一, Materiaal veranderen: volledige ketenversterking van vezeleigenschappen tot chemische additieven
1. Vezeloriëntatietechnologie: het opnieuw opbouwen van de microstructuur
Je kunt de mechanische eigenschappen van gevormde pulp aanzienlijk verbeteren door de manier waarop de vezels zijn gerangschikt te manipuleren. Lenovo maakt bijvoorbeeld gebruik van een vezel-gericht lay-outalgoritme om de computerdempingsverpakkingen 40% sterker te maken, terwijl er 15% minder materiaal wordt gebruikt. Deze methode bootst na hoe natuurlijke vezels kristalliseren door ze op een georganiseerde manier in de spanningsrichting uit te lijnen om een 'mechanisch versterkingskanaal' te maken. Samsung heeft vezeloriëntatietechnologie op nanoschaal gebruikt om de verpakking van mobiele telefoons 50,6% duurzamer te maken en 30% minder snel kapot te maken.
2. De synergie tussen vezelcompounds en versterkingsmiddelen
Verschillende vezels kunnen samenwerken om een materiaal beter te laten functioneren dan wanneer het afzonderlijk zou kunnen. Uit onderzoek blijkt dat het combineren van breed-houtpulp en bagassepulp in een verhouding van 1:1 de trekindex, barstindex en stijfheid van pulpvormmaterialen met respectievelijk 22,0%, 65,8% en 12,4% verbetert. De versterkingstechniek met minerale vezels kan ook verpakkingsmateriaal voor grote huishoudelijke apparaten ondersteunen door het een treksterkte van 16,51 MPa en een elastische modulus van 535 MPa te geven. Een bepaald bedrijf maakte een pulpbak voor diepvriezers, waar nu 220 kilogram in plaats van 150 kilogram in kan. Dit komt omdat ze 20% minerale vezels bevatten.
3. De manier veranderen waarop chemische additieven werken
Waterdichtingsmiddel: Door aluminiumsulfaat of paraffinelotion toe te voegen, kunt u een hydrofobe laag op het vezeloppervlak aanbrengen die de wateropname vermindert van 15% tot minder dan 3%. In een ruimte met een luchtvochtigheid van 90% gebruikt een bepaalde airconditioningfabrikant micro-silica-coatingtechnologie om 85% van de oorspronkelijke sterkte van de verpakking te behouden.
Kationisch zetmeel zorgt ervoor dat vezels beter aan elkaar plakken door waterstofbruggen te vormen. Door 1% toe te voegen kan de treksterkte met 30% toenemen. Epoxy-gecoate natriumbicarbonaatmicrocapsules vormen een microporeuze structuur door gas vrij te geven, waardoor ze lichter worden en beter kunnen worden samengedrukt.
Grafeen geleidende coating is een antistatische verbinding die de oppervlakteweerstand tussen 10 ⁶ en 10 ⁹ Ω/sq houdt, waardoor wordt voorkomen dat statische elektriciteit elektronische onderdelen beschadigt.
2, Structureel ontwerp: nieuwe manieren om dingen te doen, van bionica tot topologie. Er optimaal gebruik van maken
1. Nieuwe ideeën voor drie-dimensionale geometrische vormen
De honingraatstructuur lijkt op de zeshoekige eenheidsopstelling van een honingraat, die externe spanningen gelijkmatig kan verspreiden. Een bedrijf maakte bijvoorbeeld een pulpvoering voor wasmachines met een honingraatindeling. Bij een valtest van 1 meter verlaagt deze voering de piekversnelling van het product met 27% zonder de structuur te beschadigen.
Holle holte en verstevigingsribben: Mallen worden gebruikt om holtes en verticale ribben in het product te maken, waardoor het sterker wordt tegen buigen. Het holteontwerp van een bepaalde hangervorm heeft zijn draagvermogen- meer dan verdubbeld, en het hoge-temperatuur- en hoge-composiet van de meer-laagse composietstructuur heeft de druksterkte met 30% tot 50% verbeterd.
Structuur van de gradiëntdichtheid: de oppervlaktedichtheid van het pakket is hoog om impact te weerstaan, en de binnendichtheid is laag om energie te absorberen. Dit gebeurt via dichtheidsgradiëntcontroletechnologie. Met deze techniek heeft Apple de telefoonverpakking 20% dunner gemaakt, terwijl hetzelfde beschermingsniveau behouden blijft.
2. Optimalisatie van de topologie en ontwerpen van dingen die op levende wezens lijken
Biomimetisch gebruik: Om pulpmaterialen te maken die zichzelf kunnen herstellen, kopieert u de manier waarop chitinevezels aan elkaar worden gebreid. Vezels kunnen hun kracht gedeeltelijk herwinnen door recombinatie met waterstofbruggen wanneer ze in een bepaald gebied gewond raken.
Algoritme voor het optimaliseren van de topologie: computersimulaties gebruiken om de vezelverdeling te verbeteren, zodat het materiaal dichter is in gebieden waar de spanning hoog is. Een bedrijf maakte verpakkingen voor tv's die de dichtheid van het gebied met 20% verbeterden door middel van topologie-optimalisatie. Hierdoor werd het val- en schadepercentage verlaagd van 1,2% naar 0,3%.
3, Procesoptimalisatie: exacte controle over alles, van vorminstellingen tot droogtechnologieën
1. De parameters van het vormproces verbeteren
Temperatuur en druk van de mal: Het verhogen van de maltemperatuur tot het juiste niveau (180-250 graden) kan de verdamping van water versnellen en de waterstofbinding tussen vezels bevorderen. Door de vormdruk (5–10 MPa) te verhogen, kunnen de vezels beter georganiseerd worden. Door procesverbetering heeft een specifiek bedrijf de dichtheid van pulptrays verhoogd van 0,4 g/cm³ naar 0,7 g/cm³ en ze 60% sterker gemaakt tegen compressie.
Tijd voor vacuümadsorptie: Als u de vacuümadsorptieperiode verlengt van 3 seconden naar 8 seconden, zal de vezelafzetting gelijkmatiger zijn en zullen er minder zwakke plekken zijn. De verpakking van een bepaalde magnetron is gewijzigd zodat deze 18 lagen kan bevatten in plaats van 12.
2. Nieuwe manieren om dingen te drogen
Magnetrondrogen: gelijktijdig verwarmen van de binnen- en buitenkant van het product met microgolven, waardoor de stressconcentratie wordt verlaagd. Nadat een bepaald bedrijf was begonnen met het gebruik van microgolfdrogen, daalde het kromtrekkingspercentage van de verpakking van 5% naar 0,5% en ging de sterkte met 15% omhoog.
Door de doordringbaarheid van infrarood te combineren met de uniformiteit van hete lucht, verhoogt het infrarood heteluchtcomposietdrogen de droogefficiëntie met 40% terwijl de elastische modulus van de vezels behouden blijft.
4, Composiettechnologie: de overstap van afzonderlijke materialen naar systeemoplossingen
1. Composiet van pulp en plastic
Oppervlaktecoating: spuit een polyurethaan- of acryllotion op water-basis op het pulpoppervlak om een laag te maken die niet wegslijt. Door deze technologie heeft één bedrijf de slijtvastheid van zijn verpakkingen verdrievoudigd en deze vijf jaar langer laten meegaan.
Ingebed spuitgieten: het plaatsen van kunststof versterkingsribben in pulpstructuren om een hybride last-draagsysteem te maken. De verpakking van een bepaalde koelkast is zo gemaakt dat één bakje meer gewicht kan dragen, gaande van 200 kilo tot 350 kilogram.
2. Composiet van pulp en metaal
Een samengestelde aluminiumfolielaag over de pulp kan het tegelijkertijd beter waterdicht maken en beschermen tegen elektromagnetische golven. Dankzij deze methode is de verpakking van een hoogwaardige tv IPX7 waterbestendig- geworden en is de EMC-test doorstaan.
Versterking van het stalen skelet: het plaatsen van stalen frames in zware-verpakkingen om een "zachte, harde" verbindingsstructuur te maken. Dit ontwerp heeft het breukpercentage tijdens transport voor een bepaalde buitenunit van een airconditioner teruggebracht van 2,1% naar 0,1%.
