چه پیشرفت هایی در فناوری قالب گیری بسته بندی خمیر کاغذ در آینده وجود خواهد داشت؟

一، یک گام بزرگ رو به جلو در علم مواد: از "تجزیه پذیر" به "عملکرد بالا"
1. فناوری نانوسلولز برای تقویت
فناوری بهبود نانوسلولز (NFC) تقریباً آماده فروش به عموم است. سلولز در مقیاس نانو را می توان به طور مساوی در ماتریس خمیر پخش کرد تا خواص مکانیکی مواد را به میزان زیادی بهبود بخشد. وقتی نانو سلولز به قالب‌گیری خمیر اضافه می‌شود، استحکام کششی به بالای 150 مگاپاسکال می‌رود، استحکام فشاری حلقه تا 22 درصد افزایش می‌یابد، دمای تغییر شکل حرارتی تا 205 درجه می‌رسد و می‌تواند شوک‌های دمایی از -20 درجه تا 220 درجه را تحمل کند. این نوآوری برای اولین بار این امکان را فراهم کرده است که قالب گیری خمیر کاغذ جایگزین پلاستیک های صنعتی شود. می توان از آن برای کارهای با استحکام بالا مانند ساخت قطعات خودرو و جعبه های الکترونیکی استفاده کرد.
2. پوشش های کاربردی ساخته شده از گیاهان
ترکیبات فلوئوردار (PFAS) همان چیزی است که قالب‌گیری سنتی خمیر را ضدآب و مقاوم{0}}روغن می‌کند، اما مقررات REACH اتحادیه اروپا محدودیت‌های شدیدی را برای این مواد تعیین می‌کند زیرا در موجودات زنده تجمع می‌کنند. در سال 2025، دانشگاه Donghua در پوشش ساختار دولایه "کیتوسان استئاریک اسید" پیشرفت‌های فنی کرد. آنها منافذ الیاف را با کیتوزان پر کردند تا آنها را در برابر روغن مقاوم کنند-و گروه های آبدوست را با زنجیره های کربنی طولانی اسید استئاریک پوشاندند تا سدی مقاوم-در برابر آب بسازند. این باعث شد که روغن محصول تا سطح 12 مقاوم شود و حتی پس از 30 دقیقه خیساندن در آب داغ 95 درجه، نشت نکند. عامل آبگریز ساخته شده از جلبک دریایی که توسط گروه هنکل ساخته شده است، همچنین می تواند ضد آب را تا 12 ساعت بیشتر دوام بیاورد و چرخه تجزیه زیستی را کوتاه تر کند و آن را راهی بهتر برای بسته بندی مواد غذایی می کند.

3. سیستم فیبر با مخلوط
برای استفاده کمتر از خمیر چوب، این صنعت به توسعه مواد خمیر مخلوط ساخته شده از ضایعات مزرعه مانند کاه گندم، باگاس نیشکر و الیاف بامبو سرعت می بخشد. طول الیاف تفاله باگاس نیشکر خوب است (0.65-2.17 میلی متر) و ارزان است. چین می تواند تا سال 2025 بیش از 1.2 میلیون تن تولید کند که 37.4 درصد از بازار مواد خام را تشکیل می دهد. فناوری خمیرسازی بیوشیمیایی خمیر بامبو را بهتر کرده است و استحکام پارگی الیاف به 18.5 کیلو نیوتن متر بر کیلوگرم رسیده است، با نرخ نفوذ بیش از 25 درصد در زمینه بسته بندی پیشرفته. از آنجایی که الیاف مکمل یکدیگر هستند، روش الیاف مخلوط نه تنها هزینه مواد خام را کاهش می دهد، بلکه عملکرد قالب گیری را نیز بهبود می بخشد.

2، به روز رسانی فناوری فرآیند: هم سرعت و هم دقت بهتر خواهد بود
1. فن آوری شکل دهی برای سرعت های بسیار سریع
چرخه طولانی قالب گیری خمیر استاندارد (90 ثانیه در هر قالب) یک مشکل عمده است که مقدار قابل تولید را محدود می کند. فناوری شکل‌دهی پالس ولتاژ بالا سیکل را به 4 ثانیه در هر قالب کوتاه می‌کند که مصرف انرژی را تا 43.8 درصد کاهش می‌دهد. سیستم اکستروژن مارپیچ دوبل جیانگ سو Xinmeixing این امکان را برای یک خط تولید 22000 تن در سال فراهم کرده است که نرخ اتوماسیون تولیدکنندگان کوچک و متوسط{8}} را از 45% به 73% افزایش داده است. شرکت آلمانی Kiefel همچنین یک دستگاه شکل‌دهی پرس گرم تطبیقی ​​را منتشر کرده است که از هوش مصنوعی برای تنظیم پویا برای تغییر شکل قالب استفاده می‌کند. این دستگاه دارای دقت 0.012 ± میلی متر است و می تواند برای بسته بندی دقیق لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده شود.

2. پیشرفت های جدید در ساختار سلول های 3D
یکی از حوزه های مهم فناوری در حال حاضر ساختار کامپوزیت حباب دار لانه زنبوری سه بعدی است که برای بسته بندی بالشتک استفاده می شود. بر اساس طراحی دو لایه "حباب لانه زنبوری"، گروه علوم مواد آمریکا نرخ جذب انرژی را 89 ژول بر گرم ساخته است که 40٪ بیشتر از فوم EPE معمولی است. هواوی و لنوو برای ایجاد بسته بندی بافر چگالی گرادیان با یکدیگر همکاری کردند که با تغییر چگالی در حین پرواز از مناطق محافظت می کند. هر سال، اندازه سفارش 31.4٪ رشد می کند. این نوع ساختار نه تنها اشیاء را ایمن‌تر می‌کند، بلکه از مواد کمتری نیز استفاده می‌کند، زیرا شکل آن بهینه شده است، که ساختن چیزهای سبک را آسان‌تر می‌کند.

3. تکنیک قالب با کربن کم
ارزیابی چرخه عمر (LCA)-تکنولوژی طراحی قالب با کربن کم به سرعت در حال تبدیل شدن به یک هنجار در دنیای تجارت است. ردپای کربن یک مجموعه قالب را می توان با شبیه سازی کانال جریان قالب و استفاده از مواد قابل بازیافت قالب برای عملکرد بهتر تا 62 درصد کاهش داد. خوشه صنعت قالب Ningbo همچنین نسل پنجم قالب های اولتراسونیک را به پایان رساند که امکان تغییر سریع قالب را در 30 ثانیه فراهم می کند. این امر تولید را بسیار انعطاف پذیرتر می کند.

3، نوآوری در یکپارچگی عملکردی: حرکت از "حفاظت غیرفعال" به "ایجاد ارزش فعال"
1. روشی هوشمند برای بسته بندی
فناوری اینترنت اشیا به‌طور کامل با قالب‌گیری خمیری ادغام می‌شود تا بسته‌بندی هوشمندی را بسازد که بتوان دید و با آن تعامل داشت. به عنوان مثال، قرار دادن نوارهای رنگ طبیعی حساس به pH{1}} در بسته‌های مواد غذایی تازه به این معنی است که وقتی غذا بد می‌شود و مواد اسیدی آزاد می‌شود، نوارهای رنگی از سبز به زرد تغییر می‌کنند که به مردم امکان می‌دهد فوراً متوجه شوند که غذا چقدر خوب است. با یک مدار سنجش ساده چاپ شده با خمیر رسانای زیست تخریب پذیر و حسگر NFC بر روی تلفن، می توان اطلاعاتی مانند دمای ذخیره سازی و زمان حمل و نقل را خواند و نیازهای محصولات تازه با کیفیت بالا برای ردیابی را برآورده کرد. دانشگاه کرنل همچنین دستگاه های الکترونیکی نرم با لایه نازک را ایجاد کرد که می توانند بازیافت شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند شامل حسگرها و جوهر رسانا در داخل بسته‌ها باشند تا کارهایی مانند ردیابی مدت زمان نگهداری کالاهای فاسد شدنی را انجام دهند.

2. ساختار برای حفظ تطبیقی
به منظور مراقبت فعال از مشکلاتی که هنگام تلاش برای تازه نگه داشتن مواد غذایی تازه ایجاد می شود، قالب گیری پالپ لایه ای از عملکردهای مختلف ایجاد می کند. به عنوان مثال، یک ساختار کامپوزیت ساخته شده از الیاف بامبو و یک عامل ضد باکتری طبیعی کیتین می تواند به طور خودکار رطوبت داخل بسته بندی (RH 85٪ تا 90٪) را کنترل کند، گاز اتیلن را جذب کند، از رشد کپک های میوه و سبزیجات جلوگیری کند و ماندگاری را در مقایسه با جعبه های پلاستیکی سنتی دو تا سه روز افزایش دهد. برای گوشت تازه و غذاهای دریایی، یک ساختار کامپوزیتی ساخته شده از «قالب‌گیری خمیر + فیلم مانع PLA تجزیه‌پذیر» استفاده می‌شود که دارای نرخ مانع اکسیژن کمتر یا مساوی 1.5cc/(m²) است.

3. ترکیبی از توابع مدولار
«ذخیره‌سازی مجزا، گرمایش راحت و حفاظت ایمنی» سه نیاز اصلی است که بسته‌بندی مواد غذایی پیش ساخته باید برآورده شود. قالب گیری خمیر این نیازها را با یکپارچه سازی عملکردها از طریق نوآوری ساختاری برآورده می کند. به عنوان مثال، یک ساختار چند-حفره ای که قبلاً کنار هم قرار گرفته است و حفره مواد اصلی، حفره ظرف جانبی و حفره سس را می شکافد. هر حفره به طور جداگانه با استفاده از یک درزگیر مبتنی بر گیاه قابل بازیافت مهر و موم می شود تا از مخلوط شدن طعم ها جلوگیری شود. در پایین حفره، یک شیار راهنما تعبیه شده است تا آب غلیظی که در طول پخت و پز ایجاد می شود را به سرعت تخلیه کند. این طعم مواد را حفظ می کند. می توان آن را به سه روش گرم کرد: بخارپز کردن، جوشاندن یا استفاده از مایکروویو (از 20- درجه تا 120 درجه).

4، سیستم تولید هوشمند: حرکت از "تجربه محور" به "داده محور"
1. پلتفرم برای اینترنت صنعتی اشیا
اکنون بیش از 1200 شرکت تولیدی به پلتفرم صنعتی اینترنت اشیا که در کونشان، جیانگ سو راه اندازی شده است، مرتبط هستند. بهینه سازی دینامیکی پارامترهای کلیدی مانند دمای قالب و غلظت دوغاب با جمع آوری و تجزیه و تحلیل پارامترهای فرآیند در زمان واقعی به دست می آید. این نرخ بازده را به 99.6 درصد افزایش می دهد. فناوری ردیابی بلاک چین نیز برای مدیریت کل فرآیند ردپای کربن استفاده شده است. برای هر تن محصول نهایی، 0.48 تن اندیکاتور CCER معامله می شود که به کسب و کارها کمک می کند تا از طریق تجارت کربن درآمد بیشتری کسب کنند.

2. روش هوش مصنوعی برای بررسی کیفیت تصاویر
شرکت Zhongxin به طور مستقل یک سیستم بازرسی کیفیت بصری هوش مصنوعی ایجاد کرد که از الگوریتم‌های یادگیری عمیق برای یافتن نقص‌های سطحی در کالاها استفاده می‌کند. این سیستم میزان خطا را به 0.03ppm کاهش می دهد که 20 برابر موثرتر از بازرسی کیفیت دستی است. با مشاهده داده های معیوب، سیستم همچنین می تواند فرآیندهای طراحی و تولید قالب را در جهت مخالف بهبود بخشد و یک حلقه بسته از "بهبود بازخورد تشخیص" ایجاد کند.

3. طرح تولید هوشمند بر اساس اشتراک
یک مدل اشتراک جدید به نام «لیزینگ تجهیزات + خرید مجدد محصول» توسط اتحاد تولید هوشمند منطقه ای منتشر شده است. این مدل سرمایه گذاری اولیه مشتریان را تا 67 درصد کاهش می دهد و از فناوری بلاک چین برای تسویه نقاط کربن استفاده می کند. تولیدکنندگان کوچک و متوسط{4}}می‌توانند تجهیزات قالب‌گیری هوشمند را اجاره کنند، هزینه‌ها را بر اساس حجم تولید بپردازند، و سپس کالاهای نهایی را به اتحادیه بدهند تا دوباره بخرند. این امر ریسک بازار و فشار مالی را کاهش می دهد.