1. Principiul-de suport al pastei turnate este intersecția dintre mecanica structurală și știința materialelor.
Capacitatea de încărcare-a pastei turnate nu depinde numai de rezistența inerentă a materialului; mai degrabă, își îmbunătățește proprietățile mecanice printr-o „structură tridimensională împletită cu fibre” și printr-un „mecanism de dispersie a tensiunii”.
împletirea tridimensională a fibrelor într-o structură
Deșeurile de hârtie și celuloza de bambus sunt două exemple de fibre vegetale care pot fi utilizate pentru a genera pastă turnată. Metoda de turnare prin aspirare în vid o transformă într-o structură de rețea tri-dimensională. Mucegaiul cuprinde fibre care sunt tricotate împreună într-un mod aleatoriu pentru a realiza un sistem de sprijin tridimensional care apare ca un fagure. Această metodă poate răspândi uniform presiunile exterioare și poate minimiza nivelurile de stres în unele locuri. De exemplu, o tavă obișnuită pentru ouă cântărește doar 65 de grame, dar poate susține 80 de kilograme de greutate statică fără a se rupe. Acest lucru se datorează faptului că designul de tip fagure răspândește forța lovirii.
Îmbunătățirea formei
Designul matriței poate oferi camere de pulpă turnate și nervuri de întărire în interior, cum ar fi nervurile verticale din matrițele cu umeraș. Acest lucru îl face mult mai puțin probabil să se îndoaie. De exemplu, căptușeala de pulpă pe care un producător a dezvoltat-o pentru unitatea exterioară a unui aparat de aer condiționat are un model de celule hexagonale tip fagure. Accelerația maximă a produsului este cu 27% mai mică decât cea a spumei EPS obișnuite în testul de cădere de 1 m, iar structura nu este deteriorată. Folosind temperaturi ridicate și presiune înaltă, construcția compozită multi-strat combină, de asemenea, plăci de celuloză multi-strat. Legătura dintre straturile de fibre este mai puternică, iar rezistența la compresiune este cu 30% până la 50% mai puternică. În loc de paleți din lemn, poate transporta 500 kg de produse.
Cum să faci față stresului
Modul în care structura se îndoaie și se întinde, nu cum se comprimă substanța, conferă pulpei turnate proprietățile sale de amortizare. De exemplu, grilajele de tip fagure despart împachetarea lucrurilor care nu sunt obișnuite în bucăți mai mici. Când ceva atinge exteriorul unității, acesta își schimbă forma și absoarbe energie. Acest lucru oprește totul să se destrame. Acest design ajută pulpa turnată să-și păstreze forma, modificând și forma pentru a dispersa energia unui impact atunci când trebuie să susțină greutatea.
2. Un mare pas înainte în tehnologie: trecerea de la „ușoară” la „-înaltă”
Pulpa turnată timpurie a fost folosită în mare măsură pentru produse ieftine, cum ar fi tăvi pentru ouă, deoarece costa foarte mult și își schimba forma când s-a umezit. Dar tehnologiile moderne precum presarea umedă, acoperirile nano-impermeabile și optimizarea topologiei structurale au făcut-o să funcționeze mult mai bine:
Capacitatea de a modela lucruri la temperaturi și presiuni ridicate
După ce s-a format embrionul, puneți-l într-un mediu de-presiune ridicată și temperatură-înaltă (5–10 MPa) la 180–250 de grade pentru a modifica legăturile de hidrogen dintre fibre, pentru a-l face mai rigid și pentru a crește densitatea la 0,6–0,8 g/cm³. O anumită firmă a realizat o tavă de pulpă pentru mașini de spălat rufe care are doar 10 mm grosime, dar care poate susține o sarcină statică de 200 kg, ceea ce este suficient pentru electrocasnicele mari.
Tehnologie care vă permite să schimbați lucrurile prin adăugarea de elemente
Puteți face legătura dintre fibre cu 30% mai puternică adăugând substanțe chimice de impermeabilizare precum sulfatul de aluminiu sau agenți de întărire precum lipiciul de amidon. Materialul va fi în continuare ușor (50% mai ușor decât lemnul). Un tip de ambalaj pentru televizor, de exemplu, folosește o căptușeală cu pastă acoperită anti-static. Acest lucru nu numai că protejează echipamentele electronice de electricitatea statică, dar face și ambalajul cu 15% mai ușor, făcând structura mai eficientă.
Tehnologie pentru îmbunătățirea topologiei structurale
Utilizați simularea pe computer pentru a răspândi mai bine fibrele, astfel încât materialul să fie mai dens acolo unde este supus mult stresului. De exemplu, o afacere a folosit optimizarea topologiei pentru a face ambalaje de celuloză pentru frigidere care au crescut densitatea locală cu 20%. Acest lucru a redus șansa ca produsul să se rupă în timpul testării căderii de la 1,2% la 0,3%.
3. Studiu de caz: punerea la încercare a teoriei în lumea reală
În industria electrocasnicelor, capacitatea portantă-a pastei turnate a fost evaluată în detaliu, iar performanța acesteia o depășește pe cea a spumei de plastic convenționale:
Ambalaj pentru aparatele de aer condiționat care ies afară
O companie principală a creat căptușeala de pulpă pentru unitatea exterioară a aparatului de aer condiționat într-un design hexagonal de tip fagure. Cea mai mare accelerație a produsului este cu 27% mai mică decât cea a spumei EPS în testul de cădere de 1 m, iar structura nu este deteriorată. Ambalajul poate fi stivuit și pentru transport, ceea ce economisește 40% din spațiul de depozitare și 18% din costurile totale.
Hârtie de ambalaj în jurul mașinilor de spălat
Unele tipuri de mașini de spălat vin cu ambalaje din hârtie completă „pulpă turnată+carton ondulat”. Îmbunătățindu-și structura, acest lucru face ca ambalajul să fie mai ușor cu 20%, putând să mențină și să protejeze greutatea în timpul transportului. Datele reale de testare arată că această metodă reduce rata daunelor de expediere de la 0,8% la 0,2%, ceea ce economisește peste 5 milioane de yuani pe an în cheltuielile post-vânzare.
Ambalaj TV care nu produce electricitate statică
Unele cutii TV au o căptușeală compusă din pastă care a fost acoperită cu un material anti-static. Acest lucru nu numai că protejează echipamentele electronice de electricitatea statică, dar face și ambalajul cu 15% mai ușor prin îmbunătățirea structurii sale. Testul EU ROHS a trecut pentru această propunere, care este acum un model de ambalaj care este bun pentru mediu.
