一, Ændring af materiale: komplet kædeforstærkning fra fiberegenskaber til kemiske tilsætningsstoffer
1. Fiberorienteringsteknologi: genopbygning af mikrostrukturen
Du kan i høj grad forbedre de mekaniske kvaliteter af støbt papirmasse ved at manipulere, hvordan fibrene er arrangeret. For eksempel bruger Lenovo en fiber-orienteret layoutalgoritme til at gøre computerens dæmpning 40 % stærkere, mens der bruges 15 % mindre materiale. Denne metode efterligner, hvordan naturlige fibre krystalliserer ved at stille dem op på en organiseret måde i spændingsretningen for at lave en "mekanisk forstærkningskanal." Samsung har brugt nanoskala fiberorienteringsteknologi til at gøre mobiltelefonemballage 50,6 % mere holdbar og 30 % mindre tilbøjelig til at gå i stykker over tid.
2. Synergien mellem fiberblandinger og forstærkningsmidler
Forskellige fibre kan arbejde sammen for at få et materiale til at fungere bedre, end det kunne alene. Undersøgelser viser, at en kombination af bred-træmasse og bagassemasse i et 1:1-forhold øger trækindekset, sprængningsindekset og stivheden af papirmassestøbningsmaterialer med henholdsvis 22,0 %, 65,8 % og 12,4 %. Mineralfiberforstærkende teknik kan også give støtte til store husholdningsapparaters emballagemateriale ved at give det en trækstyrke på 16,51 MPa og et elasticitetsmodul på 535 MPa. Et bestemt firma lavede en papirmassebakke til frysere, der nu kan rumme 220 kg i stedet for 150 kg. Dette skyldes, at de indeholdt 20% mineralfibre.
3. Ændring af den måde, kemiske tilsætningsstoffer virker på
Vandtætningsmiddel: Ved at tilføje aluminiumsulfat eller paraffinlotion kan du lave et hydrofobt lag på fiberoverfladen, der reducerer vandabsorptionen fra 15 % til mindre end 3 %. I et rum med 90 % luftfugtighed bruger en bestemt klimaanlægsproducent mikrosilicabelægningsteknologi til at beholde 85 % af emballagens oprindelige styrke.
Kationisk stivelse får fibrene til at hænge bedre sammen ved at danne hydrogenbindinger. Tilføjelse af 1 % kan få trækstyrken til at stige med 30 %. Epoxy-coatede natriumbicarbonatmikrokapsler danner en mikroporøs struktur ved at frigive gas, hvilket gør dem lettere og bedre til at komprimere.
Grafen ledende belægning er en antistatisk forbindelse, der holder overfladeresistiviteten mellem 10 ⁶ og 10 ⁹ Ω/sq, hvilket forhindrer statisk elektricitet i at beskadige elektroniske dele.
2, Strukturelt design: Nye måder at gøre ting på fra bionik til topologi.
1. Nye ideer til tre-dimensionelle geometriske former
Honeycomb-strukturen ligner det sekskantede enhedsarrangement af en honeycomb, som kan sprede udvendige spændinger ensartet. For eksempel lavede en virksomhed en papirmasseforing til vaskemaskiner, der har en honeycomb enhed layout. I en 1-meters faldtest sænker denne foring produktets maksimale acceleration med 27% uden at beskadige strukturen.
Hule hulrum og forstærkningsribber: Forme bruges til at lave hulrum og lodrette ribber inde i produktet, hvilket gør det stærkere mod bøjning. Kavitetsdesignet af en bestemt bøjleform har mere end fordoblet dens bæreevne-, og den høje-temperatur- og-højtrykskomposit i flerlagskompositstrukturen har øget dens trykstyrke med 30 % til 50 %.
Struktur af gradientdensitet: Pakkens overfladetæthed er høj for at modstå stød, og den indvendige tæthed er lav til at absorbere energi. Dette gøres via tæthedsgradientstyringsteknologi. Med denne teknik har Apple gjort telefonemballagen 20 % tyndere og samtidig bevare det samme beskyttelsesniveau.
2. Optimering af topologi og design af ting, der ligner levende ting
Biomimetisk brug: For at lave papirmassematerialer, der kan reparere sig selv, skal du kopiere den måde, kitinfibre strikkes sammen. Fibre kan delvist genvinde deres styrke ved hydrogenbindingsrekombination, når de bliver skadet i et bestemt område.
Algoritme til optimering af topologi: Brug af computersimuleringer til at forbedre fiberfordelingen, så materialet er tættere i områder, hvor stress er højt. En virksomhed lavede emballage til tv'er, der øgede tætheden af området med 20 % gennem topologioptimering. Dette reducerede fald- og skaderaten fra 1,2 % til 0,3 %.
3, Procesoptimering: nøjagtig kontrol over alt fra støbeindstillinger til tørreteknologier
1. Gøre støbeprocesparametrene bedre
Temperatur og tryk af formen: Hævelse af formtemperaturen til det rigtige niveau (180-250 grader) kan fremskynde fordampningen af vand og fremme hydrogenbinding mellem fibre. Forøgelse af støbetrykket (5-10 MPa) kan gøre fibrene mere tæt organiserede. Gennem procesforbedringer har en specifik virksomhed øget massefylden af papirmassebakker fra 0,4g/cm³ til 0,7g/cm³ og gjort dem 60% stærkere mod kompression.
Tid til vakuumadsorption: Hvis du øger vakuumadsorptionsperioden fra 3 sekunder til 8 sekunder, bliver fiberaflejringen mere jævn, og der vil være færre svage punkter. Emballagen til en bestemt mikrobølgeovn er ændret, så den kan rumme 18 lag i stedet for 12.
2. Nye måder at tørre ting på
Mikrobølgetørring: opvarmning af produktets inderside og yderside på samme tid med mikrobølger, hvilket sænker stresskoncentrationen. Efter at en bestemt virksomhed begyndte at bruge mikrobølgetørring, faldt emballagens vridningshastighed fra 5 % til 0,5 %, og styrken steg med 15 %.
Ved at kombinere den infrarøde gennemtrængelighed med ensartetheden af varm luft, øger infrarød varmluft-komposittørring tørreeffektiviteten med 40 %, samtidig med at fibrenes elasticitetsmodul bevares.
4, Composite Technology: Flytning fra enkeltmaterialer til systemløsninger
1. Komposit af papirmasse og plast
Overfladebelægning: For at lave et lag, der ikke bliver slidt, sprøjt vand-baseret polyurethan eller akryllotion på pulpoverfladen. Gennem denne teknologi har en virksomhed tredoblet slidstyrken af sin emballage og fået den til at holde fem år længere.
Indlejret sprøjtestøbning: Anbringelse af forstærkningsribber af plastik i pulpstrukturer for at lave et hybridt lastbærende-system. Emballagen til et bestemt køleskab er lavet sådan, at en bakke kan holde mere vægt, fra 200 kilo til 350 kilo.
2. Komposit af pulp og metal
Komposit aluminiumsfolielag over toppen af pulp kan gøre det bedre til både at imprægnere og afskærme mod elektromagnetiske bølger på samme tid. Denne metode har gjort emballagen til et high-tv IPX7 vandafvisende-og bestået EMC-test.
Stålskeletforstærkning: Anbringelse af stålrammer i kraftig-indpakning for at skabe en "blød hård" bindingsstruktur. Dette design har reduceret antallet af brud under forsendelse for et givet klimaanlægs udendørsenhed fra 2,1 % til 0,1 %.
