cu colțurile standard din lemn de esență tare.
Dispozitive care pot fi purtate: Ceas inteligent: Apple Watch Series 8 vine într-o cutie construită din matriță de pulpă ultra-subțire de 0,3 mm care protejează piesele electronice de precizie cu tehnologia „respirabilitate microporoasă+acoperire anti-statică”. Cutia are o rată de deteriorare mai mică de 0,1% când este deschisă.
Dispozitive AR/VR: un tip de ambalaj pentru căști VR are un „design de tamponare pe șase fețe”. Acest design a supraviețuit unui test de cădere liberă de 30 cm și a păstrat modulul interior al lentilei 100% nedeteriorat.
4. Revoluții în tehnologie și un sistem standard
Inovatie in materiale:
Armare cu nanofibre: Adăugarea de nanoceluloză cu un diametru de 50 până la 100 nm face ca materialul să fie cu 50% mai puternic, iar acest lucru a fost folosit în ambalarea unei anumite mărci de drone.
Acoperire pe bază de bio: acoperiri polimerice naturale, cum ar fi alginatul de sodiu și chitosanul, sunt utilizate în locul agenților de impermeabilizare tipici pe bază de petrol{0}. Acest lucru reduce ciclul de compostare a materialelor la 30 de zile.
Actualizare inteligentă a producției: proiectarea matriței AI: prin utilizarea învățării automate pentru a îmbunătăți structura matriței, o companie a redus ciclul de proiectare de la 7 zile la 2 zile și a crescut utilizarea materialelor cu 15%.
Linia de producție digitală: Platforma industrială de internet a fost folosită pentru a urmări întregul proces, de la amestecarea cantității potrivite de materii prime până la verificarea produsului finit. Acest lucru a ridicat randamentul fabricii la 99,5%.
Sistem standard complet: Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a publicat ISO 18847, „Metode de testare pentru ambalaj turnat în celuloză”. Acest document enumeră 12 indicatori de performanță, inclusiv rezistența la sarcină-, amortizarea și rezistența la umiditate.
„Specificația generală pentru ambalarea pentru turnarea celulozei a aparatelor electronice și electrice” este dezvoltată de Institutul de Cercetare pentru Standardizarea Electronică din China. Este planificat să fie pus în funcțiune în 2026 și va ajuta industria să se dezvolte într-un mod mai consistent.
