一، عناصر اصلی که بر طراحی ضخامت تاثیر می گذارند
1. الزامات برای تاثیر وزن و افت محصول
ISTA 3A یک استاندارد بین المللی برای آزمایش بسته بندی محصولات الکترونیکی برای حمل و نقل است. ارتفاع استاندارد بین 0.8 تا 1.2 متر است. داده های تجربی نشان می دهد که وقتی یک دستگاه الکترونیکی سیار با وزن 1.6 نیوتن از ارتفاع 1 متری پایین می آید و شتاب ضربه مورد نیاز زیر 25 گرم باقی می ماند، شرایط بعدی باید برآورده شود:
ضریب الاستیک مورد نیاز: ضریب الاستیک قالب گیری خمیر باید 12N/mm یا بیشتر باشد. این را می توان با ضخامت بیشتر یا تغییر ساختار دنده پشتیبانی انجام داد.
رابطه بین ضخامت و بار: سازههای قالبگیری خمیری که ضخامت آنها 1 تا 2.5 میلیمتر است میتوانند بارهای ساکن 50 تا 120 نیوتن را نگه دارند و برای وسایل الکترونیکی سبک وزن مانند تبلتها و تلفنهای همراه مناسب هستند. برای اقلام سنگینتر مانند لپتاپ (3 تا 5 کیلوگرم)، محصولات ساخته شده با فرآیند پرس مرطوب که ضخامت آنها 2 تا 3 میلیمتر است، باید استفاده شود، یا عملکرد بالشتک باید از طریق طراحی چند لایه بهبود یابد.
2. نوع فرآیند و بهینه سازی ساختار
ضخامت تا حد زیادی تحت تأثیر فرآیندهای قالب گیری مختلف است:
فرآیند پرس مرطوب: قالبگیری با فشار بالا{0} الیاف را متراکمتر میکند و محصول معمولاً بین 0.5 تا 2 میلیمتر ضخامت دارد. برای مثال، بستهبندی تلفن Sony Xperia 1 V از خمیر فشرده 0.8 میلیمتری ساخته شده است و دارای طراحی دندهای به شکل لانه زنبوری-میباشد. این امر میزان آسیب دیدن قطعات را از 8% به 0.3% در حین تست سقوط کاهش می دهد.
روش پرس خشک از الیاف پخت شده با فشار{0} داغ برای تولید محصولی با ضخامت 1.5 تا 3 میلیمتر استفاده میکند. بسته بندی لپ تاپ لنوو از قالب گیری خمیر فشرده خشک 2 میلی متری و کانال های جریان گرادیان برای بهبود پراکندگی فیبر استفاده می کند. این باعث می شود محصول 20٪ سفت تر و خطای صافی سطح کمتر از 0.08 میلی متر باشد.
برای تجهیزات الکترونیکی سنگین-مانند سرورها و ابزارهای صنعتی، قالبگیری خمیر کاغذ با دیوارههایی با ضخامت 4 تا 12 میلیمتر مورد نیاز است. یک شرکت بسته بندی سینی با ضخامت 10 میلی متر ساخته است که با قالب های روکش کروم کار شده است. این امر هزینه حمل و نقل هر قطعه از تجهیزات را تا 15 درصد کاهش داده و رضایت مشتری را تا 12 درصد افزایش داده است.
3. متعادل کردن هزینه ها و محدودیت های فضا
هنگام بستهبندی اقلام الکتریکی بسیار نازک مانند ساعتهای هوشمند و هدفون، ضخامت آن باید تا 3 میلیمتر باشد. بسته بندی هدفون های Apple Beats Studio Pro از قالب گیری خمیری 0.3 میلی متری تقویت شده با نانوسلولز تشکیل شده است. این طرح دارای یک آرایه ریز متخلخل با اندازه منافذ 0.2 میلی متری است که در عین سبک بودن، نرخ جذب انرژی را تا 40 درصد افزایش می دهد. همچنین با استفاده از طراحی مدولار (اینگونه اتصالات گیره به جای چسب) می توان ضخامت قطعات بسته بندی را تا 30 درصد کاهش داد و نرخ بازیافت را تا 82 درصد افزایش داد.
2، استانداردهای ضخامت صنعت و موارد رایج
1. استانداردها و قوانین تست که در سراسر جهان استفاده می شود
استاندارد ISTA 3A: بسته نباید اجازه دهد که محصول در هنگام سقوط از ارتفاع 0.8 تا 1.2 متر شتاب بیش از 25 گرم داشته باشد. یک کسبوکار برای برآورده کردن این معیار، بستهای با ضخامت 1.5 میلیمتر تولید کرد. آنها از شبیهسازی برای بهبود چیدمان دندههای پشتیبانی استفاده کردند که منجر به نرخ عبور ۹۹.۷ درصدی برای بستهبندی تلفن همراه در تست سقوط ۱.۲ متری شد.
آزمایش زیست محیطی GB/T 10739: نمونه باید به مدت 24 ساعت در اتمسفر با دمای 1±23 درجه و رطوبت نسبی 50% ± 2% تحت درمان قرار گیرد. یک تجارت خاص با مدیریت سطح رطوبت قالب گیری خمیر کاغذ (4٪ تا 12٪)، محصولات خود را در شرایطی که رطوبت تغییر می کند 50٪ پایدارتر کرده است.
2. تمرین کسب و کار و ایده های جدید
استراتژی لنوو برای جایگزینی پلاستیک: از قالب گیری خمیری با ضخامت 1.5 تا 2 میلی متر به جای بالشتک پلاستیکی در بسته بندی لپ تاپ استفاده کنید. این به پیشرفت های عملکردی از طریق تغییرات زیر منجر می شود:
بهینه سازی نسبت فیبر: 30٪ الیاف بلند را برای ساخت ساختار اسکلت اضافه کنید و خمیر مکانیکی با سرعت بالا (TMP) را ترکیب کنید تا الیاف بهتر در هم آمیخته شوند.
استفاده از Enhancer: افزودن محلول PAM 0.2% برای ایجاد ساختار غشایی شبکه، ریزش تراشه را تا 86% کاهش میدهد.
ارتقاء فرآیند پرس گرم: با استفاده از ترکیبی از 180 درجه، 0.5 مگاپاسکال و 40 ثانیه، سفتی محصول تا 20٪ افزایش می یابد و عدم دقت در صافی سطح کمتر از 0.08 میلی متر است.
زیبایی فیبر جدید اپل: بسته بندی هدفون Beats Studio Pro تماماً از مواد{0} بر پایه فیبر (الیاف بامبو و الیاف باگاس نیشکر) ساخته شده است. این طراحی مصالحه ای بین استحکام و دقت ایجاد می کند:
نانوسلولز به عنوان یک تکیه گاه: افزودن نانوسلولز (قطر 50 تا 100 نانومتر) باعث میشود که ماده تحت کشش 50 درصد قویتر شود.
طراحی ساختار میکرو متخلخل: سلول های لانه زنبوری که 0.3 میلی متر از هم فاصله دارند برای تقسیم منطقه استفاده می شود. این میزان آسیب را از 8٪ به 0.3٪ در طول آزمایش سقوط کاهش می دهد.
ساخت مدولار: استفاده از قالبهای ماشینکاری دقیق CNC تضمین میکند که اندازه بستهبندی تا 0.05 ± میلیمتر دقیق است، که باعث میشود کنار هم قرار دادن آن با محصول آسان شود.
