一, Strukturel optimering: den vigtigste måde at gøre styrke og nøjagtighed bedre
1. Design af den hule og lodrette armering: Find den rette balance mellem fleksibilitet og styrke
Emballagen, der beskytter elektriske artikler, skal kunne modstå både stød og forvrængning. I formdesign kan den hule struktur gøre produktet mere elastisk og absorbere vibrationsenergi under forsendelse. Forstærkningsstænger gør produktet mere stift og spreder stress ved at gøre fiberarrangementet tættere. For eksempel kommer Lenovo-computere i kasser med lodrette bølgede ribber, der gør hver boks 20 % stærkere, når det kommer til trykstyrke. Den bue-formede overgang af hulrummet hjælper også med at sprede stress ud, hvilket sænker skadesraten for faldtesten fra 8 % til 0,3 %.
2. Afformningshældning og afrundet hjørneovergang: en dobbelt garanti for præcision og udbytte
Afformningens hældning påvirker direkte produktets størrelse og overfladekvalitet. For meget hældning kan gøre det svært at fjerne formen, hvilket kan efterlade rykkende ar eller revner. For meget hældning kan også gøre pakning mindre nyttig. For at sikre, at fugtbevarende-papiremner kommer jævnt ud, og at fibrene ikke knækker på grund af lige kanter og rette vinkler, har emballeringsforme til elektroniske produkter normalt en udtagningshældning på 1 grad til 3 grader og afrundede overgange på R0,5 til R2 mm. For eksempel har emballageformen til Apple Beats Studio Pro-øretelefoner gjort kanterne på produktet 15 % stærkere og reduceret spild ved at gøre hjørnerne rundere.
3. Kontrol af tykkelsen af væggen: evnen til at finde den rigtige balance mellem styrke og omkostninger
Styrken af et produkt afhænger meget af tykkelsen af væggene, men at gøre dem for tykke kan kræve flere råmaterialer og energi til at tørre. De fleste emballeringsforme til elektroniske apparater har vægge, der er 0,5 til 6 mm tykke (adsorptionsformningsmetode), og de gør svage dele stærkere ved at tilføje ekstra tykkelse til dem. For eksempel gjorde Xiaomi-telefonens emballageform væggene 0,3 mm tykkere i kameramodulområdet, hvilket gjorde den lokale trykstyrke 30 % stærkere, mens den samlede materialebrug kun steg med 5 %.
2, Procestilpasning: et teknologisk spring fra vådpresning til tørpresning
1. Proces med vådpresning af støbeform: lav noget med mange detaljer og nøjagtighed
Vådpresningsmetoden bruger høj-trykstøbning for at gøre fibrene tættere, hvilket gør den fantastisk til at pakke high-elektronik. Der er to hovedproblemer, som formdesign skal løse:
Fiber-orienteret arrangement: Strømningsretningen af fibre i trykfeltet reguleres af omhyggeligt matchende konvekse og konkave forme. Emballageformen til Sony Xperia 1 V-telefonen bruger f.eks. zonetrykkontrolteknologi til at justere fibrene i retningen af stødet. Dette øger energiabsorptionshastigheden med 40 % i faldtests.
Fremstilling af en mikroporøs struktur: Formen skal fremstille et mikroporøst array på 0,1-0,5 mm for at passe til bufferbehovene for præcisionsinstrumenter. Et firma producerede en emballageform til medicinsk elektronisk udstyr, der bruger lasergraveringsteknologi til at fordele 0,2 mm mikroporer jævnt, hvilket holder produktets densitets unøjagtighed inden for ± 2 %.
2. Tørre procesforme: Undersøgelse af billige, hurtige prototyper
Varmpresning er en del af tørprocessen, som reducerer behovet for fugt, energiforbrug og produktionsomkostninger. Der er to store problemer, som formdesign skal løse:
Optimering af varmeledning: Den tørre proces skal opvarme fibrene hurtigt for at gøre dem solide, og formen skal anvende materialer med høj termisk ledningsevne (sådan aluminiumslegering) og bygge et kølevandskredsløb, der passer. For eksempel lavede et bestemt firma en tørmassestøbeform, der skar støbecyklussen fra 120 sekunder til 80 sekunder ved at omarrangere kølevandskredsløbet.
Bedre overfladekvalitet: Tør procesteknologi efterlader ofte grater på overflader, derfor skal formen bruge nano-coating-teknologi. En titaniumbelægning blev sat på en bestemt bærbar emballageform for at gøre overfladen af produktet mindre ru, fra Ra3,2 μm til Ra0,8 μm. Dette opfyldte udseendestandarderne for high-elektronik.
3, Overholdelse af miljøet: Trends inden for bæredygtigt design i erhvervslivet
1. Modulært design: den bedste måde at få flere mennesker til at genbruge
EU's WEEE-regel siger, at elektronisk udstyr skal have en plastgenanvendelsesprocent på mindst 85 %. Klassiske integrerede formdesign-emballagedele er dog svære at skille ad og har kun en genanvendelsesprocent på 55 %. Trykknapper forbinder modulære forme i stedet for lim, hvilket gør det nemt at adskille pakningsdele. For eksempel ændrede en bærbar producent formen til den centrale ramme fra integreret til modulær. Dette hævede satsen for plastgenanvendelse til 82 % og reducerede udgifterne til skimmelsvamp med 10 %.
2. Ændring af biobaserede materialer for at mindske deres indvirkning på miljøet
Der er to store problemer, der skal løses, når man laver biobaserede materialer som PLA og PHA til støbeforme:
Temperaturmodstand: Indsprøjtningens temperatur skal holdes mellem 180 og 220 grader Celsius, og formen skal belægges med krom for at forhindre PLA i at klæbe til den. En virksomhed har lavet en PLA-mobiltelefonemballageform, der holder 200.000 gange længere, end den gjorde før, ved at forkrome den.
Optimering af likviditet: PHA-materialet er meget tykt, hvilket kan gøre fyldningen ujævn. Gradientstrømningskanaler skal anvendes i formdesignet. Ved at optimere flowkanalsektionen har en bestemt medicinsk elektronisk emballageform gjort fiberfordelingen af PHA-varer 30 % mere jævn.
4, Branchepraksis: Fra et stort teknologisk gennembrud til en bred anvendelse
Case 1: Lenovos forslag om at erstatte plastik
Lenovo vil langsomt skifte fra plastpolstring i laptop-emballage til pulpstøbning med start i 2022. Dette vil gøre emballagen stærkere og mere præcis ved at bruge nye formdesigns.
Forøgelse af mængden af lange fibre med 30 % for at opbygge en skeletstruktur og brug af højkost mekanisk pulp (TMP) for at forbedre graden af fibervævning;
Brug af Enhancer: Tilføjelse af 0,2 % PAM-løsning for at lave en netværksmembranstruktur reducerer chip-afgivelsen med 86 %.
Forbedring af varmpresningsprocessen: Produktet er 20 % tættere med en kombination af 180 grader, 0,5 MPa og 40 sekunder, og overfladens fladhedsfejl er mindre end 0,08 mm.
Lenovo har fuldstændigt udskiftet papirmassestøbt emballage inden 2024. Dette har reduceret omkostningerne ved at sende en enkelt bærbar computer med 15 % og øget kundetilfredsheden med 12 %.
Case 2: Apples Fiber Aesthetics Innovation
Emballagen til Apple Beats Studio Pro-hovedtelefoner er konstrueret af 100 % fiber-baserede materialer (bambusfiber og bagassefibre af sukkerrør). Følgende formdesign skaber et kompromis mellem styrke og nøjagtighed:
Tilføjelse af nanocellulose (50–100 nm i diameter) til materialet gør det 50 % stærkere, hvilket er det præcisionsudstyr skal bruge for at fungere korrekt.
Design af en mikroporøs struktur: 0,3 mm honeycomb-celler bruges til at opdele området, hvilket sænker skadesraten fra 8 % til 0,3 % under faldtestning.
Modulær fremstilling: CNC-præcisionsbearbejdningsforme sørger for, at pakningsstørrelsen er nøjagtig inden for ± 0,05 mm, hvilket gør det nemt at sætte sammen med produktet.
