طراحی قالب چگونه بر استفاده از خمیر قالب گیری شده در محصولات الکترونیکی تأثیر می گذارد؟

一، بهینه سازی ساختاری: راه اصلی برای بهبود قدرت و دقت
1. طراحی آرماتور توخالی و عمودی: یافتن تعادل مناسب بین انعطاف پذیری و استحکام
بسته بندی که از اقلام الکتریکی محافظت می کند باید بتواند در برابر ضربه و اعوجاج مقاومت کند. در طراحی قالب، ساختار توخالی می تواند محصول را الاستیک تر کند و انرژی ارتعاش را در طول حمل و نقل جذب کند. میله‌های تقویت‌کننده با متراکم‌تر کردن آرایش فیبر، محصول را سفت‌تر کرده و تنش را پخش می‌کند. برای مثال، رایانه‌های لنوو در جعبه‌هایی با دنده‌های موجدار عمودی عرضه می‌شوند که هر جعبه را 20 درصد در مورد مقاومت فشاری قوی‌تر می‌کند. انتقال قوس{5}}شکل حفره همچنین به پخش استرس کمک می‌کند که میزان آسیب تست سقوط را از 8% به 0.3% کاهش می‌دهد.
2. شیب قالب گیری و انتقال گوشه گرد: تضمینی مضاعف از دقت و عملکرد
شیب قالب گیری مستقیماً بر اندازه و کیفیت سطح محصول تأثیر می گذارد. شیب زیاد می‌تواند قالب‌گیری را سخت کند، که می‌تواند زخم‌ها یا ترک‌هایی بر جای بگذارد. شیب بیش از حد نیز می تواند بسته بندی را کمتر مفید کند. برای اطمینان از اینکه صفحات کاغذی نگه‌دارنده رطوبت به‌آرامی خارج می‌شوند و الیاف به دلیل لبه‌های مستقیم و زاویه‌های راست نمی‌شکنند، قالب‌های بسته‌بندی محصولات الکترونیکی معمولاً شیب قالب‌گیری 1 درجه تا 3 درجه و انتقال‌های گرد R0.5 تا R2 میلی‌متر دارند. به عنوان مثال، قالب بسته‌بندی هدفون‌های اپل بیتس استودیو پرو، لبه‌های محصول را 15 درصد قوی‌تر کرده و با گردتر کردن گوشه‌ها، ضایعات را کاهش داده است.

3. کنترل ضخامت دیوار: مهارت یافتن تعادل مناسب بین استحکام و هزینه
استحکام یک محصول تا حد زیادی به ضخامت دیوارها بستگی دارد، با این حال ضخامت بیش از حد آنها می تواند به مواد خام و انرژی بیشتری برای خشک شدن نیاز داشته باشد. اکثر قالب‌های بسته‌بندی دستگاه‌های الکترونیکی دارای دیواره‌هایی به ضخامت 0.5 تا 6 میلی‌متر (روش جذب سطحی) هستند و با افزودن ضخامت اضافی به قسمت‌های ضعیف، محکم‌تر می‌شوند. به عنوان مثال، قالب بسته‌بندی گوشی شیائومی دیواره‌ها را 0.3 میلی‌متر ضخیم‌تر در ناحیه ماژول دوربین می‌کند، که مقاومت فشاری محلی را 30 درصد قوی‌تر می‌کند، در حالی که استفاده کلی از مواد تنها 5 درصد افزایش می‌یابد.

2، سازگاری فرآیند: یک جهش تکنولوژیکی از پرس مرطوب به پرس خشک
1. فرآیند قالب پرس مرطوب: ساخت هر چیزی با جزئیات و دقت زیاد
روش پرس مرطوب از قالب‌گیری با فشار بالا استفاده می‌کند تا الیاف را متراکم‌تر کند و برای بسته‌بندی لوازم الکترونیکی با کیفیت بالا بسیار عالی است. دو مشکل اصلی وجود دارد که طراحی قالب باید حل کند:

چیدمان فیبر{0}گرا: جهت جریان الیاف در میدان فشار با تطبیق دقیق قالب های محدب و مقعر تنظیم می شود. به عنوان مثال، قالب بسته‌بندی گوشی Sony Xperia 1 V از فناوری کنترل فشار منطقه برای تراز کردن الیاف با جهت ضربه استفاده می‌کند. این باعث افزایش 40 درصدی میزان جذب انرژی در تست های افت می شود.
ساخت یک ساختار میکرو متخلخل: قالب باید یک آرایه ریز متخلخل 0.1-0.5 میلی متری تولید کند تا با نیازهای بافر ابزارهای دقیق مطابقت داشته باشد. یک شرکت یک قالب بسته بندی برای تجهیزات الکترونیک پزشکی تولید کرد که از فناوری حکاکی لیزری برای توزیع یکنواخت ریز منافذ 0.2 میلی متری استفاده می کند و عدم دقت چگالی محصول را در ± 2٪ نگه می دارد.
2. قالب‌های فرآیند خشک: نمونه‌سازی سریع و کم هزینه-
قالب گیری پرس گرم بخشی از فرآیند خشک است که نیاز به رطوبت، مصرف انرژی و هزینه های تولید را کاهش می دهد. دو مشکل بزرگ وجود دارد که طراحی قالب باید حل کند:

بهینه سازی هدایت گرما: فرآیند خشک نیاز به گرم کردن سریع الیاف برای جامد شدن آنها دارد و قالب باید از موادی با رسانایی حرارتی بالا (مانند آلیاژ آلومینیوم) استفاده کند و یک مدار آب خنک کننده مناسب بسازد. به عنوان مثال، یک شرکت خاص یک قالب قالب گیری خمیر خشک ساخت که با تنظیم مجدد مدار آب خنک کننده، چرخه قالب گیری را از 120 ثانیه به 80 ثانیه کاهش داد.
کیفیت سطح بهتر: فناوری فرآیند خشک اغلب بر روی سطوح سوراخ می‌گذارد، از این رو قالب باید از فناوری پوشش نانو استفاده کند. یک پوشش تیتانیوم روی یک قالب بسته بندی لپ تاپ خاص قرار داده شد تا سطح محصول کمتر زبر شود و از Ra3.2 میکرومتر به Ra0.8 میکرومتر برسد. این استانداردهای ظاهری برای لوازم الکترونیکی پیشرفته- را برآورده می‌کرد.
3، انطباق با محیط زیست: روندهای طراحی پایدار در دنیای تجارت
1. طراحی مدولار: بهترین راه برای جذب افراد بیشتر به بازیافت
قانون WEEE اتحادیه اروپا می گوید که تجهیزات الکترونیکی باید حداقل 85 درصد بازیافت پلاستیک داشته باشند. با این حال، قطعات بسته بندی طراحی قالب یکپارچه کلاسیک به سختی جدا می شوند و تنها دارای نرخ بازیافت 55٪ هستند. بست های محکم به جای چسب، قالب های مدولار را به هم متصل می کنند، که جدا کردن قطعات بسته بندی را آسان می کند. برای مثال، یکی از سازندگان لپ‌تاپ، قالب قاب مرکزی را از یکپارچه به مدولار تغییر داد. این امر نرخ بازیافت پلاستیک را به 82 درصد افزایش داد و هزینه های قالب را تا 10 درصد کاهش داد.

2. تغییر مواد زیستی برای کاهش تأثیر آنها بر محیط زیست
هنگام ساخت مواد مبتنی بر زیستی مانند PLA و PHA به قالب دو مشکل بزرگ وجود دارد که باید حل شود:

مقاومت در برابر دما: دمای تزریق باید بین 180 تا 220 درجه سانتیگراد حفظ شود و قالب باید با کروم پوشانده شود تا PLA به آن نچسبد. یک شرکت یک قالب بسته بندی تلفن همراه PLA ساخته است که با روکش کروم آن 200000 برابر بیشتر از قبل دوام می آورد.
بهینه سازی نقدینگی: مواد PHA بسیار ضخیم است که می تواند پر کردن را ناهموار کند. در طراحی قالب باید از کانال های جریان گرادیان استفاده شود. با بهینه سازی بخش کانال جریان، یک قالب بسته بندی الکترونیکی پزشکی خاص توزیع فیبر کالاهای PHA را 30 درصد یکنواخت تر کرده است.
4، تمرین صنعت: از یک پیشرفت بزرگ در فناوری تا استفاده گسترده
مورد 1: پیشنهاد لنوو برای جایگزینی پلاستیک
لنوو از سال 2022 به آرامی از پوشش پلاستیکی در بسته‌بندی لپ‌تاپ به قالب‌گیری خمیری روی می‌آورد. این کار با استفاده از طرح‌های قالب جدید، بسته‌بندی را قوی‌تر و دقیق‌تر می‌کند.

افزایش 30 درصدی الیاف بلند برای ساخت یک ساختار اسکلت و استفاده از خمیر مکانیکی جاروب بالا (TMP) برای بهبود درجه درهم تنیدگی الیاف.
استفاده از Enhancer: افزودن 0.2% محلول PAM برای ساختن یک ساختار غشایی شبکه، ریزش تراشه را تا 86% کاهش می‌دهد.
بهبود در فرآیند پرس گرم: محصول 20 درصد سفت تر با ترکیب 180 درجه، 0.5 مگاپاسکال و 40 ثانیه است و خطای صافی سطح کوچکتر از 0.08 میلی متر است.
لنوو تا سال 2024 کاملاً جایگزین بسته بندی های خمیری شده است. این امر هزینه حمل و نقل یک لپ تاپ را تا 15 درصد کاهش داده و رضایت مشتری را تا 12 درصد افزایش داده است.
مورد 2: نوآوری زیبایی شناسی فیبر اپل
بسته بندی هدفون Apple Beats Studio Pro از مواد 100% فیبر{1} (فیبر بامبو و فیبر باگاس نیشکر) ساخته شده است. طراحی قالب زیر بین قدرت و دقت مصالحه ایجاد می کند:

افزودن نانوسلولز (با قطر 50 تا 100 نانومتر) به این ماده، آن را 50 درصد قوی‌تر می‌کند، که این همان چیزی است که تجهیزات دقیق برای عملکرد صحیح به آن نیاز دارند.
طراحی ساختار میکرو متخلخل: سلول‌های لانه زنبوری 0.3 میلی‌متری برای تقسیم‌بندی منطقه استفاده می‌شود که میزان آسیب را از 8٪ به 0.3٪ در طول آزمایش قطره کاهش می‌دهد.
ساخت مدولار: قالب‌های ماشین‌کاری دقیق CNC اطمینان حاصل می‌کنند که اندازه بسته‌بندی تا ۰.۰۵ ± میلی‌متر دقیق است، که باعث می‌شود کنار هم قرار دادن آن با محصول آسان شود.