1. Свойства на материала: Ползите от използването на естествени влакна в механични системи
Растителни влакна, включително отпадъчна хартия, бамбукова целулоза и захарна тръстика, се използват за производството на формована целулоза. След това влакната се оформят в три-измерна мрежеста структура с помощта на технология за вакуумно засмукване. Влакната на тази структура са произволно сплетени заедно, за да осигурят три-измерна поддържаща система, която прилича на пчелна пита и има свои собствени уникални механични качества.
Разпределение на напрежението и поглъщане на енергия: Тъй като влакната се държат заедно чрез водородни връзки и са изтъкани заедно, те могат да поемат външни напрежения чрез еластична деформация вместо компресия на материала. Една тава за яйца, например, тежи само 65 g, но може да издържи 80 kg статично тегло, без да се счупи. Структурата на пчелна пита предпазва единична тава от огъване с повече от 3 mm, което е по-добро от пенопластмасите със същата дебелина.
Оптимизиране на плътността и здравината: Когато влакната се оформят при високи температури и налягания (180–250 градуса, 5–10 MPa), водородните връзки между тях се реорганизират и плътността се повишава до 0,6–0,8 g/cm³, което прави материала много по-твърд. Добавянето на хидроизолиращ агент от алуминиев сулфат или усилваща смес за лепило с нишесте увеличава прилепването на влакната с 30%, като същевременно запазва материала лек (50% по-малко плътен от дървото).
Динамично буфериране: При изпитване на удар, буферното разстояние при формоване на целулоза има отрицателна връзка с предаваното ускорение. Например, определена марка опаковки за мобилни телефони използва много{1}}слойна композитна структура (дизайн с кухина+вертикална армировка), която намалява скоростта на предаване на вибрациите по време на транспортиране с 40% и запазва продукта непокътнат 99,7% от времето по време на тестване на падане.
2. Структурен дизайн: от индивидуални предпазни мерки до цялостни решения
Подобряването на формоването на целулоза от „универсално буфериране“ до „персонализирана защита на системата“ се движи от широка гама от електронни устройства, които се нуждаят от това. Това намалява степента на повреда по време на транспорт чрез шест основни дизайна:
Оптимизиране на геометрията: Усилващи елементи и камери: Проектиране на матрицата за създаване на празнини и добавяне на ребра вътре. Например, определен вид опаковка за лаптоп има вертикална подсилваща структура, която прилича на „кладенец“. Тази конструкция удвоява товароносимостта-и може да издържи натиск при подреждане от 100 kg.
Композит при висока температура и високо налягане, изработен от 3 до 5 слоя пулп картон. Прави връзката между слоевете влакна с 30% до 50% по-здрава. Определена марка телевизионни опаковки имат 5-слойна композитна конструкция, която може да побере 500 kg артикули и има якост на натиск от 15MPa. Може да се използва вместо дървени палети.
Защита по региони:
Бариера с пчелна пита: Микромащабните единици с пчелна пита се използват за разделяне на зони за прецизни части като модули на камери и печатни платки. Когато тези единици бъдат ударени отвън, те работят заедно, за да се деформират и абсорбират енергия. Опаковката за определена марка слушалки има форма на пчелна пита от 0,5 mm, а степента на повреда на частите по време на тестване на падане е спаднала от 8% на 0,3%.
Буфериране на градиенти: Направете градиенти на плътност въз основа на това как е разпределено теглото на продукта. Например, определен тип опаковка на игрова конзола използва структура с висока-плътност (0,8g/cm³) в зоната на центъра на тежестта и структура с ниска-плътност (0,5g/cm³) в областта на ръба. Това прави опаковката с 20% по-лека и с 15% по-добра защита на игровата конзола.
Дизайн, който предпазва от влага и статика:
Опаковките за формоване на целулоза могат да включват проводящи влакна или анти{0}}статични покрития, за да се отърват от статичния заряд, който се натрупва по време на транспортиране. Това може да намали степента на повреда на електронните устройства от статично електричество от 3% до 4% до нула.
Използването на технологии за нанопокритие, като замяната на PFAS съединенията с графенов оксид, може да направи нещата водоустойчиви и масло{0}}устойчиви, което трябва да могат електрическите части. Например, определен тип опаковки за медицинско оборудване са получили сертификат за материали в ЕС за контакт с храни и могат да работят добре при температури до -18 градуса.
3. Използване в бизнеса: от електроника от висок-клас до пълно покритие на сцена
В света на 3C електрониката:
Опаковки за мобилни телефони: Степента на вътрешна обработка на опаковките на мобилни телефони Xiaomi се е повишила до 99,9%, а степента на повреда по време на транспортиране е намаляла с 80%. Той е преминал стандартно тестване ISTA 3A, което симулира условията на глобален транспорт.
Lenovo бавно ще замени пластмасовите амортизационни опаковки за лаптопи от 2022 г. и ще премине напълно към формоване на целулоза до 2024 г. Серията Yoga има структура „двойна кухина+дъгова -вертикална лента“, която беше подобрена чрез симулация на ANSYS. Може да се огъне по-малко от 2 мм при статично натоварване от 80 кг.
Когато става дума за домакински уреди:
Телевизионна опаковка: Серията QLED на Samsung използва комбинация от „отлята тава с целулоза+EPE буферна лента“. Тавата може да побере 200 кг, което намалява теглото на опаковката с 35% и въглеродните емисии с 50%.
Външният модул на климатика има структура от формовани ъглови скоби, а Gree използва машинно обучение, за да подобри дизайна на формата. При статично натоварване от 80 kg, деформацията е по-малка от 2 mm. Това спестява 40% от разходите в сравнение със стандартните ъглови скоби от твърда дървесина.
Устройства за носене: Смарт часовник: Apple Watch Series 8 се доставя в кутия, изработена от 0,3 mm ултра-тънка целулоза, която защитава прецизните електронни части с технологията "микропореста дишаемост+анти-статично покритие". Кутията има степен на щети от по-малко от 0,1% при отваряне.
AR/VR устройства: Един тип опаковка на VR слушалки има „шестстранен дизайн на буфериране“. Този дизайн е издържал тест за свободно падане от 30 см и запазва вътрешния модул на обектива 100% неповреден.
4. Пробив в технологиите и стандартна система
Иновации в материалите:
Подсилване с нанофибър: Добавянето на наноцелулоза с диаметър от 50 до 100 nm прави материала 50% по-здрав и това е използвано в опаковката за определена марка дронове.
Покритие на биологична основа: Използват се естествени полимерни покрития като натриев алгинат и хитозан вместо типичните хидроизолационни агенти на-базирана петрол. Това намалява цикъла на компостиране на материалите до 30 дни.
Интелигентно надграждане на производството: AI дизайн на матрица: Чрез използване на машинно обучение за подобряване на структурата на матрицата, една компания е съкратила цикъла на проектиране от 7 дни на 2 дни и е увеличила използването на материали с 15%.
Дигитална производствена линия: Индустриалната интернет платформа беше използвана, за да следи целия процес, от смесването на точното количество суровини до проверката на крайния продукт. Това повиши добива на фабриката до 99,5%.
Пълна стандартна система: Международната организация по стандартизация (ISO) публикува ISO 18847, „Методи за изпитване на опаковки от целулоза“. Този документ изброява 12 показателя за ефективност, включително устойчивост-на натоварване, омекотяване и устойчивост на влага.
„Общата спецификация за опаковки за формоване на целулоза на електронни и електрически уреди“ се разработва от Китайския изследователски институт за стандартизация на електрониката. Планира се да бъде пуснат в употреба през 2026 г. и ще помогне на индустрията да се развива по по-последователен начин.
