1. Propriedades dos materiais: Os benefícios do uso de fibras naturais em sistemas mecânicos
Fibras vegetais, incluindo resíduos de papel, polpa de bambu e bagaço de cana-de-açúcar, são usadas para fazer celulose moldada. A tecnologia de sucção a vácuo é usada para moldá-lo em uma estrutura de malha-tridimensional. As fibras dessa estrutura são entrelaçadas aleatoriamente para fornecer um sistema de suporte tridimensional que se parece com um favo de mel. Possui as seguintes propriedades mecânicas:
Como a tensão é distribuída: A estrutura das fibras, composta por ligações de hidrogênio e entrelaçamento, permite que as pressões externas sejam absorvidas pela deformação elástica em vez da compressão do material. Uma bandeja para ovos, por exemplo, pesa apenas 65g, mas pode suportar 80kg de força estática vertical sem quebrar. A estrutura em favo de mel evita que uma única bandeja dobre mais de 3 mm, o que é superior à espuma plástica da mesma espessura.
Otimizando densidade e resistência: Quando as fibras são moldadas em altas temperaturas e pressões (180–250 graus, 5–10 MPa), as ligações de hidrogênio entre elas são reorganizadas e a densidade aumenta para 0,6–0,8 g/cm³, o que torna o material muito mais rígido. A adição de agente impermeabilizante de sulfato de alumínio ou composto de reforço adesivo de amido aumenta a aderência da fibra em 30%, mantendo o material leve (50% menos denso que a madeira).
Desempenho de amortecimento dinâmico: Nos testes de impacto, há uma correlação negativa entre a distância de amortecimento da moldagem da polpa e a aceleração transmitida. Por exemplo, um determinado tipo de embalagem de telefone celular usa uma estrutura composta de múltiplas-camadas (projeto de cavidade + reforço vertical) para reduzir em 40% a velocidade com que as vibrações viajam durante o transporte. A taxa de integridade do produto em testes de queda é de 99,7%.
2. Projeto Estrutural: Passando da Proteção Única para Soluções de Sistema
A necessidade de diferentes tipos de produtos eletrônicos e elétricos está fazendo com que a moldagem de celulose passe de "amortecimento universal" para "proteção de sistema personalizada":
Otimizando a geometria: Câmaras e reforços: Projetando o molde para criar vazios e adicionar nervuras internas. Por exemplo, um certo tipo de embalagem de laptop usa uma estrutura de reforço vertical "bem" moldada que dobra a capacidade de carga-e pode suportar 100 kg de pressão quando empilhada.
Composto com mais de uma camada: Um compósito de três a cinco camadas de cartão de celulose que pode suportar altas temperaturas e pressões. Isto torna a ligação entre as camadas de fibra 30% a 50% mais forte. Uma determinada marca de embalagem de TV possui uma estrutura composta de 5 camadas que pode conter 500 kg de produtos e possui resistência à compressão de 15MPa.
Proteção por região:
Barreira com favo de mel: Unidades de favo de mel em microescala são usadas para particionar áreas para peças de precisão, como módulos de câmera e placas de circuito. Quando essas unidades são atingidas externamente, elas trabalham juntas para deformar e absorver energia. A embalagem de uma determinada marca de fones de ouvido tem formato de favo de mel de 0,5 mm e a taxa de danos às peças durante o teste de queda caiu de 8% para 0,3%.
Buffer de gradiente: Faça gradientes de densidade com base em como o peso do produto está distribuído. Um determinado tipo de embalagem de console de videogame, por exemplo, tem uma estrutura de alta-densidade (0,8g/cm³) na área do centro de gravidade e uma estrutura de baixa-densidade (0,5g/cm³) na área da borda. Isso torna a embalagem 20% mais leve e 15% melhor na proteção do console.
3. Uso nos negócios: desde gadgets-de última geração até cobertura completa
Na área de eletrônica 3C:
Embalagem para celulares: O Huawei Mate 60 Pro possui um revestimento moldado em celulose que reduz em 12% a energia utilizada durante o transporte, graças à sua construção de colagem precisa. O teste de queda passa com louvor, com altura de 1,5 metros e seis quedas livres em todos os lados.
A Lenovo deixará lentamente de usar embalagens plásticas de amortecimento para laptops a partir de 2022 e mudará para 100% de moldagem de polpa até 2024. A série Yoga inclui uma estrutura de “câmara dupla + barra vertical curva” que passou no teste padrão ISTA 3A, que simula as condições de trânsito mundial.
Na área de eletrodomésticos:
A série Samsung QLED usa uma combinação de "bandeja moldada em polpa + faixa tampão EPE" para sua embalagem de TV. A bandeja tem capacidade para 200 kg, o que reduz o peso total da embalagem em 35% e as emissões de carbono em 50%.
A unidade externa do ar condicionado usa uma construção de suporte de canto moldada em polpa que foi aprimorada pela simulação ANSYS. Ele pode dobrar menos de 2 mm quando uma carga estática de 80 kg é aplicada e custa 40% menos do que os típicos suportes de canto de madeira.
Dispositivos que você pode usar:
Smart Watch: a embalagem do Apple Watch Series 8 é feita de moldagem de polpa ultra-fina de 0,3 mm. Ele protege peças eletrônicas delicadas usando a tecnologia de "respirabilidade microporosa + revestimento anti{5}}estático" e menos de 0,1% das vezes é danificado ao ser aberto.
