一, Выбор и подготовка сырья: первый шаг к плоскостности
1. Поиск лучшего типа и соотношения клетчатки
Качество волокон напрямую влияет на качество формирования целлюлозы. Волокна в древесной массе хвойных пород относительно длинные (1,2–3,5 мм), что может сделать изделие более прочным и снизить вероятность его разрыва, но количество необходимо контролировать, чтобы избежать шероховатости поверхности, вызванной спутыванием волокон. Волокна древесной целлюлозы относительно короткие (0,5–1,5 мм), что позволяет улучшить текучесть целлюлозы и равномерно заполнить форму. Для практического использования лучше всего смешивать древесную массу хвойных пород и широколиственную-древесную массу в соотношении 3:7, чтобы получить правильный баланс прочности и гладкости поверхности.
2. Точный контроль процесса варки целлюлозы.
Степень избиения (степень постукивания) является важным фактором, влияющим на распределение волокон. Технология мокрого измельчения может быть использована для создания микропористых структур на поверхности волокон, что улучшит впитывающую способность суспензии. Например, компании-поставщики Apple используют процесс постепенной варки целлюлозы. Длинные волокна (целлюлоза хвойной древесины) измельчаются в высокой концентрации 10% и более, чтобы они набухали и разрушались; Короткие волокна (целлюлоза лиственных пород) контролируются таким образом, чтобы их степень биения составляла от 30 до 45 градусов SR, чтобы предотвратить их слишком сильное разрезание. Использование модели динамического производства целлюлозы позволило сделать бумагу на одной производственной линии на 15% прочнее и сократить количество используемой древесной массы на 8% на тонну бумаги.
3. Совокупное влияние дополнений
Катионный полиакриламид (CPAM) – это усилитель, который нейтрализует заряды, обеспечивая более прочное склеивание волокон. Добавление 0,2% раствора может создать сетчатую мембранную структуру во время обезвоживания при отрицательном давлении, что сокращает потери стружки более чем на 86%.
Клей: смешивание 0,2% клея AKD с 1% катионного крахмала может сделать связи между слоями на 92% прочнее и предотвратить отрыв волокон от поверхности.
Водоотталкивающий агент: парафиновый лосьон образует на поверхности волокна слой, который защищает его от повреждения водой и сохраняет его прочность.
2. Улучшение процесса формования для обеспечения контроля с точностью до миллиметра.
1. Технология вакуумно-всасывающего формования.
Вакуумное формование является распространенным методом в производстве промышленной упаковки. Он использует адсорбцию под отрицательным давлением для равномерного заполнения формы суспензией. Контроль основных параметров включает в себя:
Уровень вакуума: поддерживайте его в пределах от -0,06 МПа до -0,08 МПа, чтобы обеспечить быструю адсорбцию суспензии и предотвратить слишком сильное натяжение волокон.
Измените время адсорбции в зависимости от густоты продукта. Обычно это занимает от 8 до 15 секунд. Если он слишком короткий, он может не заполниться полностью, а если слишком длинный, волокна могут осесть и разойтись.
Температура формы: чтобы ускорить испарение воды и стимулировать образование водородных связей между волокнами, предварительно нагрейте форму до 150–200 градусов Цельсия.
2. Процесс мокрого прессования.
При влажности продукта от 50% до 75% его обрабатывают мокрым прессованием. Герметичность изделия можно повысить на 20% при давлении от 0,4 до 0,6 МПа и температуре от 180 до 200 градусов. Шероховатость поверхности Ra меньше или равна 0,8 мкм. Одна компания использует машины горячего прессования для прессования и полировки внутреннего лотка iPhone. Это делает поверхность гладкой, как зеркало, и снижает коэффициент трения до 0,354.
3. Технология сушки в микроволновке
Сушка в микроволновой печи может одновременно нагревать внутреннюю и внешнюю часть продукта, что снижает нагрузку на сушку по сравнению с обычной сушкой горячим воздухом. Управляя кривой сушки по участкам (с температурой<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. Новые идеи дизайна пресс-форм: нарушение физических границ.
1. Изготовление форм с высокой точностью.
Выбор подходящего материала. Изготовлен из авиационного-алюминиевого сплава (например, 7075-T6) или хромированной стали с твердостью HRC60 или выше и выдерживает более 100 000 циклов формования.
Обработка поверхности: пятиосевой обрабатывающий центр с ЧПУ- используется для точной обработки полости формы, шероховатость поверхности которой Ra меньше или равна 0,4 мкм. Хромирование делает поверхность на 30% тверже и снижает вероятность прилипания волокон к ней.
Система вытяжки: Чтобы жижа равномерно впитывалась и не застревала, расположите вытяжные отверстия (диаметром 0,5–1,0 мм и расстоянием 15–20 мм) и фильтрующую сетку 0,01 мм наилучшим образом.
2. Оптимизация структурной топологии.
Полость пресс-формы спроектирована так, чтобы быть легкой с помощью анализа моделирования CAE. Например, упаковочная форма серии Huawei Mate имеет сотовую-усиленную ребристую структуру, что делает ее на 30 % легче и на 40 % более устойчивой к ударам. Форма для внутреннего подноса для яблок имеет 12 сот различных размеров. Он использует оптимизацию топологии, чтобы найти правильный баланс между весом и прочностью.
3. Добавление функции самоочистки-
Устройства ультразвуковой вибрации (20–40 кГц) могут быть встроены в конструкции пресс-форм для быстрого стряхивания остатков волокон в процессе формования. В качестве альтернативы можно использовать тефлоновое покрытие (толщиной 5–10 мкм) для уменьшения прилипания волокон и необходимости очистки человеком.
4. Типичный пример: переход от лаборатории к промышленному применению
Случай 1. Внутренний лоток Apple iPhone.
Сырьевые ингредиенты: целлюлоза бамбука (60%), мякоть сахарного тростника (30%) и нановолокна (10%). Волокна имеют длину от 0,8 до 1,2 миллиметра.
Давление формования мокрого прессования 0,5 МПа, температура 190 градусов и время 40 секунд; микроволновая сушка мощностью 5кВт и временем 8 минут.
Эффект: Шероховатость поверхности Ra Меньше или равна 0,5 мкм, ошибка совмещения с контуром телефона составляет<0.1 mm, and the phone passed the 1.5-meter drop test.
Случай 2: Упаковка Sony Xperia 1 V
В состав сырья входят 80% переработанной целлюлозы и 20% разлагаемых проводящих чернил. Поверхностное сопротивление составляет 10 ⁶ -10 ⁹ Ом/кв.
Процесс включает в себя вакуумно-всасывающее формование со степенью вакуума -0,07 МПа и периодом адсорбции 12 секунд. ЛОГОТИП бренда выгравирован лазером на глубину 0,03 миллиметра.
Эффект: Износостойкость поверхности прошла 500 испытаний Мартиндейла, внедрена функция контроля температуры и влажности при транспортировке.
