一, Optimizare structurală: modalitatea principală de a îmbunătăți rezistența și precizia
1. Proiectarea armăturii goale și verticale: Găsirea echilibrului potrivit între flexibilitate și rezistență
Ambalajul care protejează articolele electrice trebuie să poată rezista atât la impacturi, cât și la distorsiuni. În proiectarea matriței, structura goală poate face produsul mai elastic și poate absorbi energia vibrațiilor în timpul transportului. Barele de armare fac produsul mai rigid și răspândesc stresul, făcând aranjamentul fibrelor mai dens. De exemplu, computerele Lenovo vin în cutii cu nervuri ondulate verticale care fac fiecare cutie cu 20% mai puternică când vine vorba de rezistența la compresiune. Tranziția în formă de arc-a cavității ajută, de asemenea, la răspândirea tensiunii, ceea ce scade rata de deteriorare a testului de cădere de la 8% la 0,3%.
2. Pantă de deformare și tranziție colț rotunjit: o dublă garanție de precizie și randament
Panta de demulare afectează direct dimensiunea produsului și calitatea suprafeței. Prea multă înclinare poate îngreuna demolarea, ceea ce poate lăsa cicatrici sau crăpături. Prea multă pantă poate face, de asemenea, împachetarea mai puțin utilă. Pentru a vă asigura că hârtia semifabricată-reținătoare de umiditate iese fără probleme și că fibrele nu se sparg din cauza marginilor drepte și a unghiurilor drepte, matrițele electronice de ambalare a produselor au de obicei o pantă de deformare de 1 grade până la 3 grade și tranziții rotunjite de la R0,5 la R2 mm. De exemplu, matrița de ambalare pentru căștile Apple Beats Studio Pro a făcut marginile produsului cu 15% mai puternice și a redus deșeurile făcând colțurile mai rotunjite.
3. Controlul grosimii peretelui: priceperea de a găsi echilibrul potrivit între rezistență și cost
Rezistența unui produs depinde foarte mult de grosimea pereților, totuși, făcându-i prea groși, poate avea nevoie de mai multe materii prime și energie pentru uscare. Majoritatea matrițelor de ambalare a dispozitivelor electronice au pereți care au o grosime de 0,5 până la 6 mm (metoda de formare prin adsorbție) și întăresc porțiunile slabe prin adăugarea de grosime suplimentară. De exemplu, matrița de ambalare a telefonului Xiaomi a făcut pereții mai groși cu 0,3 mm în zona modulului camerei, ceea ce a făcut ca rezistența la compresiune locală să fie mai puternică cu 30%, în timp ce utilizarea totală a materialului a crescut cu doar 5%.
2, Adaptarea procesului: un salt tehnologic de la presarea umedă la presarea uscată
1. Procesul matriței de presare umedă: realizarea de orice cu multe detalii și precizie
Metoda de presare umedă folosește turnarea la presiune înaltă-pentru a face fibrele mai dense, ceea ce o face excelentă pentru ambalarea produselor electronice de ultimă generație. Există două probleme principale pe care trebuie să le rezolve proiectarea matriței:
Aranjament orientat-fibrelor: direcția de curgere a fibrelor în câmpul de presiune este reglată prin potrivirea atentă a matrițelor convexe și concave. Forma de ambalare pentru telefonul Sony Xperia 1 V, de exemplu, folosește tehnologia de control al presiunii din zonă pentru a alinia fibrele cu direcția impactului. Acest lucru mărește rata de absorbție a energiei cu 40% în testele de cădere.
Realizarea unei structuri microporoase: matrița trebuie să fabrice o matrice microporoasă de 0,1–0,5 mm pentru a se potrivi nevoilor de tamponare ale instrumentelor de precizie. O companie a produs o matriță de ambalare pentru echipamente electronice medicale care utilizează tehnologia de gravare cu laser pentru a distribui uniform microporii de 0,2 mm, păstrând inexactitatea densității produsului în ± 2%.
2. Matrite pentru proces uscat: analizează prototipul rapid, cu costuri reduse
Turnarea prin presare la cald face parte din procesul uscat, care reduce nevoia de umiditate, consumul de energie și costurile de producție. Există două mari probleme pe care trebuie să le rezolve proiectarea matriței:
Optimizarea conducerii căldurii: Procesul uscat trebuie să încălzească rapid fibrele pentru a le face solide, iar matrița trebuie să utilizeze materiale cu conductivitate termică ridicată (cum ar fi aliajul de aluminiu) și să construiască un circuit de apă de răcire care se potrivește. De exemplu, o anumită companie a realizat o matriță de turnare a pulpei uscate care reduce ciclul de turnare de la 120 de secunde la 80 de secunde prin rearanjarea circuitului de apă de răcire.
Calitate mai bună a suprafeței: tehnologia procesului uscat lasă adesea bavuri pe suprafețe, prin urmare matrița trebuie să utilizeze tehnologia de nano acoperire. Un strat de titan a fost pus pe o anumită matriță de ambalare pentru laptop pentru a face suprafața produsului mai puțin aspră, trecând de la Ra3,2 μm la Ra0,8 μm. Acest lucru a îndeplinit standardele de aspect pentru electronice-de înaltă calitate.
3, Conformitatea mediului: tendințe în designul durabil în lumea afacerilor
1. Design modular: cel mai bun mod de a determina mai mulți oameni să recicleze
Norma UE DEEE spune că echipamentele electronice trebuie să aibă o rată de reciclare a plasticului de cel puțin 85%. Cu toate acestea, piesele de ambalare clasice cu design integrat de matriță sunt greu de demontat și au doar o rată de reciclare de 55%. Elementele de fixare prin închidere leagă forme modulare în loc de lipici, ceea ce facilitează demontarea pieselor de ambalare. De exemplu, un producător de laptopuri a modificat matrița pentru cadrul central de la integrat la modular. Acest lucru a crescut rata de reciclare a plasticului la 82% și a redus cheltuielile cu mucegaiul cu 10%.
2. Schimbarea materialelor biobazate pentru a reduce impactul acestora asupra mediului
Există două mari probleme care trebuie rezolvate atunci când se transformă materiale pe bază de bio, precum PLA și PHA în matrițe:
Rezistență la temperatură: temperatura injecției trebuie menținută între 180 și 220 de grade Celsius, iar matrița trebuie acoperită cu crom pentru a împiedica lipirea PLA de el. O companie a realizat o matriță pentru ambalarea telefonului mobil PLA care durează de 200.000 de ori mai mult decât a făcut înainte prin placare cu crom.
Optimizarea lichidității: materialul PHA este foarte gros, ceea ce poate face umplerea neuniformă. Canalele de curgere în gradient trebuie utilizate în proiectarea matriței. Prin optimizarea secțiunii canalului de curgere, o anumită matriță de ambalare electronică medicală a făcut distribuția de fibre a mărfurilor PHA cu 30% mai uniformă.
4, Practică în industrie: de la o mare descoperire tehnologică la o utilizare largă
Cazul 1: propunerea Lenovo de a înlocui plasticul
Lenovo va trece treptat de la amortizarea din plastic în ambalajul laptop-ului la modelarea pulpei începând cu 2022. Acest lucru va face ambalajul mai puternic și mai precis prin utilizarea modelelor noi de matriță.
Creșterea cantității de fibre lungi cu 30% pentru a construi o structură schelet și utilizarea pastei mecanice de mătură înaltă (TMP) pentru a îmbunătăți gradul de împletire a fibrelor;
Utilizarea Enhancer: adăugarea unei soluții PAM de 0,2% pentru a crea o structură de membrană de rețea reduce pierderea așchiilor cu 86%.
Îmbunătățirea procesului de presare la cald: produsul este cu 20% mai strâns cu o combinație de 180 de grade, 0,5 MPa și 40 de secunde, iar eroarea de planeitate a suprafeței este mai mică de 0,08 mm.
Lenovo a înlocuit complet ambalajele turnate cu pastă până în 2024. Acest lucru a redus costul de livrare a unui singur laptop cu 15% și a crescut satisfacția clienților cu 12%.
Cazul 2: Inovația Apple în materie de estetică a fibrelor
Ambalajul căștilor Apple Beats Studio Pro este construit din materiale 100% pe bază de fibre-(fibră de bambus și fibre de bagas de trestie de zahăr). Următorul design de matriță atinge un compromis între rezistență și precizie:
Adăugarea de nanoceluloză (50–100 nm în diametru) materialului îl face cu 50% mai puternic, ceea ce este necesar pentru echipamentele de precizie pentru a funcționa corect.
Designul unei structuri microporoase: celule de tip fagure de 0,3 mm sunt folosite pentru a împărți regiunea, ceea ce scade rata de deteriorare de la 8% la 0,3% în timpul testării căderii.
Fabricare modulară: matrițele de prelucrare de precizie CNC se asigură că dimensiunea ambalajului este precisă cu ± 0,05 mm, ceea ce face ușor de asamblat cu produsul.
