一, Tre huvudidéer bakom strukturell design
1. Exakt passform: Anpassa till föremålets form med toleranser på en millimeter
Bluetooth-hörlurar innehåller många olika delar som gör att de ser komplicerade ut. Till exempel inkluderar de öronkrokar som inte är lika på alla sidor, böjda laddningsfack och tunna laddningstrådar. För att få "zero gap"-kontakt mellan brickan och produkten måste de modelleras i 3D. Till exempel använder Cleer Arc5 formar med mycket hög noggrannhet för att hålla toleranser inom ± 0,3 mm. Wet formingsteknik förvandlar dess inre stöd till en tre-dimensionell nätstruktur som perfekt kopierar den komplicerade ytan på hörlurarnas asymmetriska öronkrok. Detta gör att hörlurarna inte blir repade eller trasiga när de flyttas. För att göra denna design måste du kombinera produkt-CAD-data, använda omvänd konstruktion för att göra brickmodeller och göra flera ändringar i formen under formutvecklingsfasen.
2. Layered buffer system: ett sätt att absorbera energi på olika nivåer
En dubbel-lagers buffringsstruktur av "huvudstödsutrymme + tillbehörsfack" måste byggas för Bluetooth-hörlurarnas svaga delar, inklusive hörselkåpor och laddningsportar. Till exempel, Cleer Arc5:
Huvudlagerkammare: Botten har bikakeförstärkningsribbor som sprider ut vertikal stötspänning genom en biomimetisk bikakestruktur. Den uppmätta statiska tryckhållfastheten är minst 80 kg, och den klarar vikten av en vuxen som står på den utan att böjas.
Fästfack: Separata fack för förvaring av laddningskablar och öronproppsskydd, sammanhållna med hjälp av vikta papperskort istället för plastblister. Detta minskar mängden fyllmedel som slängs.
3. Modulär skalbarhet: Fungerar med flera modeller för snabba ändringar
Brickdesign måste innehålla modulära element för att sänka kostnaderna för mögelutveckling. Du kan till exempel ändra de lokala strukturerna i samma form för att passa olika typer av hörlurar från samma märke. Du kan till exempel ändra djupet på öronkrokens stödöppning och höjden på laddningsfackets positioneringsstolpe. Du kan använda Cleer Arc5 med andra produkter i Arc-serien genom att göra små ändringar i den inre formen genom standardiserad gränssnittsdesign. Detta minskar forsknings- och utvecklingskostnaderna med mer än 40 %.
2, Analysera de viktigaste strukturella modulerna
1. Den huvudsakliga stödstrukturen
Kantlös struktur: bra för lätta hörlurar (mindre än 50 g), den sprider ut stressen från laterala stötar med lutande sidoväggar. Till exempel har en viss typ av TWS hörlursbricka inga kanter, med en kantdimension på mindre än 2 mm, och sidoväggen gör en 15 graders vinkel med lastriktningen. Skadefrekvensen från falltestet är knappt 0,15 %.
Structure of the flip edge: For high-end headphones (weight >80g), kan den utåt expanderande kjolen utåtvända flipstrukturen göra det hela mer stabilt. När den utvärderas enligt ISTA 3A-standarder, absorberas 70 % av slagenergin av ett visst märke av brusreducerande hörlursbricka med en flip edge-design som är 15 mm bred vid kanten och nedre förstärkningsribbor. Detta är samma som 3 mm tjock EPE pärlbomull.
2. Design som håller fukt och statisk elektricitet ute
Doping av ledande fibrer: För att uppfylla de anti-statiska kraven för elektroniska komponenter, tillsätt 1 % till 2 % kolfiber till massan. Detta kommer att sänka brickans ytmotstånd till 10 ⁶ till 10 ⁹ Ω. Denna design låter ett visst märke av sporthörlursbricka bli av med statisk elektricitet på en torr plats på mindre än två sekunder.
Barriärbeläggning som är vatten-baserad: Att använda en vattenbaserad-beläggning gjord av majsstärkelse istället för en vanlig plastfilmbeläggning ökar fuktbeständigheten med mer än 60 %. Cleer Arc5 brickbeläggningen är bara 0,1 mm tjock, vilket hindrar vattenånga från att tränga igenom den. Den kan även återvinnas genom att slås ihop med papperet.
3. Extra funktioner för att skydda miljön
Konvertibelt skyddsfodral: Brickans kant har en spännmekanism som låter användare förvandla den till en låda för förvaring av hörlurar. Om du till exempel lägger till två placeringsfack i ett visst märke av hörlursfack, kan det förvandlas från förpackning till ett skyddande skal och förlänga produktens livslängd.
Anpassa strukturen för att passa dina behov: Använd våtpressningsteknik för att visa upp naturliga texturer som sten och träfibrer. Genom att ändra grovheten på formens yta gjorde ett visst märke av hörlursbricka både beröringen och utseendet på produkten bättre, vilket gjorde användarna 30 % gladare.
3, Väg för att omsätta processen i handling
1. Att välja rätt material och göra formeln bättre
Förhållandet mellan råvaror: 60 % returpapper, 30 % sockerrörsbagass och 10 % bambufiber används för att göra hög-hållfast massa med en våtformningsprocess. Experimentella data från ett specifikt märke indikerar att draghållfastheten hos denna formelbricka når 12MPa, med en brottförlängning på 8 %, vilket överträffar den för rena returpappersbrickor.
Tillsätt 0,5 % flexibelt medel (som polyvinylalkohol) för att göra det mer motståndskraftigt mot stötar och 0,3 % vattentätt medel (som silankopplingsmedel) för att göra det mer motståndskraftigt mot fukt. Till exempel förbättrade ett visst märke av hörlursbricka sin tillsatsformel och uppvisade en storleksändringshastighet på mindre än 0,5 % efter att ha varit i en miljö med 85 % luftfuktighet i 72 timmar.
2. Tillverkning och design av formar
Formstruktur: Skiljeytan är i kanten av produkten så att den är lättare att ta ur formen. Till exempel har en form av hörlursbricka en struktur i tre-delar som består av en "övre form", en "undre form" och en "kärna". Kärnan kan snabbt ändras för att passa olika modeller.
Precisionskontroll: CNC-bearbetning med en ytråhet på Ra<0.8 μm is used to make important components of the mold, like the headphone placement slots and charging interface holes. The real test of a certain brand's mold demonstrates that after making 10,000 pieces in a row, the size difference of the pallet is still kept to within ± 0.2mm.
3. Inställningar för formningsproceduren
Uppslamningskoncentrationen för våtformpressning hålls mellan 8% och 10%, vakuumnivån är -0,08 MPa, formtrycket är 1,5 MPa och tiden det tar att hålla trycket är 15 sekunder. Enligt experiment från ett märke är brickdensiteten 0,35 g/cm³ och dämpningsprestandan är överlägsen den hos 2 mm tjockt EPS-skum.
Torkprocess: Temperaturen är 80 grader och perioden är 40 minuter. Detta minskar fukthalten till 8% till 10%. För att förhindra att produkten blir instabil på grund av deformation är krympningsgraden för en viss märkesbricka efter torkning mindre än 1%.
4,Exempel på hur branschen används
1. Förpackningen till Beats hörlurar är gjord av full massa gjutning.
Nya sätt att bygga: Ytterlådan har en tryckhållfasthet på minst 800N och är gjord av två lager: en "wellpapplåda" och en "innerbricka i formgjuten fiber." Innerfacket hålls på plats mellan hörlurarna och laddningsfacket av hög-precisionsformar.
Fördelar för miljön: En enda uppsättning förpackningar minskar plastanvändningen med 15 ton per år, minskar koldioxidavtrycket med 40 % och har certifierats av EU REACH och US FDA.
2. Bricka av biobaserat kompositmaterial från Cleer Arc5
Genombrott i material: En tredimensionell nätverksstruktur skapas genom att blanda 60 % bambufiber med 40 % sockerrörsbagass. Konstruktionen har en draghållfasthet på 15MPa.
Funktionsintegration: Uppackningsupplevelsen är 50 % bättre med ett dolt handtag, en själv-låsande täckplåt och ett QR-kodfönster. Återvinningsgraden är 92 %.
