一, Att välja och förbereda råvaror: det första steget till planhet
1. Hitta den bästa typen och förhållandet av fiber
Fibrernas kvaliteter har en direkt inverkan på hur väl massa kan formas. Fibrerna i barrmassa är relativt långa (1,2–3,5 mm), vilket kan göra produkten starkare och mindre risk att slita sönder, men mängden måste kontrolleras för att undvika grova ytor orsakade av att fibrer trasslar ihop sig. Fibrerna i lövmassa är relativt korta (0,5–1,5 mm), vilket kan få massan att flyta bättre och hjälpa till att fylla formen jämnt. Det är bäst att blanda barrmassa och bredbladig-vedmassa i förhållandet 3:7 för praktisk användning för att få rätt balans mellan styrka och ytjämnhet.
2. Exakt kontroll av massaprocessen
Slaggraden (tappningsgraden) är en viktig faktor som påverkar hur fibrer sprids ut. Våtmalningsteknik kan användas för att göra mikroporösa strukturer på fibrernas yta, vilket förbättrar slammets förmåga att absorbera. Till exempel använder Apples leveranskedjeföretag en graderad massaprocess. Långa fibrer (barrträmassa) massas upp i en hög koncentration på 10 % eller mer för att få dem att svälla och bryta ner; korta fibrer (lövträmassa) kontrolleras så att de har en slaggrad mellan 30 grader SR och 45 grader SR för att förhindra att de skärs för mycket. Genom att använda den dynamiska massamodellen har papperet på en tillverkningslinje blivit 15 % starkare och minskat mängden trämassa som används med 8 % per ton papper.
3. Den kombinerade effekten av tillägg
Katjonisk polyakrylamid (CPAM) är en förstärkare som neutraliserar laddningar för att få fibrer att hålla ihop mer stadigt. Tillsats av 0,2 % lösning kan skapa en nätverksmembranstruktur under dehydrering under negativt tryck, vilket minskar spånförlusten med mer än 86 %.
Lim: Att blanda 0,2 % AKD-lim med 1 % katjonisk stärkelse kan göra bindningarna mellan skikten 92 % starkare och hindra fibrer från att slita av ytan.
Vattentätt medel: paraffinlotion producerar ett lager på fiberytan som skyddar den från vattenskador och håller dess styrka konstant.
2, Förbättra gjutningsprocessen för att få kontroll till inom en millimeter
1. Teknik för vakuumsuggjutning
Vakuumsuggjutning är en vanlig metod inom industriförpackningsbranschen. Den använder undertrycksadsorption för att fylla formen jämnt med slurry. Kontroll av nyckelparametrar inkluderar:
Vakuumnivå: Håll den mellan -0,06 MPa och -0,08 MPa för att se till att slammet adsorberas snabbt och för att hålla fibrerna från att anstränga sig för mycket.
Ändra adsorptionstiden baserat på hur tjock produkten är. Det tar normalt 8 till 15 sekunder. Om den är för kort kanske den inte fylls hela vägen, och om den är för lång kan fibrerna sätta sig och gå isär.
Formens temperatur: För att påskynda avdunstning av vatten och uppmuntra vätebindning mellan fibrer, förvärm formen till 150 till 200 grader Celsius.
2. Processen med våtformpressning
När produkten har 50 % till 75 % fukthalt behandlas den med våtpressning. Produktens täthet kan höjas med 20% när trycket är mellan 0,4 och 0,6 MPa och temperaturen är mellan 180 och 200 grader. Ytråheten är Ra Mindre än eller lika med 0,8 μm. Ett visst företag använder varmpressmaskiner för att pressa och polera iPhones innerbricka. Detta gör ytan jämn som en spegel och sänker friktionskoefficienten till 0,354.
3. Tekniken för torkning i mikrovågsugn
Torkning i mikrovågsugn kan värma insidan och utsidan av en produkt samtidigt, vilket minskar stressen vid torkning jämfört med typisk varmluftstorkning. Genom att hantera torkkurvan i sektioner (med en temperatur på<90 ℃ in the front section and 120 ℃ -150 ℃ in the back section), the surface fibers may be prevented from drying out soon and becoming brittle, and the moisture content of the product can be uniformly reduced to 10% -12%.
3, Nya idéer för formdesign: bryta fysiska gränser
1. Att göra formar med stor noggrannhet
Att välja rätt material: Tillverkad av flygaluminiumlegering (t.ex. 7075-T6) eller förkromat stål, med en hårdhet på HRC60 eller högre, och klarar mer än 100 000 gjutcykler.
Ytbehandling: Ett CNC-bearbetningscenter med fem-axlar används för att exakt skära formhåligheten, som har en ytråhet på Ra mindre än eller lika med 0,4 μm. Förkromningsbehandling gör ytan 30 % hårdare och gör att fibrerna mindre benägna att fastna på den.
System för avgaser: För att se till att slurryn absorberas jämnt och inte fastnar, ordna avgashålen (med en diameter på 0,5–1,0 mm och ett avstånd på 15–20 mm) och 0,01 mm filtersilen på bästa möjliga sätt.
2. Optimering av strukturell topologi
Formkaviteten är designad för att vara lätt med hjälp av CAE-simuleringsanalys. Huawei Mate-seriens förpackningsform har till exempel en bikakeförstärkt-ribbstruktur som gör den 30 % lättare och 40 % mer motståndskraftig mot stötar. Äpplets inre brickform har 12 olika storlekar av bikakeceller. Den använder topologioptimering för att hitta rätt balans mellan vikt och styrka.
3. Lägga till en-självrengörande funktion
Ultraljudsvibrationsenheter (20kHz-40kHz) kan byggas in i formkonstruktioner för att snabbt skaka av fiberskräp under formningsprocessen. Alternativt kan teflonbeläggning (5-10 μm tjock) användas för att minska fibervidhäftningen och behovet av mänsklig rengöring.
4, Typisk fallstudie: Övergång från laboratorium till industriell tillämpning
Fall 1: Innerfacket på en Apple iPhone
Råvarorna är bambumassa (60 %), sockerrörsmassa (30 %) och nanofibrer (10 %). Fibrerna är 0,8 till 1,2 millimeter långa.
Formningstryck för våtpressning på 0,5 MPa, temperatur på 190 grader och tid på 40 sekunder; mikrovågstorkeffekt på 5kW och tid på 8 minuter.
Effekt: Ytgrovheten är Ra Mindre än eller lika med 0,5 μm, passningsfelet med telefonens kontur är<0.1 mm, and the phone passed the 1.5-meter drop test.
Fodral 2: Förpackning för Sony Xperia 1 V
80 % återvunnen massa och 20 % nedbrytbart ledande bläck utgör råvarorna. Ytresistiviteten är 10 ⁶ -10 ⁹ Ω/sq.
Processen involverar vakuumsuggjutning med en vakuumgrad på -0,07 MPa och en adsorptionsperiod på 12 sekunder. Varumärket LOGO är lasergraverat till ett djup av 0,03 millimeter.
Effekt: Ytans slitstyrka har klarat 500 Martindale-tester och funktionen för övervakning av transporttemperatur och fuktighet har införts.
