一, Три основные идеи структурного проектирования
1. Точная посадка: адаптируйтесь к форме объекта с допуском в миллиметр.
Наушники Bluetooth содержат множество различных деталей, которые делают их сложными. Например, они включают в себя ушные крючки, которые не одинаковы со всех сторон, изогнутые отсеки для зарядки и тонкие провода для зарядки. Чтобы получить контакт «нулевого зазора» между лотком и продуктом, их необходимо смоделировать в 3D. Например, Cleer Arc5 использует формы с очень высокой точностью, чтобы поддерживать допуски в пределах ± 0,3 мм. Технология мокрого формования превращает внутреннюю опору в трехмерную сетчатую структуру, которая безупречно копирует сложную поверхность асимметричного ушного крючка наушников. Благодаря этому наушники не поцарапаются и не сломаются при перемещении. Чтобы создать эту конструкцию, вам необходимо объединить данные САПР продукта, использовать реверс-инжиниринг для создания моделей лотков и внести несколько изменений в форму на этапе разработки формы.
2. Слоистая буферная система: способ поглощения энергии на разных уровнях.
Для слабых частей наушников Bluetooth, включая наушники и порты для зарядки, необходимо создать двухслойную буферную структуру «основная опорная полость + отсек для аксессуаров». Например, Клир Арк5:
Основная камера подшипника: в нижней части имеются ребра жесткости в виде сот, которые распределяют вертикальные ударные нагрузки посредством биомиметической сотовой структуры. Измеренная статическая прочность на сжатие составляет не менее 80 кг, и он может выдержать вес взрослого человека, стоящего на нем, не сгибаясь.
Отсек для крепления: отдельные отсеки для хранения зарядных кабелей и чехлов для наушников, которые скрепляются с помощью сложенных бумажных карточек вместо пластиковых блистеров. Это сокращает количество выбрасываемых наполнителей.
3. Модульная масштабируемость: работает с несколькими моделями для быстрого изменения.
Конструкция лотка должна содержать модульные элементы, чтобы снизить затраты на разработку пресс-формы. Например, вы можете изменить локальные конструкции одной и той же формы, чтобы они подходили к разным типам наушников одной марки. Например, вы можете изменить глубину прорези для крепления ушного крючка и высоту позиционирующей стойки зарядного устройства. Вы можете использовать Cleer Arc5 с другими продуктами серии Arc, внеся небольшие изменения во внутреннюю форму посредством стандартизированного дизайна интерфейса. Это сокращает расходы на исследования и разработки более чем на 40%.
2. Анализ основных структурных модулей
1. Основная структура поддержки
Структура без рамок: подходит для легких наушников (менее 50 г), распределяет нагрузку от боковых ударов за счет наклонных боковых стенок. Например, лоток для наушников TWS определенного типа не имеет краев, размер края составляет менее 2 мм, а боковая стенка составляет угол 15 градусов с направлением нагрузки. Уровень повреждения при тесте на падение составляет всего 0,15%.
Structure of the flip edge: For high-end headphones (weight >80g), расширяющаяся наружу конструкция юбки может сделать все это более стабильным. При оценке в соответствии со стандартами ISTA 3A 70 % энергии удара поглощается определенной маркой шумоподавляющего лотка для наушников с откидной конструкцией шириной 15 мм по краю и ребрами жесткости внизу. Это то же самое, что и жемчужный хлопок EPE толщиной 3 мм.
2. Конструкция, защищающая от влаги и статического электричества.
Легирование проводящих волокон. Чтобы обеспечить антистатические требования к электронным компонентам, добавьте в пульпу от 1 % до 2 % углеродного волокна. Это снизит поверхностное сопротивление лотка до 10–10 ⁹ Ом. Такая конструкция позволяет лоткам для спортивных наушников определенной марки избавиться от статического электричества в сухом месте менее чем за две секунды.
Барьерное покрытие на водной-основе. Использование покрытия на водной-основе, изготовленного из кукурузного крахмала, вместо стандартного покрытия из пластиковой пленки повышает влагостойкость более чем на 60 %. Покрытие лотка Cleer Arc5 имеет толщину всего 0,1 мм, что предотвращает проникновение водяного пара. Его также можно переработать, взбив вместе с бумагой.
3. Дополнительные функции для защиты окружающей среды.
Трансформируемый защитный чехол: край лотка оснащен застежкой, позволяющей превратить его в коробку для хранения наушников. Например, добавление двух мест для размещения в лоток для наушников определенной марки может превратить его из упаковки в защитную оболочку и продлить срок службы продукта.
Настройка текстуры в соответствии с вашими потребностями: использование технологии мокрого прессования для демонстрации натуральных текстур, таких как текстура камня и дерева. Изменив шероховатость поверхности формы, лоток для наушников определенной марки улучшил прикосновение и внешний вид продукта, что сделало пользователей на 30% счастливее.
3. Путь реализации процесса
1. Выбор правильных материалов и улучшение формулы
Соотношение сырья: 60 % макулатуры, 30 % жома сахарного тростника и 10 % бамбукового волокна используются для изготовления высокопрочной целлюлозы методом мокрого формования. Экспериментальные данные, полученные от конкретной марки, показывают, что прочность на разрыв лотка из этой формулы достигает 12 МПа, а удлинение при разрыве составляет 8 %, что превосходит аналогичный показатель у лотков из чистой макулатуры.
Добавьте 0,5% эластичного агента (например, поливинилового спирта), чтобы сделать его более устойчивым к ударам, и 0,3% водонепроницаемого агента (например, силанового связующего), чтобы сделать его более устойчивым к влаге. Например, лоток для наушников определенной марки улучшил формулу добавок и продемонстрировал скорость изменения размера менее 0,5% после нахождения в среде с влажностью 85% в течение 72 часов.
2. Изготовление и проектирование форм.
Структура формы: разделительная поверхность находится на краю изделия, что облегчает его демонтаж. Например, один тип формы лотка для наушников состоит из трех-частей, состоящих из «верхней формы», «нижней формы» и «сердцевины». Ядро можно быстро заменить для соответствия различным моделям.
Контроль точности: обработка на станках с ЧПУ с шероховатостью поверхности 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. Настройки процедуры формования
Концентрация суспензии для мокрого компрессионного формования поддерживается в пределах от 8% до 10%, уровень вакуума составляет -0,08 МПа, давление формования - 1,5 МПа, а время, необходимое для поддержания давления, - 15 секунд. Согласно эксперименту бренда, плотность лотка составляет 0,35 г/см³, а амортизирующие характеристики превосходят показатели пенополистирола толщиной 2 мм.
Процесс сушки: температура 80 градусов, продолжительность 40 минут. Это снижает содержание влаги до 8–10%. Чтобы изделие не становилось нестабильным из-за деформации, степень усадки лотка определенной марки после сушки составляет менее 1%.
4.Примеры использования отрасли.
1. Упаковка наушников Beats изготовлена из цельнолитой целлюлозы.
Новые способы изготовления: внешняя коробка имеет прочность на сжатие не менее 800 Н и состоит из двух слоев: «коробка из гофрированного картона» и «внутренний лоток из формованного волокна». Внутренний лоток удерживается между наушниками и зарядным отсеком с помощью высокоточных-форм.
Преимущества для окружающей среды: один комплект упаковки сокращает использование пластика на 15 тонн в год, сокращает выбросы углекислого газа на 40% и сертифицирован REACH ЕС и FDA США.
2. Лоток из биокомпозитного материала Cleer Arc5.
Прорыв в материалах: трехмерная сетчатая структура получается путем смешивания 60 % бамбукового волокна и 40 % выжимок сахарного тростника. Конструкция имеет предел прочности 15МПа.
Интеграция функций. Распаковка становится на 50 % удобнее благодаря скрытой ручке, самозапирающейся крышке-и окошку с QR-кодом. Степень переработки составляет 92%.
