1. Materiaaleigenschappen: De voordelen van het gebruik van natuurlijke vezels in mechanische systemen
Plantaardige vezels, waaronder oud papier, bamboepulp en suikerrietbagasse, worden gebruikt om gevormde pulp te maken. De vezels worden vervolgens met behulp van vacuümzuigtechnologie gevormd tot een driedimensionale maasstructuur. De vezels van deze structuur zijn willekeurig met elkaar geweven om een driedimensionaal ondersteuningssysteem te bieden dat op een honingraat lijkt en zijn eigen unieke mechanische eigenschappen heeft.
Spanningsverdeling en energieabsorptie: Omdat de vezels bij elkaar worden gehouden door waterstofbruggen en samen worden geweven, kunnen ze spanningen van buitenaf absorberen door middel van elastische vervorming in plaats van materiaalcompressie. Een eierrekje weegt bijvoorbeeld slechts 65 gram, maar kan toch 80 kg statisch gewicht dragen zonder te breken. De honingraatstructuur zorgt ervoor dat een enkele bak niet meer dan 3 mm doorbuigt, wat superieur is dan schuimplastic van dezelfde dikte.
Het optimaliseren van de dichtheid en sterkte: Wanneer vezels worden gevormd bij hoge temperaturen en drukken (180–250 graden, 5–10 MPa), worden de waterstofbruggen daartussen gereorganiseerd en stijgt de dichtheid tot 0,6–0,8 g/cm³, waardoor het materiaal veel stijver wordt. Door aluminiumsulfaat-waterdichtingsmiddel of een zetmeelkleefstofversterkingsmiddel toe te voegen, wordt de hechting van de vezels met 30% verhoogd, terwijl het materiaal licht blijft (50% minder dicht dan hout).
Dynamische bufferprestaties: Bij impacttests heeft de bufferafstand van het pulpvormen een negatieve relatie met de overgedragen versnelling. Een bepaald merk mobiele telefoonverpakkingen maakt bijvoorbeeld gebruik van een meer-laagse composietstructuur (holte+verticale versterking) die de snelheid van de trillingsoverdracht tijdens verzending met 40% verlaagt en het product 99,7% van de tijd intact houdt tijdens valtests.
2. Structureel ontwerp: van individuele beveiligingen tot alomvattende oplossingen
De verbetering van het pulpvormen van "universele buffering" naar "systeembescherming op maat" wordt aangedreven door het brede scala aan elektronische apparaten die dit nodig hebben. Dit verlaagt het risico op schade tijdens verzending via zes hoofdontwerpen:
Geometrie optimaliseren: Verstevigingen en kamers: De mal ontwerpen om holtes te maken en ribben toe te voegen. Een bepaald soort laptopcomputerverpakking heeft bijvoorbeeld een verticale verstevigingsstructuur die op een 'put' lijkt. Deze constructie verdubbelt het draagvermogen- en kan een stapeldruk van 100 kg aan.
Composiet voor hoge temperaturen en hoge druk, gemaakt van 3 tot 5 lagen pulpkarton. Het maakt de verbinding tussen vezellagen 30% tot 50% sterker. Een bepaald merk tv-verpakkingen heeft een vijflaagse composietconstructie die 500 kg aan artikelen kan bevatten en een druksterkte heeft van 15 MPa. Het kan worden gebruikt in plaats van houten pallets.
Bescherming per regio:
Barrière met honingraat: Honingraateenheden op microschaal worden gebruikt om gebieden te verdelen voor precisieonderdelen zoals cameramodules en printplaten. Wanneer deze eenheden van buitenaf worden geraakt, werken ze samen om energie te vervormen en te absorberen. De verpakking van een bepaald merk koptelefoon heeft een honingraatvorm van 0,5 mm en het aantal beschadigingen aan de onderdelen tijdens valtests is gedaald van 8% naar 0,3%.
Gradiëntbuffering: Maak dichtheidsgradiënten op basis van hoe het gewicht van het product wordt verspreid. Een bepaald type gameconsoleverpakking gebruikt bijvoorbeeld een structuur met hoge-dichtheid (0,8 g/cm³) in het zwaartepuntgebied en een structuur met lage-dichtheid (0,5 g/cm³) in het randgebied. Hierdoor is de verpakking 20% lichter en 15% beter in het beschermen van de gameconsole.
Ontwerp dat vocht en statische elektriciteit buiten houdt:
Pulpvormverpakkingen kunnen geleidende vezels of anti{0}}statische coatings bevatten om de statische lading weg te nemen die zich tijdens het transport opbouwt. Dit kan het schadepercentage van elektronische apparaten als gevolg van statische elektriciteit terugbrengen van 3% naar 4% tot nul.
Het gebruik van nanocoatingtechnologieën, zoals het vervangen van PFAS-verbindingen door grafeenoxide, kan dingen waterdicht en olie-bestendig maken, en dat is wat elektrische onderdelen moeten kunnen doen. Een bepaald type verpakking voor medische apparatuur heeft bijvoorbeeld de EU-certificering voor voedselcontactmateriaal ontvangen en kan goed werken bij temperaturen tot -18 graden.
3. Gebruik in het bedrijfsleven: van hoogwaardige-elektronica tot volledige scènedekking
In de wereld van 3C-elektronica:
Verpakkingen voor mobiele telefoons: het interne verwerkingspercentage voor Xiaomi-verpakkingen voor mobiele telefoons is gestegen tot 99,9% en het percentage schade tijdens het transport is met 80% gedaald. Het heeft de ISTA 3A-standaardtesten doorstaan, die de omstandigheden van het wereldwijde transport simuleren.
Lenovo zal vanaf 2022 langzaam de plastic beschermverpakkingen voor laptops vervangen en zal in 2024 volledig zijn overgestapt op pulpgieten. De Yoga-serie heeft een "dubbele holte+boog-vormige verticale balk"-structuur die is verbeterd door ANSYS-simulatie. Het kan minder dan 2 mm buigen onder een statische belasting van 80 kg.
Als het om huishoudelijke apparaten gaat:
TV-verpakking: De Samsung QLED-serie maakt gebruik van een combinatie van "pulpgevormde lade + EPE-bufferstrip." De tray kan 200 kg dragen, waardoor het gewicht van de verpakking met 35% en de CO2-uitstoot met 50% wordt verminderd.
De buitenunit van de airconditioner heeft een uit pulp gevormde hoekverstevigingsstructuur en Gree gebruikt machine learning om het matrijsontwerp te verbeteren. Wanneer er een statische belasting van 80 kg op wordt uitgeoefend, is de vervorming minder dan 2 mm. Hierdoor bespaart u 40% op de kosten ten opzichte van standaard hardhouten hoekbeugels.
Draagbare apparaten: Smart Watch: de Apple Watch Series 8 wordt geleverd in een doos die is gemaakt van 0,3 mm ultra-dunne pulpvorm die elektronische precisieonderdelen beschermt met "microporeuze ademende + anti-statische coating"-technologie. De doos heeft een schadepercentage van minder dan 0,1% bij het openen.
AR/VR-apparaten: Eén type VR-headsetverpakking heeft een 'zeszijdig bufferontwerp'. Dit ontwerp heeft een vrije valtest van 30 cm overleefd en de interne lensmodule 100% onbeschadigd gehouden.
4. Doorbraken in technologie en een standaardsysteem
Innovatie in materialen:
Nanovezelversterking: Door nanocellulose toe te voegen met een diameter van 50 tot 100 nm wordt het materiaal 50% sterker, en dit is gebruikt in de verpakking van een bepaald merk drone.
Biobased coating: Natuurlijke polymeercoatings zoals natriumalginaat en chitosan worden gebruikt in plaats van typische op aardolie- gebaseerde waterdichtingsmiddelen. Hierdoor wordt de composteringscyclus van materialen teruggebracht tot 30 dagen.
Intelligente productie-upgrade: AI-matrijsontwerp: Door machinaal leren te gebruiken om de matrijsstructuur te verbeteren, heeft één bedrijf de ontwerpcyclus teruggebracht van 7 dagen naar 2 dagen en het materiaalgebruik met 15% verhoogd.
Digitale productielijn: Via het industriële internetplatform werd het volledige proces in de gaten gehouden, van het mengen van de juiste hoeveelheid grondstoffen tot het controleren van het eindproduct. Hierdoor steeg het rendement van de fabriek tot 99,5%.
Compleet standaardsysteem: De Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) heeft ISO 18847 gepubliceerd, "Testmethoden voor Pulp Molded Packaging." In dit document worden twaalf prestatie-indicatoren vermeld, waaronder draagkracht-, demping en vochtbestendigheid.
De "Algemene specificatie voor pulpvormverpakkingen van elektronische en elektrische apparaten" wordt ontwikkeld door het China Electronics Standardization Research Institute. Het is de bedoeling dat het in 2026 in gebruik wordt genomen en de industrie zal helpen zich op een meer consistente manier te ontwikkelen.
